Desain Tangki Leaching / Pelindian

Bismillaah

 

 

Setelah  berbulan-bulan vakum tanpa prestasi, saatnya kembali memaksa otak untuk mau berpikir, tangan untuk menulis, mata untuk membaca dan menguatkan hati untuk berbuat yang bermanfaat.

 

Tangki leaching atau pelindian pada proses pengolahan mineral adalah tempat dimana terjadi reaksi ekstraksi atau pelarutan mineral berharga dari bijihnya yaitu melalui kontak dengan bahan kimia pelarut. Misalkan, dalam pengolahan emas maka bahan pelarutnya adalah sianida sedangkan dalam pengolahan tembaga bahan pelarutnya misalkan asam sulfat. Di tangki leaching tersebut, mineral berharga yang semula berbentuk padatan akan larut menjadi ion atau fasa cair setelah berikatan dengan bahan pelarutnya. Peristiwa pengikatan ini disebut dengan ekstraksi.

 

Secara sederhana, kita bisa ibaratkan tangki leaching adalah dapur tempat memasak. Dimana bahan masakan yang sudah dipreparasi sebelumnya (baca: di sirkuit milling) akan dicampur dengan bumbunya, yaitu bahan kimia pelarut. Tentunya agar hasilnya bagus (rekoveri ekstraksi optimal) maka alat masaknya pun (baca: tangki leaching) mesti didesain secara apik juga.

 

Berbicara tentang desain, pada saat kita mendesain tangki leaching, setidaknya ada beberapa hal dasar yang perlu kita perhatikan antara lain:

 

1. Volume kapasitas tangki

 

Seberapa besar volume tangki yang akan dibuat akan bergantung seberapa lama target waktu tinggal material bijih didalam sirkuit leaching/pelindian. Lamanya waktu tinggal optimum akan ditentukan dari hasil uji ekstraksi di laboratorium. Dalam hal ini biasanya diperoleh dari grafik nilai ekstraksi vs waktu pelindian atau sering disebut juga kurva kinetika pelindian. Dari kurva tersebut kita bisa mentargetkan berapa lama waktu pelindian mesti berlangsung untuk mendapatkan target rekoveri yang diinginkan.

 

Proses pengolahan bijih di tangki leaching akan berjalan secara kontinu, yaitu dimana lumpur bijih yang baru masuk ke tangki leaching dalam unit m3/jam akan mendorong lumpur bijih yang telah masuk sebelumnya. Sehingga dari sini dapat kita pahami bahwa semakin besar volume tangki maka semakin lama waktu tinggal bijih tersebut didalam tangki. Ilustrasi sederhana untuk pergerakan lumpur bijih dari tangki ke tangki dapat ditampilkan seperti berikut:

 

Dari ilustrasi tersebut, dapat kita rumuskan hubungan antara volume tangki, laju material dan waktu tinggal pada formula berikut:

Dimana volume tangki adalah jumlah dari volume semua tangki pada sirkuit pelindian.

 

 

2. Dimensi Tangki

 

Tangki umumnya berbentuk silinder terbuka dimana dimensinya dinyatakan dalam diameter (D) dan tinggi (T). Rasio ukuran D:T dapat bervariasi dari 0,7 sd 1,2 tergantung dari kebutuhan desain proses, luas area yang tersedia dan juga desain agitator. Bila D >> T maka artinya dibutuhkan luas area yang lebih luas, ukuran kipas agitator yang lebih lebar namun ketinggian atau jumlah level lantai area kerja dapat diminimalisir. Sebaliknya, bila D <<T maka luas area tangki akan lebih kecil, diameter kipas agitator lebih kecil namun mungkin membutuhkan 2 atau 3 tingkat kipas agitator untuk dipasang.

 

Berdasarkan pengalaman pribadi, saya pernah bekerja di lokasi yang memiliki tangki dengan desain D = T dan juga D < T. Secara pribadi saya lebih menyukai desain tangki D < T. Hal ini dikarenakan pada tangki yang terlalu lebar, ada kemungkinan atau bahkan sering terjadi "dead zone" di area pinggiran tangki. "Dead zone" adalah sebutan untuk area dimana tidak ada pergerakan lumpur. Hal ini akan semakin diperparah bilamana ada perubahan viskositas lumpur menjadi lebih kental dari biasanya.

 

Gambar tangki dengan ukuran D < T.

 

 

 3. Desain Agitator (pengaduk)

 

Fungsi Agitator adalah untuk mengaduk lumpur di dalam tangki yang mana memastikan lumpur terus bergerak dan tidak terdapat area "dead zone" di dalam tangki. Semakin cepat pergerakan lumpur maka akan semakin mempercepat kinetika reaksi pelindian atau sianidasi emas.

 

Di zaman komputer seperti sekarang, pergerakan fluida (lumpur) di dalam tangki dapat disimulasikan terlebih dahulu pada desain awal sebelum pemilihan dan pemasangan agitator. Pemilihan desain agitator mencakup ukuran kipas agitator, kedalaman agitator dari permukaan lumpur, jumlah kipas dll. Data metalurgi yang dibutuhkan biasanya adalah dimensi tangki, nilai viskositas lumpur pada berbagai nilai laju geser (shear rate) dan % solid lumpur yang akan diolah. 

 

Berikut contohnya

 

 

Sumber (https://pub.mdpi-res.com/metals/metals-05-01997/article_deploy/html/images/metals-05-01997-ag.png?1581031128)

 

Hasil dari simulasi nantinya adalah berupa rekomendasi ukuran, bentuk, jumlah stage agitator, RPM yang dibutuhkan dan juga kebutuhan daya motor untuk memutar agitator.

 

 4. Aksesoris Tangki lainnya

 

Bagian dalam dari dinding tangki pelindian tidaklah kosong atau polos. Akan tetapi diberi beberapa macam tambahan aksesoris yang bertujuan untuk mengoptimalkan reaksi pelindian. Contohnya adalah:

 

a. Baffle

 

Buffle adalah semacam plat yang dipasang di dinding tangki bagian dalam. Buffle ukurannya memanjang dari bagian atas tangki hingga bagian bawah. Tujuannya adalah untuk menciptakan semacam arus turbulensi di pinggiran tangki ketika lumpur berinteraksi atau menabrak buffle tersebut. Dengan ini dapat meningkatkan mobilitas lumpur dan mencegah terjadinya penumpukan material padat di area pinggir tangki.

 

 

Gambar baffle, sumber (https://www.euromixers.co.uk/wp-content/uploads/2018/07/tank-baffle.jpg)

 

 

b. Saluran downcomer

 

Saluran downcomer adalah saluran yang bertujuan mengalirkan lumpur yang baru masuk agar menuju bagian bawah tangki terlebih dahulu sebelum keluar dari tangki. Tujuannya adalah agar pergerakan lumpur benar-benar memaksimalkan volume tangki yang tersedia dan memaksimalkan waktu tinggal lumpur di dalam tangki. Penjelasannya dapat dilihat pada gambar ilustrasi pergerakan lumpur di dalam tangki di pembahasan volume tangki dan perhitungan waktu tinggal. Tanpa downcomer, lumpur yang baru masuk bisa saja hanya mengalir di permukaan dan langsung keluar menuju ke tangki berikutnya atau istilahnya disebut dengan "bypass" atau "short circuit". 

 

Pada gambar ilustrasi tersebut, saya menggambarkan saluran downcomer dipasang di aliran masuk lumpur ke dalam tangki. Pada praktiknya downcomer bisa juga dipasang di aliran keluar lumpur dari tangki.

 

Gambar saluran downcomer pada tangki pelindian

 

 

c. Lubang sparger udara

 

Udara atau oksigen dihembuskan ke dalam tangki selama proses pelindian dengan maksud untuk meningkatkan laju reaksi pelindian, seperti tampak pada reaksi umum pelindian emas oleh sianida. Umumnya ada 2 cara injeksi udara atau oksigen yaitu melalui shaft/batang agitator dan melalui sparger khusus yang dipasang disekeliling tangki. Injeksi melalui shaft agitator adalah cara yang paling mudah dilakukan, umumnya akan menghasilkan ukuran gelembung udara yang lebih besar. Sementara injeksi dengan sparger khusus disekeliling tangki akan menghasilkan ukuran gelembung yang lebih kecil/halus. Secara teori, gelembung yang berukuran lebih kecil akan memiliki efek reaksi yang lebih baik dikarenakan luas permukaan kontak gas-solid yang lebih banyak atau luas.

 

Penggunaan sparger di dinding tangki memerlukan ekstra maintenance, dikarenakan sparger seperti ini akan mudah blok atau tersumbat oleh lumpur bilamana tekanan atau daya dorong udara/oksigen berkurang.

Gambar sparger oksigen di dinding tangki

 

Demikian yang bisa saya share.

Terimakasih