pengolahan mineral timah

Dari Bijih hingga Logam Esensial: Panduan Komprehensif Pengolahan Mineral Timah

1. Latar Belakang Industri: Pekerja Keras yang Diam

Timah adalah salah satu logam tertua yang diketahui umat manusia, dengan penggunaannya dalam paduan perunggu sejak dahulu kala 5,000 bertahun-tahun, menandai seluruh zaman peradaban manusia. Meskipun mungkin tidak mendapat sorotan yang sama seperti tembaga atau litium dalam wacana modern, timah tetap menjadi logam industri yang penting, sangat diperlukan di dunia kita yang didorong oleh teknologi. Industri timah global dicirikan oleh rantai pasokan yang terkonsentrasi, dengan mayoritas produksinya berasal dari beberapa negara, terutama Tiongkok, Indonesia, Myanmar, dan Peru.

Perjalanan timah tidak dimulai di pabrik peleburan atau pabrik, tapi di kerak bumi. Endapan timah primer paling sering ditemukan pada sistem yang berhubungan dengan granit, seringkali dalam bentuk urat hidrotermal. Mineral penghasil timah yang paling penting adalah kasiterit (SnO₂), yang menyumbang lebih 90% produksi timah dunia. Cassiterite sangat padat dan tahan terhadap pelapukan, yang menyebabkan akumulasi sekundernya dalam endapan aluvial atau eluvial—ini adalah endapan placer yang telah ditambang selama berabad-abad.

Penambangan timah modern melibatkan batuan keras (lapisan) penambangan untuk endapan primer dan metode pengerukan atau hidrolik untuk endapan aluvial. Namun, bijih mentah yang diekstraksi dari tambang ini biasanya hanya mengandung sebagian kecil kasiterit—seringkali kurang dari itu 1% sn. Kelimpahan alami yang rendah ini menjadikan pengolahan mineral yang efisien dan efektif tidak hanya bermanfaat, namun sangat penting bagi kelangsungan ekonomi setiap operasi penambangan timah.

2. Inti dari Proses: Membuka Kunci Timah dari Cassiterite

Tujuan pengolahan mineral timah sederhana saja: untuk memisahkan kasiterit dari sejumlah besar bahan gangue yang tidak berharga (seperti kuarsa, silikat, dan mineral berat lainnya seperti hematit atau turmalin) dan menghasilkan konsentrat bermutu tinggi yang cocok untuk peleburan. Hal ini dicapai melalui proses multi-tahap yang memanfaatkan sifat fisik unik kasiterit.

A. Penumbukan: Pembebasan adalah Kuncinya
Prosesnya dimulai dengan menghancurkan dan menggiling. Milikku (ROM) bijih pertama-tama diperkecil ukurannya melalui penghancur rahang primer atau penghancur gyratory. Tahap selanjutnya dengan menggunakan cone crusher semakin memperkecil ukuran partikel.

Langkah paling kritis adalah penggilingan di ball mill atau rod mill. Tujuannya adalah untuk mencapai "pembebasan"—memecah bijih ke ukuran di mana butiran kasiterit terlepas dari mineral gangue di sekitarnya tanpa ada "di atas tanah" menjadi slime yang sangat halus. Kasiterit rapuh, dan penggilingan yang berlebihan dapat menghasilkan partikel halus yang sulit diperoleh kembali pada tahap selanjutnya, menyebabkan hilangnya logam secara signifikan. Hal ini menjadikan pengendalian penggilingan sebagai faktor ekonomi yang sangat penting.

B. Pemisahan Gravitasi: Pekerja Keras Utama
Mengingat berat jenis kasiterit yang tinggi (6.8-7.1 dibandingkan dengan kuarsa di 2.65), pemisahan gravitasi adalah metode konsentrasi yang paling alami dan hemat biaya.

jigging: Salah satu metode tertua, jig menggunakan air yang berdenyut untuk membuat stratifikasi partikel berdasarkan kepadatan. Kasiterit yang lebih berat mengendap di dasar bedengan dan dibuang sebagai konsentrat.
spiral: Bubur bijih dimasukkan ke dalam palung heliks. Gaya sentrifugal mendorong partikel yang lebih berat ke dinding luar sementara gangue yang lebih ringan tetap berada di dalam, menciptakan pemisahan yang terus menerus.
Meja Goyang: Tabel ini menggunakan kombinasi gerakan riffle dan goyangan lateral dengan aliran air. Pergerakan diferensial menyebabkan partikel kasiterit padat "berjalan" naik ke dek secara diagonal melintasi riffle sementara partikel yang lebih ringan terhanyut lurus ke bawah.

Flowsheet tipikal melibatkan beberapa tahap pemisahan gravitasi—lebih kasar, pemulung, dan lebih bersih—untuk meningkatkan kualitas konsentrat secara progresif dan memaksimalkan pemulihan.

C. Pra-Konsentrasi: Mengurangi Beban Energi
Sebelum digiling halus, banyak operasi modern menggunakan teknik pra-konsentrasi untuk membuang bahan limbah sejak dini.
Pemisahan Media Padat (DMS): Bijih dimasukkan ke dalam siklon yang mengandung suspensi ferrosilikon halus dalam air, menciptakan media padat (MISALNYA., S.G. 2.9-3.0). Partikel kurang padat dibandingkan media ini (batuan sisa) mengapung dan dikeluarkan sebagai ekor, sedangkan partikel lebih padat (fraksi mineral berat yang berharga) tenggelam dan lanjutkan untuk diproses lebih lanjut.

D. Flotasi Buih: Menangani Partikel Halus
Untuk partikel kasiterit yang sangat halus ("slime timah") yang terlalu ringan untuk pemisahan gravitasi yang efisien (<37 microns), froth flotation becomes necessary. This process relies on surface chemistry.Cassiterite surfaces are rendered hydrophobic (water-repelling) using specific collectors like fatty acids or phosphonic acids.Air bubbles are introduced into the slurry; they attach to these hydrophobic particles and carry them to the surface as a froth, which is skimmed off.The control of pH and use of depressants for other sulphide minerals are critical for selectivity.Flotation concentrate often undergoes further cleaning before being combined with gravity concentrate.

E. Pemisahan Magnetik & Elektrostatis: Pemurnian Akhir
Konsentrat timah akhir seringkali mengandung mineral berat lainnya yang memiliki sifat gravitasi serupa.
Pemisahan Magnetik Intensitas Tinggi (Miliknya): Digunakan untuk menghilangkan kotoran paramagnetik seperti oksida besi (bijih besi) dan turmalin. Kasiterit sendiri bersifat diamagnetik (ditolak lemah oleh magnet), memungkinkan pemisahan yang bersih ini.
Pemisahan Elektrostatis: Memanfaatkan perbedaan konduktivitas listrik. Partikel kering bermuatan; mineral konduktif kehilangan muatannya dengan cepat ke rotor yang dibumikan dan terlempar. Kasiterit non-konduktif mempertahankan muatannya dan mengikuti lintasan yang berbeda. Metode ini secara efektif menghilangkan sisa mineral sulfida.

Setelah urutan yang ketat ini,produk akhir dapat ditingkatkan <1% Sn in ROM ore to a marketable concentrate grading between 60-75% Sn.This concentrate,called "tin-in-concentrate,"is then bagged or shipped in bulk containers as feed stock for smelters worldwide where it will be transformed into pure tin metal via pyrometallurgical processes involving roasting,furnace smelting,and refining

3.Dinamika Pasar & Penerapan di mana-mana

Timah dalam konsentrat yang telah diproses memasuki pasar perdagangan global. Harga secara historis tidak stabil,dipengaruhi oleh gangguan pasokan(seperti larangan ekspor dari Indonesia),ketidakstabilan politik(di wilayah penghasil utama),dan tingkat inventaris di bursa utama seperti London Metal Exchange(LME).

Penerapan Tin telah berkembang secara dramatis dari peran tradisionalnya:

Pateri (~50% dari konsumsi): Aplikasi tunggal terbesar. Elektronik modern mengandalkan solder bebas timah(terbuat dari paduan Timah-Perak-Tembaga)untuk merakit segala sesuatu mulai dari ponsel cerdas dan komputer, papan sirkuit otomotif. Konduktivitas listrik keterbasahannya yang sangat baik menjadikannya tak tergantikan
pelat timah (~20%): Lembaran baja yang dilapisi dengan lapisan tipis memberikan lapisan tahan korosi yang tidak beracun pada kaleng minuman makanan("kaleng") wadah aerosol
bahan kimia (~15%): Katalis bekas stabilisator PVC, pengawet kayu
paduan: Selain solder, perunggu digunakan(bushing bantalan kuningan) barang dekoratif timah
Kegunaan Lainnya: Baterai litium-ion(beberapa kimia baru menggunakan bahan anoda) produksi kaca apung

4 Tantangan Outlook Masa Depan

Industri masa depan membentuk beberapa tren utama:

Penyempurnaan Teknologi: Penelitian yang sedang berjalan berfokus pada peningkatan tingkat perolehan kembali khususnya butiran halus yang sulit diproses, mengurangi konsumsi energi penggilingan, mengembangkan reagen flotasi yang lebih selektif
Daur Ulang Limbah Elektronik Ekonomi Sirkular: Penambangan di perkotaan menjadi sumber yang semakin penting. Limbah elektronik sekunder yang diperoleh kembali melalui proses daur ulang yang canggih telah menyumbang porsi signifikan dalam pasokan yang diperkirakan akan meningkat
Kendala Pasokan Faktor ESG: Menurunnya kadar bijih dan berkurangnya penemuan besar berarti pasokan primer akan kesulitan memenuhi permintaan di masa depan. Tata Kelola Sosial Lingkungan(ESG) Pertimbangan utama proyek-proyek baru harus menunjukkan dampak lingkungan yang minimal, hubungan masyarakat yang positif
Aplikasi yang Muncul: Potensi perluasan penggunaan sel surya perovskit baterai generasi berikutnya dapat menciptakan pendorong permintaan baru di luar sektor tradisional

5 Pertanyaan yang Sering Diajukan(Pertanyaan Umum)

Q1:Warna apa yang biasanya dikaitkan dengan kasiterit mentah?
A1:Coklat hitam murni umumnya hitam coklat kemerahan namun warnanya bisa sangat bervariasi tergantung kotoran yang ada

Q2:Mengapa pemisahan gravitasi metode yang disukai konsentrasi?
A2:Cassiterite memiliki berat jenis yang jauh lebih tinggi dibandingkan mineral gangue pada umumnya sehingga membuat perbedaan kepadatan berdasarkan pemisahan yang efisien dan berbiaya rendah

Q3:Apa tantangan utama dalam mengolah bijih?
A3:Kerapuhan yang melekat pada mineral menyebabkan terbentuknya slime halus dalam jumlah besar selama tahap kominus penggilingan. Partikel ultrahalus ini sulit diperoleh kembali jika menggunakan metode konvensional yang menyebabkan potensi kehilangan logam

Q4:Bagaimana logam akhir murni dihasilkan smelter?
A4:Teknik pemurnian elektrolitik modern menghasilkan LME Grade A dengan kemurnian melebihi 99 99%

Q5:Sungguh tingkat pemulihan yang khas pada tanaman modern?
A5:Operasi yang dirancang dengan baik mencapai tingkat pemulihan keseluruhan yang berkisar tergantung kompleksitas rangkaian efisiensi simpanan. Biasanya angka-angka tersebut berada dalam kisaran tersebut

6 Studi Kasus Rekayasa Tambang Timah Renison Tasmania Australia

Tambang Renison, salah satu operasi bawah tanah terbesar di dunia, memberikan contoh yang sangat baik dalam praktik modern. Kompleks lembar alirannya mencerminkan sifat tahan api badan bijih

Fitur utama meliputi:

• Permukaan pengangkatan awal penghancuran bawah tanah
• Penggilingan primer siklon sirkuit tertutup ball mill besar
• Flotasi sulfida curah menghilangkan pirit pirhotit sebelum pemekatan
• Rangkaian gravitasi multi-tahap menggunakan tabel spiral menghasilkan konsentrat awal
• Slime halus yang dihasilkan selama penggilingan diolah di pabrik flotasi khusus menggunakan pengumpul khusus
• Langkah pemurnian akhir melibatkan pemisahan elektrostatis magnetik untuk menghilangkan sisa kotoran
• Tailing yang diolah mengelola potensi drainase asam tambang sebelum fasilitas pengendapan aman

Pendekatan terpadu yang menggabungkan penghilangan sulfida curah pra-konsentrasi dengan flotasi gravitasi multi-tahap memungkinkan Renison mencapai pemulihan yang layak, material yang menantang yang menunjukkan kecanggihan yang dibutuhkan industri kontemporer