PROF. MADYA DR KHAIRUN AZIZI MOHD AZIZLI PUSAT PENGAJIAN KEJURUTERAAN BAHAN & SUMBER MINERAL UNIVERSITI SAINS MALAYSIA KOMINUSI & PENSAIZAN EBS 215/3 Oleh: PROF. MADYA DR KHAIRUN AZIZI MOHD AZIZLI DR. HASHIM B. HUSSIN

Komponen kursus Asas Penilaian Kerja Kursus 30% Peperiksaan 70% Ujian 15% Kuiz 5% Tugasan 10% Peperiksaan 70% Jumlah 100%

Buku Rujukan B.A Wills, “Mineral Processing Technology: An Introduction To Practical Aspect of Ore Recovery”, Pergamon Press. Hayes,P. “Process selection In Extractive Metallurgy”, Hayes Publication Kelly and Spottiswood, “Introduction To Mineral Processing”, Willey.

Weiss, “Handbook of Mineral Processing”, SME Publication. A.J.Lynch, “Developments In Mineral Processing: Mineral Crushing and Grinding Circuits”, Elsevier.

OBJEKTIF KURSUS Diakhir kursus ini pelajar dapat merekabentuk helaian aliran proses (process flowsheet design) bagi suatu loji komunisi dan pensaizan yang sesuai untuk sesuatu tujuan. Mengetahui tujuan proses komunisi & pensaizan di dalam sesuatu industri. Memperkenalkan konsep asas dalam proses komunisi

Mengetahui tentang teknologi dan jenis serta ciri-ciri mesin kominusi dan pensaizan di pasaran. Kriteria pemilihan mesin kominusi dan pensaizan serta peralatan lain untuk sesuatu tujuan. Mengetahui konsep pengiraan tertentu yang perlu dibuat sebelum merekabentuk carta-aliran sesuatu loji komunisi dan pensaizan. Merekabentuk helaian aliran proses bagi loji kominusi dan pensaizan yang sesuai untuk sesuatu tujuan.

Silibus Kursus Idea-idea asas Proses Pengurangan Saiz. Proses Penghancuran Primer Sekunder Tertier Jenis mesin dan kaedah penghancuran Jenis mesin pengisaran termasuk Pengisar Autogenueous & Semi-Autogeneous Tower Mill Agigated Mill dan lain-lain.

Jenis-jenis litar kominusi Anggaran tenaga untuk pemecahan Litar terbuka dan Litar tertutup Anggaran tenaga untuk pemecahan Konsep Indeks Kerja Bond & Pengiraan keperluan tenaga. Merekabentuk litar kominusi yang sesuai untuk sesuatu suapan dan tujuan. Pensaizan; Kaedah pensaizan makmal dan di industri Analisis saiz partikel dan kepentingannya. Pengayakan dan Pengelasan : Teori, Prinsip Asas & Aplikasi. Jenis ayak & pengelas Penentuan kecekapan & prestasi Pengayakan dan Pengelasan.

Contoh-contoh litar kominusi dan pensaizan di dalam industri seperti; Lengkok pembahagi dan konsep asas lain. Aplikasi Pensaizan di Industri Merekabentuk litar kominusi serta penggunaan alat pensaizan (jika perlu) Contoh-contoh litar kominusi dan pensaizan di dalam industri seperti; Industri Simen Kaolin Agregat Pemprosesan Mineral Mamut Copper Mine Penjom Gold Mine dan lain-lain.

Sumber Mineral yang terdapat di Malaysia Mineral Bukan Logam Mineral logam Batu kapur Batu Marmar Lempung Pasir Granit Dolomit Arang Batu Nadir Bumi Emas Tembaga Perak Besi Timah Tantalum

KOMINUSI & PENSAIZAN Secara global, semua proses yang perlu mengurangkan saiz bahan atau mengasingkan bahan kepada pecahan saiz tertentu memerlukan proses kominusi dan pensaizan. Dua proses yang sangat penting dalam industri perlombongan dan pemprosesan mineral, industri pengkuarian dan industri berasaskan sumber mineral seperti industri pengeluaran simen, seramik dan lain-lain

Kominusi: Proses mengurangkan saiz batuan/ mineral/bijih atau lain-lain bahan melalui proses penghancuran atau pengisaran atau kedua-duanya sekali. Pensaizan: Proses pemisahan partikel kepada pecahan saiz tertentu – contohnya, menggunakan skrin (ayak) sehingga saiz 500 μm, pengelas hidrosiklon, pilin, atau sadak iaitu pensaizan halus dibawah 500 μm.

KEPUTUSAN YANG PERLU DIBUAT SEBELUM SESEORANG JURUTERA PROSES MEREKABENTUK HELAIAN ALIRAN PROSES BAGI SESUATU LOJI KOMINUSI & PENSAIZAN. SOALAN PERTAMA: Produk 1 Produk 2 BAHAN MULA Produk 3 Produk…..n

Bagaimana Untuk Menghasilkan Produk ? SOALAN KEDUA: Laluan A Produk Laluan B Laluan C Bagaimana Untuk Menghasilkan Produk ? Jawapan kepada produk yang akan dikeluarkan dan proses yang bakal digunakan untuk mengeluarkan produk tersebut akan bergantung kepada berbagai faktor seperti persekitaran, sosio-politik, teknikal, pemasaran dan organisasi yang terlibat

OBJEKTIF UTAMA IALAH: KEPERLUAN UNTUK MEMILIH SUATU KAEDAH UNTUK MENGELUARKAN SECARA EKONOMIK SESUATU PRODUK YANG BOLEH DIPASARKAN PADA HARGA YANG KOMPETITIF DAN BOLEH BERSAING TERUTAMANYA DI PERINGKAT ANTARABANGSA

KOMINUSI

TUJUAN PROSES KOMINUSI Untuk mengurangkan saiz batuan/mineral/bijih atau lain-lain bahan. Membebaskan mineral berharga (ekonomik)daripada mineral sisa (bukan ekonomik) Rajah 1: PROSES KOMUNISI UNTUK MENGURANGKAN SAIZ BATUAN DAN MEMBEBASKAN MINERAL BERHARGA DARIPADA MINERAL SISA

Diantara objektif kominusi, atau pengurangan saiz partikel adalah seperti berikut: Pengeluaran bahan yang mempunyai saiz dimana Mudah diangkut dan disimpan. Sesuai digunakan tanpa rawatan lanjut kecuali penskrinan. Pembebasan mineral berharga daripada mineral sisa untuk pemprosesan seterusnya. Penjanaan luas permukaan yang diterima – untuk produk seperti simen, luas permukaan mengawal tindak balas. PENGHANCURAN (keseluruhan batuan dimampatkan) Peringkat Kasar PENGISARAN (permukaan diricih) Peringkat Halus

Pembebasan Mineral Berharga Proses kominusi bertujuan untuk mengurangkan saiz partikel dan seterusnya membebaskan mineral berharga daripada mineral sisa seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3 dan Rajah 4. Kominusi terdiri daripada dua proses berasingan iaitu; Proses Penghancuran (Julat saiz kasar iaitu daripada 80cm kepada ½ - 3/8 inci) Proses Pengisaran (Julat saiz halus iaitu daripada ½ - 3/8 inci kebawah)

Contoh Mineral ILMENITE Emas

Pengurangan saiz partikel dan pembebasan mineral Mineral Liberation Jaw Crushing Rod Milling Total Liberation Ball Milling Partial Liberation Pengurangan saiz partikel dan pembebasan mineral

Ciri-ciri Pemecahan Bahan buatan manusia (logam,seramik) biasanya adalah sangat homogen, mempunyai sifat kimia dan mikrostruktur yang terkawal, dan boleh difahami daripada pertimbangan fizik patah bagi bahan tersebut. Mineral dan batuan semulajadi mempunyai pelbagai sifat kimia dan struktur, dan berbagai darjah luluhawa. Ini bermakna dalam suatu jangkamasa yang pendek, sesuatu loji komunisi mempunyai suapan yang berubah-ubah, dan batuan semulajadi pula mengandungi sebilangan besar retakan dan sambungan (joint) yang sedia wujud disebabkan sejarah tektonik lampau, peletupan dan pengelolaan.

Adalah sukar untuk memahami dan meramalkan mekanisme patah dan tenaga yang terlibat, bagaimana berbagai prinsip pemecahan boleh dibangunkan dan model matematik berbentuk empirik diterbitkan berdasarkan berbagai percubaan dilapangan Bagi suatu partikel untuk patah, tegasan yang dikenakan perlulah melebihi kekuatan patah bagi partikel tersebut. Cara dimana sesuatu partikel pecah bergantung kepada ciri partikel dan bagaimana daya dikenakan. Daya mungkin daya mampat perlahan atau cepat, ataupun daya ricih seperti partikel bergeser di antara satu dengan lain.

Rajah 3: Kombinasi mekanisme patah, seperti yang terjadi di dalam partikel

Bagaimana bezanya kekuatan partikel dan apakah yang meyebabkan kelainan ini ? Pertimbangkan berbagai kiub arang batu yang mempunyai kekuatan tegangan teori sebanyak 700 Mpa, yang dipotong dengan sebaik mungkin daripada pelipat (seam). Hasil penghancuran beratus spesimen dijadualkan seperti dibawah, bersama data tegasan pemecahan bagi berbagai saiz gentian kaca.

KEKUATAN PARTIKEL ARANG BATU TEGASAN PEMECAHAN BAGI GENTIAN OPTIK Saiz kiub Kekuatan mampatan min Sisihan piawai (mm) (Mpa) (Mpa) 6.4 25.5 10.5 12.7 19.7 5.8 25.4 16.4 4.9 50.8 12.5 5.2 TEGASAN PEMECAHAN BAGI GENTIAN OPTIK Diameter gentian Tegasan pemecahan (μm) (Mpa) 1020 172 107 292 24 807 3.3 3,390

Data bagi arang batu menunjukkan kiub yang bersaiz sama mempunyai perbezaan kekuatan luas, dengan partikel yang lebih kecil lebih susah untuk dipecahkan daripada partikel besar; tetapi semua partikel adalah lebih lemah daripada yang ditunjukkan oleh teori. Gentian fiber tiruan juga menunjukkan kekuatan meningkat dengan pengurangan saiz. Kelemahan pepejal adalah disebabkan oleh retakan Griffith – ketakselanjaran yang sangat kecil atau cacat – dimana daya-daya di dalam sesuatu jasad ditambah pada hujung retakan. Tegasan yang lebih besar akan dibentuk ditempat tersebut, dan merambat retakan. Penurunan di dalam kekuatan dengan saiz yang meningkat berlaku disebabkan kebarangkalian menemui retakan yang besar adalah lebih tinggi di dalam partikel yang besar. Apabila saiz dikurangkan secara komunisi, retakan yang lemah akan pecah dahulu – dan kekuatan yang masih tertinggal akan meningkat.

Teori pengurangan saiz yang berlaku di dalam agregat

Abrasion Patah disebabkan oleh lelasan berlaku apabila tenaga yang dikenakan tidak cukup untuk meyebabkan patah yang signifikan. Ketegasan yang setempat menjana tegasan ricih yang tinggi berhampiran dengan permukaan partikel, menghasilkan partikel yang lebih kecil.

Cleavage Mampatan yang perlahan merambat (propogates) retakan yang sedia ada dan mengakibatkan belahan (cleavage). Retakan berlaku pada beberapa tempat sebaik sahaja retakan besar terlebih dahulu dirambat.

Shatter Mampatan yang cepat menyebabkan kekecaian (shatter); tenaga yang dikenakan terlebih daripada yang diperlukan untuk partikel patah. Retakan baru terbentuk, retakan lama diperpanjangkan, dan lebih banyak partikel dalam julat saiz yang lebih luas dihasilkan.

Daya-daya pemecahan biasanya adalah rawak Daya-daya pemecahan biasanya adalah rawak. Adalah tidak mungkin mengurangkan kepada satu saiz yang spesifik – satu julat biasanya dihasilkan. Cuba anda lihat interaksi antara komunisi dan pembebasan mineral : implikasinya ialah satu julat saiz pembebasan partikel akan wujud bersama dengan julat saiz-saiz yang dihasilkan. Objektif ialah untuk mengoptimumkan pembebasan secara ekonomik dan akhiarnya perolehan. Keputusan akhirnya adalah mengenai litar yang ekonomik (setakat manakah pengurangan saiz diperlukan)

KOS KOMINUSI Kos komunisi adalah tinggi; contohnya untuk bijih logam sulfida, bijih sulfida dll., kos adalah 5-10% daripada kos pengeluaran logam. Kos disebabkan : i. Kos modal (peralatan & pemasangan) ii. Kos pengoperasian (tenaga,gunatenaga & penyenggaraan) Kos meningkat dengan ketara pada julat saiz partikel yang semakin halus.

KEPERLUAN TENAGA UNTUK KOMINUSI Pengurangan saiz daripada: 1 meter 0.1 meter memerlukan ~ 0.3kWj/ton 1 mm 0.01 mm memerlukan ~ 10.0kWj/ton 10 μm 1 μm memerlukan ~ 500kWj/ton *Perlu diingatkan bahawa partikel yang terlalu halus tidak boleh diperolehi semula dengan berkesan bagi beberapa teknik pemisahan. Oleh itu, adalah penting untuk mengelakkan pengisaran yang terlalu halus daripada yang diperlukan.

Nilai yang tambah – kos komunisi – kehilangan lendiran (slimes) Oleh itu adalah perlu untuk memaksimumkan : Nilai yang tambah – kos komunisi – kehilangan lendiran (slimes) Nisbah pengurangan saiz , R = Saiz bijih di dalam suapan Saiz bijih di dalam produk di mana saiz adalah biasanya saiz P80, iaitu 80% daripada partikel melepasi saiz yang diperlukan.

Perhubungan Tenaga-Saiz Beberapa percubaan telah dibuat untuk menentukan “Hukum-Hukum” untuk membolehkan anggaran tenaga yang diperlukan untuk menghasilkan sesuatu jumlah pengurangan saiz. Hukum Rittinger (1867) E = KR [1/da – 1/di] Tenaga pemecahan adalah berkadaran dengan luas permukaan baru yang dihasilkan. Dimana di = luas permukaan partikel yang asal da = luas permukaan partikel selepas pemecahan dan biasanya diwakili oleh saiz min partikel (P50)

E = Kk ln [ di / da ] Hukum Kick (1885) Tenaga yang cukup untuk mengubah bentuk sesuatu jasad kepada titik kegagalan adalah berkadaran kepada isipadunya; jadi tenaga yang diperlukan untuk mematahkan jasad sebenarnya boleh diabaikan Kedua-dua hukum ini memberikan anggaran tenaga yang sangat berbeza apabila komunisi berlaku. Hukum Rittinger menunjukkan tenaga untuk memecahkan satu partikel daripada 10μm kepada 1μm adalah 100 kali ganda lebih daripada tenaga yang diperlukan untuk memecah partikel 1000μm kepada 100μm; Hukum Kick pula menunjukkan tenaga yang sama banyak diperlukan

Hukum Bond E = KB [ 1/d ½ - 1/di ½ ] Ini merupakan perhubungan empirik yang diterbitkan daripada pengisaran kelompok berbagai bijih. Saiz adalah saiz P80; dan persamaan boleh juga ditulis sebagai; W = 10Wi [ 1 / P80 a – 1 / P80 i ] Dimana ; W = input elektrik kepada mesin dalam kWjam/ton Wi = indeks kerja sesuatu bijih. Wi boleh juga diperoleh daripada ujian piawai

do –saiz baru d1 – saiz asal Senarai Wi (indeks kerja Bond) untuk beberapa bahan Material Wi (kWht-1 ) Barite 7 Basalt 22 Klinker simen 15 Tanah liat 8 Feldspar 64 Granit 16 Batu kapur 13 kuartza 14

Apakah perkaitan antara ketiga-tiga hukum tersebut? Hukum Bond adalah perhubungan yang paling penting kerana ia memberikan satu padanan yang reasonable untuk data penghancuran dan pengisaran, dan nilai piawai bagi Wi boleh didapati untuk berbagai bahan. Nilai Wi yang tipikal adalah daripada 8 (batuan lembut-bijih potash) kepada 13.69 (kuarza) dan 26 (bahan yang sangat keras – silikon karbida). Apakah perkaitan antara ketiga-tiga hukum tersebut?

dE / dx = - C / xn Kesemua Hukum diatas boleh diperolehi daripada persamaan kebezaan umum:

dimana dE adalah tenaga yang diperlukan untuk memberi kesan terhadap sebarang perubahan dx didalam saiz partikel. Dengan menetapkan : n = 2 dan pengkamilan memberikan hukum Rittinger, n = 1 dan pengkamilan memberikan hukum Kick n = 3/2 dan pengkamilan memberikan Hukum Bond.

Kuiz..!!! Terangkan apa yang anda faham tentang Hukum Rittinger, Hukum Kick dan Hukum Bond serta perkaitan antara ketiga-tiga hukum tersebut Bincangkan konsep Indeks Kerja Bond. Merujuk kepada komunisi, apakah yang dimaksudkan dengan nisbah pengurangan saiz?

KAEDAH DAN MESIN KOMINUSI Pengurangan saiz dijalankan dalam beberapa peringkat: 1. PEMECAHAN LETUPAN (explosive breakage) Jisim Batuan in situ 1 meter Kekecaian (shattering) letupan mempunyai kesan yang sungguh signifikan keatas kos penghancuran dan pengisaran. Ianya murah, tetapi sukar untuk mengawal saiz.

Aktiviti peletupan yang dijalankan

Suapan ~ < 2 meter Produk ~ > 10sm 2. PENGHANCURAN 2 meter ~ > 5 sm Penghancur Primer Penghancur Rahang Penghancur Pelegar Suapan ~ < 2 meter Produk ~ > 10sm Kuasa: ~ 0.2 – 2 kWj / ton Penghancur Sekunder Penghancur rahang Penghancur pelegar

Suapan ~ < 15 sm Produk ~ > 5 sm Penghancur kon Suapan ~ < 15 sm Produk ~ > 5 sm Kuasa: ~ 0.5 – 3 kWj / ton Penghancur Tertier Penghancur tukul Penghancur gelek Suapan ~ < 5 sm Produk ~ > 0.5 sm

Pengisar Semi-Autogenous Lain-lain Pengisar Pengisar Bergetar 3. PENGISARAN 2 – 50 sm saiz halus (10 - 100μm) Pengisar Bergolek Pengisar Bebatang Pengisar Bebola Suapan ~ < 2 sm Produk ~ > 10sm Kuasa: ~ 3 – 20 kWj / ton Pengisar Autogenous Pengisar Semi-Autogenous Lain-lain Pengisar Pengisar Bergetar Pengisar Tower Pengisar Bebola Teraduk

Jenis-jenis Penghancur Mudah, kuat dan penghancur primer yang boleh diharapkan. Pemecahan secara mampatan lambat (belahan atau cleave) Nisbah pengurangan saiz, R adalah 4-5:1 Penghancur Rahang

Ilustrasi bagaimana Penghancur Rahang beroperasi

Jenis-jenis Penghancur Kepala penghancur dalam bentuk suatu kon yang terpemempat (trucated) dan disangkut diatas satu aci (shaft), dimana hujung bawahnya berpusing disipi. Muatan adalah lebih tinggi daripada penghancur rahang yang menerima saiz bahan suapan yang sama dan digunakan dalam loji yang bersaiz sederhana hingga besar. Patah secara mampatan yang lambat. R : 4-5:1 Penghancur Pelegar

Jenis-jenis Penghancur Serupa seperti penghancur pelegar, tetapi permukaan pemecahan bentuknya berbeza. Beroperasi pada kelajuan yang lebih tinggi dan biasanya menerima suapan yang lebih kecil. Patah secara mampatan lambat. R sehingga 7:1 Penghancur Kon

Ilustrasi bagaimana Penghancur Kon beroperasi

Jenis-jenis Penghancur Tukul dipangsi kepada satu cakera berputar. Patah secara berkecai ; R sekurang-kurangnya 10:1 Tidak sesuai untuk bahan yang lelas (abrasive); jarang digunakan. Penghancur Tukul

Ilustrasi bagaimana Penghancur Tukul beroperasi

Jenis-jenis Penghancur Gelek yang licin jarang digunakan sekarang, tetapi gelek yang bergigi luas digunakan untuk arang batu. Patah secara berkecai. R = 2-3 : 1 Penghancur Gelek

Ilustrasi bagaimana Penghancur Gelek beroperasi

Model terbaru Rock-on-Rock VSI

PEMILIHAN PENGHANCUR Ciri atau sifat bahan suapan Muatan atau tanan harian atau mengikut jam (tonnage) Jenis aturan suapan Saiz produk Pemilihan penghancur pelegar atau rahang sebagai penghancur primer.

*Perhatian Setiap penghancur mempunyai ciri-ciri muatannya (throughtput) sendiri yang menghubungkan kapasiti kepada saiz suapan dan produk. Kapasiti yang diberikannya biasanya berasaskan prestasi purata yang merawat batuan kering penghancuran bebas pada ketumpatan pukal 1600kgm-3. Ketumpatan pukal suapan perlulah digunakan untuk menukar kapasiti isipadu kepada kapasiti tanan mesin (apabila diperlukan): Contohnya: muatan = 600 tan sejam, ketumpatan pukal bijih = 2 tan m-3 kapasiti = 600 / 2 =300 m3 h-1

PRESTASI SEBENAR MESIN PENGHANCUR DIPENGARUHI OLEH PERKARA-PERKARA BERIKUT: Ciri-ciri pemecahan batuan Kandungan kelembapan Taburan saiz bahan suapan Aturan suapan – bagaimana suapan dimasukkan kedalam penghancur.

PENGHANCURAN LITAR- TERBUKA JENIS LITAR KOMUNISI Penghancur Sekunder ( + ) Suapan Penghancur Primer Skrin ( - ) Hasil PENGHANCURAN LITAR- TERBUKA

PENGHANCURAN LITAR- TERTUTUP JENIS LITAR KOMUNISI Suapan Penghancur Sekunder Penghancur Primer ( + ) Skrin ( + ) Hasil PENGHANCURAN LITAR- TERTUTUP

Tenaga dalam komunisi : % yang besar ditukar kepada tenaga bunyi dan tenaga haba. Bahan/bijih berbeza dalam kekerasan dan kandungan kelembapan. Bahan/bijih yang diterima untuk proses penghancuran berbeza dalam saiz. Mesin penghancur beroperasi pada julat saiz bahan/bijih yang berbagai.

Faktor-faktor yang mempengaruhi jenis, saiz dan bilangan penghancur yang digunakan dalam sesuatu litar komunisi: Isipadu atau tanan bahan yang dihancurkan Saiz terkasar dalam bahan yang perlu dihancurkan (suapan ke penghancur) Ciri atau sifat bahan yang hendak dihancurkan seperti kekerasan bahan) Saiz atau dimensi yang dikehendaki dalam produk akhir. Nisbah pengurangan saiz, R

ANGGARAN AWAL KEPERLUAN LOJI PENGHANCURAN Menentukan tanan (throughput) loji untuk setiap jam. Saiz suapan kepada setiap peringkat penghancuran, kemudian tentukan anggaran saiz produk daripada setiap peringkat tersebut. Untuk proses penghancuran berkesan, nisbah pengu- rangan saiz (R) biasanya dilakukan pada nisbah 5:1 pada setiap peringkat penghancuran. Saiz suapan paling maksimum mestilah tidak melebihi daripada 85% bukaan suapan penghancur.

600 th-1 of feed = 600 (th-1) 2 (tm-3) = 300 m3h-1 Run-of-mine ore (-750mm) is to be reduced in size to -20mm at a plant throughput of 600 th-1. Assuming an ore bulk density of 2tm-3, estimate the likely crusher requirements. 600 th-1 of feed = 600 (th-1) 2 (tm-3) = 300 m3h-1

Contoh Anggaran Saiz Penghancur Pengurangan Saiz 750 mm 300 m3h-1 20 mm 300 m3h-1 750 mm 300 m3h-1 One 1070mm gyratory crusher Reduction ratio: 4 . 7 : 1 Six 210mm cone crushers reduction ratio 8:1 20 mm 300m3h-1 160 mm 300m3h-1

Pemecah Rahang (Jaw crusher)

Pemecah pelegar (Gyratory crusher)

Pemecah kon (Cone Crusher)

Basic crushing plant flowsheet Run-Of-Mine Basic crushing plant flowsheet Surge Bin Feeder ( - ) Grizzly ( + ) Primary Crusher Washing plant Washed ore Sand Slimes

Bins or Stockpile ( - ) Screens ( + ) Secondary crushers Screens ( - ) ( + ) Tertiary crushers Fine ore bin

PENGISARAN

Proses Pengisaran Proses pengisaran adalah kesinambungan terhadap proses pengurangan saiz dalam proses kominusi. Pengisaran dilakukan untuk mengurangkan saiz produk yang hendak dihasilkan yang tidak dapat dicapai melalui proses penghancuran. Penggunaan media penghancuran tidak lagi sesuai apabila saiz suapan menjadi halus (iaitu saiz daripada ½ - 3/8 inci kebawah). Media Pengisaran Basah (wet) Kering (dry)

Media Pengisaran

Mekanisme Pemecahan Menyerpih Hentaman atau mampatan Lelasan

Contoh-contoh Pengisar Pengisar Bebola (Ball Mill) Pengisar Rod (Rod Mill) Pengisar Autogenus atau Semi-Autogenus (Autogenous or Semi-Autogenous Mill) Pengisar Jet (Jet Mill) Pengisar Planet (Planetary Mill) Pengisar Getaran (Vibratory Mill) Pengisar Kacau (Stirred Mill) dan lain-lain lagi

Jenis-jenis Pengisar Pengisar Bebola

Jenis-jenis Pengisar Pengisar Rod

Pengisar Rod yang digunakan di industri Jenis-jenis Pengisar Pengisar Rod yang digunakan di industri

Pengisar Autogenus yang digunakan di industri Jenis-jenis Pengisar Pengisar Autogenus yang digunakan di industri

Pengisar Semi Autogenus

Jenis-jenis Pengisar Alat Pengisar pada skala Makmal

Pengisar Bebola beroperasi Ilustrasi bagaimana Pengisar Bebola beroperasi

Parameter pengisaran Aturan suapan Nisbah pepejal kpd cecair didlm litar pengisaran Aturan suapan Saiz partikel dalam bahan suapan Saiz pengisar, halaju, dan penggunaan kuasa Penggunaan pelapik dan medium Parameter pengisaran Media Pengisaran Bahan Bentuk Saiz Jum. Cas pengisaran

Kesan Masa Pengisaran Taburan saiz partikel bagi suatu produk yang dikisar di dalam sebual pengisar bebola untuk suatu jangka masa yang berbeza.

Tujuan Analisis Saiz Partikel Menentukan kualiti pengisaran dan menunjukkan darjah pembebasan mineral berharga dari sisa pada berbagai saiz partikel Menganalisis saiz produk dari sesuatu proses.Menentukan saiz suapan yang optimum ke proses untuk kecekapan maksimum dan julat saiz dimana kehilangan mineral berlaku Menentukan taburan partikel secara kuantitatif dalam saiz-saiz yang ada.

Kaedah untuk menganalisis saiz partikel Method Approximate useful range (micron) Test Sieve 100 000 – 10 Elutriation 40 – 5 Microscopy (optical) 50 – 0.25 Sedimentation (gravity) 40 – 1 Sedimentation (centrifugal) 5 – 0.05 Electron Microscopy 1 – 0.005

Dalam loji kominusi, alat pensaizan memainkan peranan yang amat penting dalam menentukan taburan saiz partikel serta kualiti penghancuran dan pengisaran, serta bagi produk dan menentukan saiz suapan yang optimum untuk ke proses yang seterusnya. Dua jenis proses pensaizan digunakan iaitu: Pengelasan: menggunakan hidrosiklon atau pengelas rake/pilin (saiz dan ketumpatan partikel). Penskrinan : menggunakan ayak berskala industri (panjang & lebar partikel).

Pensaizan Menjadikan operasi proses kominusi menjadi lebih efisien Pensaizan juga digunakan untuk: Memisahkan partikel supaya proses pemisahan seterusnya boleh dioptimumkan untuk sesuatu julat saiz suapan. spt. Media berat,magnetik,pengapungan dll Sebagai proses peningkatan nilai tambah (upgrading)

JENIS PEMISAH PENSAIZAN PENSKRINAN PENGELASAN Partikel dipisahkan melalui halangan fizikal. Pemisahan kasar > 0.3mm Proses basah atau kering Skrin statik atau bergetar Digunakan untuk pemisahan pada saiz < 0.3mm Bergantung kepada perbezaan halaju tamatan (terminal velosities) partikel didalam bendalir.

Nota: Pemisahan partikel tidak lengkap – kebanyakan partikel wujud didalam dua produk, terutama partikel saiz bawah biasanya berpotensi tertahan didalam saiz atas. Oleh itu, lengkuk kecekapan (efficiency curve) digunakan untuk menganalisis prestasi alat pensaizan % bahan dalam suapan yang melapor satu kepada satu produk (sama ada) saiz atas atau saiz bawah) diplotkan terhadap saiz partikel.

Screen Fixed (Static) Dynamic Grizzly Sieve Blend Probability Revolving Oscillating Trommel Rotating Probability Vibrating Shaking Rotary Shifter Screening equipment is stationary or dynamic, depending on weather the screening or surface moves Inclined Horizantal Probability

Tujuan Penskrinan Menghalang bahan-bahan yang tidak dihancurkan dengan sempurna (oversize) daripada memasuki operasi lain. Menyediakan saiz suapan yang dikehendaki untuk proses pengkonsentratan graviti atau unit operasi yang lain. Tujuan Penskrinan Menghalang kemasukkan bahan- Bahan yang lebih halus ke alat-alat penghancuran untuk meningkatkan kecekapan & muatannya Menggred batuan mengikut spesifikasi saiznya

Contoh alat- alat penskrinan “Revolving Screens” -Trommel” “Vibrating Probability Screens” “Vibrating screens” “Grizzly” “Rotating Probability Screens” Contoh alat- alat penskrinan “Sieve Bend” “Gyratory screens” “Shaking Screens ( )” “Reciprocating Screens”

Vibrating Screens

Faktor mempengaruhi penskrinan Pergerakan skrin saiz relatif partikel & “aperture” Faktor mempengaruhi penskrinan Kelembapan Permukaan skrin

Arah gerakan

Faktor-faktor yang menjejaskan atau mempengaruhi kecekapan sesebuah skrin i. Kehadiran lembapan- partikel yang sangat halus melekat sesama sendiri atau pada partikel kasar atau melekat pada skrin dan mengurangkan saiz bukaan lubang skrin – blinding diatasi dengan menggunakan skrin yang tertentu atau penggunaan air yang disembur pada skrin.

ii. Kadar suapan yang berlebihan menyebabkan bed sukar untuk membentuk lapisan atau strata di atas permukaan skrin. iii. Kadar suapan yang sangat sedikit atau tidak mencukupi menyebabkan partikel yang sepatutnya melepasi skrin tetapi melantun ke atas dan dikumpulkan bersama-sama saiz atas. Keadaan ini berlaku terutamanya pada partikel yang bersaiz hampir.

vi. Amplitud getaran yang berlebihan menyebabkan getaran partikel menjadi lampau, kesannya sama dengan keadaan apabila kadar suapan yang tida mencukupi. v. Sudut atau kecuraman permukaan skrin yang sangat tinggi. Menyebabkan partikel akan meluncur ke hadapan dengan lebih cepat danpeluang untuk melepasi skrin semakin berkurangan (masa untuk partikel berada di atas permukaan skrin menjadi lebih pendek).

vi. Peratusan partikel saiz atas yang sangat tinggi menyebabkan partikel saiz bawah terhalang atau sukar untuk melepasi skrin. Keadaan ini dinamakan pegging. vii. Kehadiran partikel yang berbentuk ganjil, misalnya partikel berbentuk kon atau piramid yang menyebabkan bahagian atas yang lebih besar tersangkut di atas permukaan skrin. viii. Penyokong skrin yang tidak mencukupi,tidak betul atupun diperbuat daripada bahan yang kurang sesuai.

Blinding

Pegging

Jenis permukaan Skrin “Punched” atau “Perforated Plate” “Rod deck screen” “Wedge wire” “Woven wire” “Polyurethane”

Kriteria Pengukuran Prestasi Kecekapan Muatan Kadar suapan Kadar getaran Bentuk partikel Luas bukaan skrin Tabii bahan suapan Kadar kelembapan suapan Bergantung kepada

Kecekapan skrin Kecekapan skrin adalah istilah yang sering digunakan untuk mengukur sejauh mana tepatnya pemisahan dapat dilakukan oleh sesebuah skrin atau menggambarkan peratusan saiz bawah di dalam suapan yang melepasi skrin. Berat saiz bawah yang melepasi ----------------------------------------- x 100 Berat saiz bawah di dalam suapan

Contoh: Suatu suapan 100 tan/jam mengadungi 90 tan/jam saiz bawah dan 10 tan/jam saiz atas. Selepas proses penskrinan produk yang dihasilkan dianalisa dan didapati mengandungi 87 tan/jam melepasi dan 13 tan/jam tertahan, kirakan kecekapan skrin tersebut. Penyelesaian: Kecekapan = 87/ 90 x 100 = 96.6%

Adalah sangat sukar untuk memperolehi kecekapan penskrinan 100% namun kecekapan yang biasa dan boleh diterima ialah di antara 90 -95 %. Graf menunjukkan kecekapan penskrinan semakin berkurang dengan peningkatan kadar suapan.

Kadar suapan lawan kecekapan (%) Kadar suapan (tan/jam)

Analisa Saiz Partikel Kaedah tertua dan sangat penting dalam penentuan taburan saiz partikel dalam satu bahan. Kaedah yang popular ialah German standard, DIN 4188; American standarad, E11; American Tyler series; French series, AFNOR; dan British standard BS 410 Sebelum penggunaan saiz square aperture (bukaan/lubang) penggunaan mesh adalah diamalkan. Saiz mengikut ukuran mesh adalah bilangan wayer/bebenang ayak (wire) per 1 in2 ataupun bersamaan dengan bilangan square aperture per 1 in2.

Masalah yang sangat ketara timbul apabila saiz mesh yang sama mempunyai saiz partikel sebenar yang berlainan apabila penggunaan kaedah berlainan kerana penggunaan saiz wayer yang bebeza. Untuk mendapatkan saiz sebenar dan boleh dijadikan standard antarabangsa saiz aperture nominal digunakan.

Wayer skrin dianyam supaya menghasilkan aperture yang seragam dengan teleren yang diterima. saiz aperture > 75 m plain woven. saiz aperture < 63 m twilled woven. Tidak ada Standard test sieve untuk aperture yang bersaiz < 37 m. Saiz aperture yang melebihi 1 mm, plat tertebuk samada aperture berbentuk bulat atau segiempat selalu digunakan.

Untuk melakukan ujian analisa saiz alat ayak disusun secara bersiri iaitu mengikut turutan yang bersaiz kasar akan berada dibahagian atas dan aperture yang lebih halus akan berada dibahagian bawah. Standard siri yang boleh digunakan ialah √2 =1.414; 4√2 = 1.189 atau 10√10 = 1.259 (matric sistem).

Result of typical test sieve

Contoh analisa taburan saiz bagi mendapan kasiterit aluvial

Pengelasan Hidrosiklon

Ilustrasi Hidrosiklon Vortex finder Daya seretan : partikel yang lambat mengenap bergerak kearah zon tekanan rendah, iaitu disepanjang paksi dan dibawa keluar melaui “vortex finder” ke aliran atas Suapan dimasukkan dibawah tekanan ke kebuk silinder secara tangen Daya emparan : memecutkan kadar pengenapan partikel,jadi memisahkan partikel mengikut saiz dan graviti tentu Partikel yang lebih besar daripada yang diingini berada hampir didinding dan lalu terus kebawah (aliran pilin) dan keluar dialiran bawah melalui apeks Partikel yang cepat mengenap akan bergerak ke dinding siklon (halaju paling rendah) dan keluar dari apeks Apex Valve Ilustrasi Hidrosiklon

Geometri Pengoperasian Parameter Hidrosiklon Ketumpatan/ Kelikatan Pulpa Suapan Geometri Bentuk muka partikel Diameter vortex finder Kadar Suapan Diameter Apeks (Spigot) Tekanan masuk Keluasan salur masuk Pengoperasian Sudut kon Diameter Silinder Parameter Hidrosiklon Panjang Silinder

Dimensi utama bagi Hidrosklon Di : diameter salur masuk (inlet) Do : diameter vortex finder Dc : diameter silinder Du : diameter spigot A : sudut kon Lc : panjang silinder

Konsep yang digunakan dalam pemodelan hidrosiklon

Mekanisme penyiringan & pengelasan dalam hidrosiklon Suapan Litar pintas Pengelasan sebenar tertinggal Produk Kasar Produk Halus Mekanisme penyiringan & pengelasan dalam hidrosiklon

Aplikasi Pengelasan dalam Industri Industri Kaolin

Kepentingan pengelasan Partikel Kaolin Saiz KEGUNAAN % < 53µm Seramik 100 < 10 µm Penyalut kertas Pengisi kertas 80 – 96 85 – 97 < 2 µm 40 – 70 89 – 92 60 – 80 Pelbagai saiz Baja, racun serangga, makanan ternakan, kosmetik

Spesifikasi kaolin yang digunakan sebagai Penyalut Pengisi Komposisi Mineral Kaolinit Mika Lain-lain 93 – 99% 7 – 9% - 93 – 95% 5 – 10% 0.3% Komposisi kimia SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 LOI 45 – 47% 37 – 38% 0.5 – 1.0% 0.5 – 1.3 13.9 – 14.3 46 – 48% 0.04 – 1.5% 12.2 – 13.7% Sifat Fizikal < 1µ < 2µ Kecerahan Kelikatan 89 – 92% 100% 90- -2% 74cp 60 – 80% 85 – 97% 82 – 85% Spesifikasi kaolin yang digunakan sebagai pengisi dan penyalut

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

Contoh Litar Aliran-Proses Kominusi

SEKIAN TERIMA KASIH Selamat Maju Jaya