Jika Anda pernah berdiri di samping pabrik penggilingan Ag selama pengoperasian, Anda mungkin memperhatikan cara material bergerak di dalam silinder besar yang berputar itu—terutama bagaimana perbedaan kepadatan akhirnya terpisah seolah-olah mereka mempunyai pikirannya sendiri. Sebagai seseorang yang memasok suku cadang pabrik penggilingan Ag selama lebih dari satu dekade, saya selalu ditanyai pertanyaan ini: mengapa benda ringan dan berat terpisah di dalam mesin ini, dan bagaimana cara kerja pemisahan tersebut dalam pemrosesan bijih perak? Mari kita uraikan hal ini tanpa menggunakan jargon apa pun, sehingga Anda dapat melihat dengan tepat apa yang terjadi dan apa pengaruhnya bagi operasi Anda.
Pertama, mari kita atur suasananya. Saat Anda memasukkan material ke pabrik penggilingan Ag, Anda tidak hanya membuang batuan acak ke sana—Anda juga mendapatkan bijih perak (yang biasanya padat, sekitar 2,6–3,0 g/cm³), mineral kuarsa atau gangue (lebih ringan, sekitar 2,5–2,7 g/cm³, meskipun terkadang sulfida padat dapat bercampur), dan media penggilingan—biasanya bola baja, yang jauh lebih padat (7,8 g/cm³) dibandingkan bijih mana pun. Campuran tersebut ditarik ke dalam gilingan melalui Kepala Umpan untuk Penggilingan Penggilingan, bagian yang pasti Anda kenal jika Anda pernah mengukur gilingan. Feed Head dirancang untuk memindahkan material dengan lancar ke dalam mill tanpa harus membuat cadangan, hal ini merupakan kuncinya karena feed yang didukung akan mengacaukan proses pemisahan yang terjadi di dalam.
Pabrik itu sendiri berjalan pada dua bagian penting: THRUST ROLLER dan Bearing Base, yang bekerja sama untuk menjaga silinder berat itu berputar secara merata. Tanpa roller yang diselaraskan dengan benar dan alas bantalan yang kokoh, gilingan dapat goyah, sehingga mengganggu aliran dan pengangkatan material sehingga pemisahan menjadi kurang efisien. Saya telah melihat pabrik dengan roller dorong yang tidak sejajar berakhir dengan tumpukan bola baja di satu sisi dan semua gangue ringan di sisi lain, yang berarti Anda tidak menggiling bijih secara merata dan membuang-buang energi. Itu sebabnya memeriksa bagian-bagian ini tidak dapat dinegosiasikan untuk pemisahan yang konsisten.
Sekarang, efek pemisahan sebenarnya. Semuanya dimulai dengan gaya sentrifugal dan gravitasi, dua gaya yang bertarung dan bekerja sama saat kincir berputar. Ketika penggilingan berputar pada kecepatan yang tepat (biasanya 65–75% dari kecepatan kritis—kecepatan kritis adalah titik di mana gaya sentrifugal menjepit semua material ke dinding), semuanya akan terangkat dalam tirai. Barang yang berat? Dibutuhkan lebih banyak tenaga untuk tetap menempel di dinding, sehingga tidak terangkat setinggi material yang lebih ringan. Tunggu, mari kita uji logikanya: bola baja sangat padat, jadi bola tersebut mulai meluncur ke bawah dinding sebelum gangue ringan. Bijih perak, yang lebih padat dari gangue tetapi kurang padat dibandingkan bola baja, berada di antara keduanya. Itu adalah lapisan pemisahan pertama—berdasarkan kepadatan, dengan bola baja di bagian bawah kaskade, lalu bijih Ag, lalu gangue.
Namun hal ini menjadi lebih kompleks ketika material menyentuh ujung muatan (di mana material yang jatuh terhempas kembali ke dasar pabrik). Jika hal ini terjadi, partikel berat akan tenggelam lebih cepat melalui ruang interstisial antara media penggilingan dan partikel ringan. Anggap saja seperti mengocok toples berisi kacang campur: kacang tanah (ringan) tetap di atas, almond (sedang) di tengah, dan pecan (berat) tenggelam ke bawah. Ide yang persis sama di sini. Perbedaan utamanya adalah bahwa di pabrik penggilingan, ini bukanlah tabung statis—muatan ini terus bergerak, mengalir, dan terangkat, sehingga pemisahan terjadi dalam satu putaran.
Tunggu, tapi mengapa hal ini penting khususnya untuk bijih Ag? Perak sering ditemukan dalam mineral sulfida, yang mungkin sedikit lebih padat dibandingkan gangue non-sulfida, sehingga pemisahan membantu Anda tidak menggiling bahan limbah yang lebih ringan secara berlebihan. Penggilingan yang berlebihan membuang-buang energi dan membuat pemrosesan hilir (seperti flotasi) menjadi kurang efisien, karena gangue halus bercampur dengan partikel perak Anda. Semakin baik pemisahan di dalam pabrik, semakin seragam ukuran partikel Anda saat keluar, sehingga menghemat uang dan meningkatkan tingkat pemulihan.
Faktor besar lainnya adalah ukuran media penggilingan. Jika Anda menggunakan bola baja yang terlalu kecil, bola tersebut tidak dapat mengangkat bijih Ag padat dengan cukup tinggi, sehingga bijih tetap tercampur dengan gangue ringan. Jika Anda menggunakan bola yang terlalu besar, bola tersebut mungkin akan menghancurkan bijihnya terlalu halus, sementara gangue tetap kental. Saya pernah meminta pelanggan beralih dari bola berukuran 3 inci ke 4 inci untuk pabrik Ag mereka, dan tiba-tiba mereka melihat lonjakan sebesar 12% dalam perolehan perak—semua karena bola yang lebih besar dapat mengangkat bijih berat dengan baik, sehingga menghasilkan pemisahan yang lebih bersih. Itu adalah contoh nyata bagaimana efek pemisahan bukan sekadar kekhasan fisika; itu adalah sesuatu yang dapat Anda sesuaikan dengan bagian dan pengaturan yang tepat.
Jangan lupakan Mill Shell Shipping and Machining dan Ball Mill Trunnion, dua bagian yang mempengaruhi aliran internal pabrik. Lapisan dalam Mill Shell—tunggu, tidak, sebenarnya pemesinan permukaan bagian dalam shell, dan trunnion yang menghubungkan mill ke pengumpanan dan pelepasan, mengontrol bagaimana material bergerak. Jika trunnion tidak dikerjakan dengan benar, material dapat tersangkut, sehingga menciptakan zona mati sehingga pemisahan tidak terjadi. Lapisan Shell Mill (bagian lain yang terkait, meskipun kita tidak memiliki sambungannya) juga mempengaruhi gesekan antara material dan cangkang—lapisan yang lebih halus berarti material lebih banyak tergelincir, lapisan yang lebih kasar berarti lebih banyak pengangkatan. Kedua hal ini mengubah seberapa besar pergerakan setiap lapisan kepadatan, sehingga berdampak langsung pada pemisahan.
Tunggu, mari kita atasi kesalahpahaman umum: orang menganggap pemisahan di pabrik penggilingan itu sempurna, seperti mesin sentrifugal. Tidak, tidak. Ini adalah proses yang berkesinambungan dan dinamis yang selalu dalam proses. Ada beberapa pencampuran, tetapi tujuannya adalah meminimalkan pencampuran tersebut sehingga Anda mendapatkan produk yang konsisten. Untuk pemrosesan Ag, hal ini sangat penting karena perak sering kali terdapat dalam konsentrasi rendah (hanya beberapa ons per ton bijih), sehingga kerugian akibat penggilingan berlebihan atau campuran gangue akan bertambah dengan cepat.
Saya telah bekerja dengan tambang yang mengalami kesulitan dengan pemulihan Ag yang rendah, dan ketika kami melihat pabrik mereka, kami menemukan beberapa hal yang mengganggu pemisahan. Pertama, Feed Head mereka tersumbat, sehingga material yang masuk tidak merata—beberapa bagian pabrik memiliki terlalu banyak bijih, yang lain terlalu sedikit, sehingga lapisan-lapisannya tercampur. Kemudian, THRUST ROLLER-nya sudah aus, sehingga kincirnya bergoyang, sehingga muatannya miring, membuat bola baja padat itu bergeser ke satu sisi. Setelah mengganti bagian-bagian tersebut dan menyesuaikan kecepatan, pemisahannya meningkat, dan pemulihan meningkat 9%. Itulah dampak nyata dari melakukan hal ini dengan benar.
Sudut lainnya: ketika pabrik mengeluarkan material, ia melewati Trunnion Ball Mill di sisi lain, bukan? Desain trunnion mengontrol cara material keluar. Jika ukuran trunnion salah, partikel halus dapat terbawa kembali ke dalam penggilingan, sementara partikel kasar tersangkut—keduanya mengganggu keseimbangan kepadatan di dalamnya. Jadi meskipun pemisahan terjadi dengan sempurna di dalam, trunnion yang buruk dapat membatalkan semua pekerjaan tersebut.
Mari kita kembali ke fisika untuk memastikan keakuratannya. Dua kekuatan utama yang berperan: pengendapan gravitasi dan klasifikasi sentrifugal. Pengendapan gravitasi terjadi ketika partikel berat jatuh lebih cepat melalui cairan (di sini, bubur kertas—campuran air dan bijih) dibandingkan partikel ringan. Klasifikasi sentrifugal adalah rotasi gilingan menciptakan gaya yang mendorong partikel keluar, dan partikel yang lebih berat membutuhkan lebih banyak gaya untuk tetap berada di bagian dalam muatan, sehingga bergerak ke dalam. Tunggu, itu sebabnya bola baja berada di bawah (ke dalam) dan gangue berada di atas (ke luar)—mereka didorong ke luar, tetapi benda berat tidak bisa bergerak jauh, sehingga tetap berada di tengah. Itu cara yang lebih sederhana untuk menjelaskannya, tanpa persamaan yang rumit.
Bagaimana jika Anda menambahkan air? Kepadatan pulp juga mempengaruhi pemisahan. Jika pulp terlalu tebal (padatan tinggi), partikel tidak dapat bergerak melewati satu sama lain dengan mudah, sehingga pemisahan menjadi lebih buruk. Jika terlalu tipis (padatan rendah), material mungkin akan terangkat terlalu tinggi, dan lapisannya akan tercampur. Untuk bijih Ag, sebagian besar pabrik beroperasi pada padatan 65–75%, yang merupakan titik terbaik di mana Anda mendapatkan pengendapan dan pemisahan yang baik. Saya memberitahu pelanggan untuk menguji kepadatan pulp setiap minggu karena pergeseran 5% saja dapat menghilangkan pemisahan.
Sekarang, mengapa hal ini penting bagi Anda, operator atau manajer pabrik? Mari kita hitung: jika penggilingan Anda terpisah secara efektif, Anda akan mendapatkan ukuran partikel yang lebih seragam, penggilingan berlebihan yang lebih sedikit, penggunaan energi yang lebih rendah, dan perolehan Ag yang lebih tinggi. Untuk tambang yang memproses 10.000 ton bijih per hari, peningkatan perolehan sebesar 5% berarti tambahan 500 ton bijih yang diproses, dimana 1 ons Ag per ton sama dengan 500 ons perak—bernilai sekitar $100.000 dengan harga saat ini. Itu bukan uang receh; itu uang tunai di saku Anda untuk mendapatkan efek pemisahan yang benar.
Saya telah melihat terlalu banyak operator mengabaikan bagian-bagian kecil—seperti memeriksa Feed Head apakah ada penyumbatan, atau THRUST ROLLER apakah ada keausan—dan bertanya-tanya mengapa pabrik mereka tidak berfungsi. Efek pemisahan tidak terjadi dengan sendirinya; itu tergantung pada setiap bagian yang bekerja sama. Basis Bantalan menjaga tingkat gilingan, Trunnion Ball Mill mengontrol aliran masuk/keluar, pemesinan Cangkang Penggiling memastikan putaran yang mulus, dan Kepala Pengumpan memasukkan material dengan benar. Semua bagian ini berperan dalam seberapa baik bijih perak padat terpisah dari gangue yang lebih ringan.
Tunggu, mari kita bicara tentang kesalahan umum yang saya lihat. Salah satunya menjalankan penggilingan terlalu cepat. Jika Anda melampaui kecepatan kritis 75%, gaya sentrifugal akan sangat kuat sehingga semua material akan menempel pada cangkang—tidak ada aliran, tidak jatuh, tidak ada pemisahan. Yang Anda lakukan hanyalah menggiling material dengan cara tumbukan, bukan gesekan, yang kurang efisien dan dapat menyebabkan lebih banyak penggilingan berlebihan. Kesalahan lainnya adalah menggunakan ukuran bola yang salah untuk bijihnya. Jika sebagian besar bijih Anda memiliki kepadatan sedang, Anda tidak memerlukan semua bola berukuran 5 inci—bola yang lebih kecil akan bekerja lebih baik untuk mengangkat bijih dan membuat lapisan yang lebih baik.
Hal lain: pemisahannya tidak hanya berdasarkan kepadatan, tetapi juga berdasarkan ukuran. Sekalipun dua partikel mempunyai massa jenis yang sama, partikel yang lebih besar akan tenggelam lebih cepat daripada partikel yang lebih kecil. Jadi dalam bijih Ag Anda, sebagian besar sulfida akan tenggelam lebih cepat daripada sebagian kecil sulfida yang sama. Itu sebabnya Anda mendapatkan campuran pemisahan ukuran dan kepadatan, itulah sebabnya material yang keluar biasanya memiliki rentang ukuran yang cukup konsisten. Konsistensi tersebut adalah kunci untuk proses hilir seperti pelindian atau flotasi, dimana ukuran partikel secara langsung mempengaruhi seberapa baik perak diekstraksi.
Biarkan saya menyelesaikan ini dengan sesuatu yang praktis. Jika Anda memperhatikan bahwa pemulihan Ag Anda menurun, atau pabrik Anda menggunakan lebih banyak energi daripada yang seharusnya, periksa hal-hal mendasar terlebih dahulu: pastikan Feed Head tidak tersumbat, THRUST ROLLER dan Bearing Base dalam kondisi baik, Mill Shell melakukan pemesinan dengan benar (tidak ada lengkungan yang dapat menyebabkan goyangan), dan Ball Mill Trunnion disesuaikan dengan beban Anda. Kemudian, periksa kepadatan pulp, ukuran bola, dan kecepatan gilingan. Penyesuaian kecil di sini dapat membuat perbedaan besar dalam efek pemisahan, dan juga keuntungan Anda.
Saya sudah cukup lama berkecimpung dalam permainan ini untuk mengetahui bahwa pemisahan di pabrik penggilingan Ag bukanlah kotak hitam—melainkan kombinasi fisika, suku cadang yang tepat, dan pengoperasian yang cerdas. Jika Anda memiliki pertanyaan tentang cara menyetel gilingan Anda untuk pemisahan yang lebih baik, atau jika Anda perlu mengganti suku cadang seperti THRUST ROLLER atau Feed Head untuk Grinding Mill, jangan ragu untuk menghubungi kami. Kami telah memasok suku cadang ke ratusan tambang yang telah mengalami peningkatan nyata dalam pemulihan dan efisiensi dengan melakukan hal ini dengan benar. Ini bukan ilmu roket, tapi ilmu yang berhasil bila Anda menerapkannya dengan benar.
Referensi
- Wills, BA, & Napier-Munn, TJ (2006). Teknologi Pengolahan Mineral Wills (Edisi ke-7). Butterworth-Heinemann.
- Morrell, S. (2008). Penarikan daya dari pabrik jatuh untuk simulasi sirkuit penggilingan. Teknik Mineral, 21(14), 1018–1027.
- Austin, LG, Klimpel, RR, & Luckie, PT (1984). Rekayasa Proses Pengurangan Ukuran: Ball Milling. Masyarakat Insinyur Pertambangan AIME.
- Napier-Munn, TJ, Morrell, S., Morrison, RD, & Kojovic, T. (1996). Sirkuit Kominusi Mineral: Pengoperasian dan Optimasinya. Pusat Penelitian Mineral Julius Kruttschnitt.