Dari HPAL hingga heap leach, pemisahan padat–cair menentukan kualitas PLS dan total recovery nikel. Intinya: thickener raksasa plus CCD menang kapasitas, filter menang kekeringan, flocculant polimer jadi pembeda jutaan dolar.
Nickel laterite—baik lewat HPAL (high‑pressure acid leach) maupun heap leach—memuntahkan slurry volume besar yang harus dipecah menjadi PLS (pregnant leach solution, larutan kaya logam) dan residu padat. Di lapangan, kerja kuda berasal dari gravity thickener berdiameter besar yang diikuti serangkaian CCD (counter‑current decantation) washer; filter vakum/tekan dan centrifuge mengambil peran spesifik. Thickener menurunkan beban padatan ke underflow 20–40% solids sembari menghasilkan overflow rendah padatan, lalu CCD mencuci underflow secara berlawanan arus untuk “mengambil kembali” nikel terlarut yang terjebak. Pilihannya selalu menimbang throughput, kejernihan, kekeringan padatan, dan biaya—disetir uji coba nyata, bukan brosur.
Benchmark dari industri analog memotret batasan fisik proses: red‑mud alumina memusatkan umpan 6–8% padatan menjadi 20–35% underflow (lihat Tabel 11.9 di Scribd). Dalam nikel, umpan pasca‑netralisasi lazimnya 10–30% padatan; thickeners bekerja pada beban sejenis atau lebih tinggi, terutama tipe deep‑cone berdiameter 20–50+ m yang mendorong ribuan m³/jam. Dengan flocculant yang tepat, underflow 30–40% menjadi kelaziman, sementara rotary vacuum/belt filter mampu mengeluaran cake lebih kering (50–70% solids) namun pada laju alir lebih rendah.
Kontrol Nitrat di RAS: Pilih Water Exchange atau Denitrifikasi?
Spektrum teknologi pemisahan padat–cairGravity thickener—tangki besar dengan rake—bekerja kontinyu di kondisi tenang/agitasi ringan. Kerapatan underflow sangat dipengaruhi kimia umpan dan flocculant: satu studi kasus meningkatkan underflow dari 36,8% ke 38,1% solids setelah optimasi flocculant (Solenis). Tanpa flocculant, pengendapan lambat dan overflow keruh.
CCD—serangkaian thickener yang dicuci berarus lawan—umumnya 1–3 tahap di pabrik nikel. Air cuci segar dimasukkan di tahap terakhir dan mengalir mundur, melucuti Ni terlarut dari padatan. Literatur paten menunjukkan 6‑tahap CCD diakhiri filter press tailing (patents.google.com), tapi praktiknya “1–2 tahap CCD” jamak dan cukup untuk merebut >98% Ni dari slurry (ResearchGate; ResearchGate). CCD menghasilkan underflow berupa slurry, bukan cake.
Filtrasi hadir dalam dua rasa: drum/belt vakum (kontinyu) dan plate‑and‑frame press (batch). Belt/vakum bisa mencuci cake di atas sabuk dan lazim menghasilkan cake ~20–30% moisture, sementara filter press mendorong cake sangat kering ~60–70% solids. Flowsheet nikel sulfida dan laterit kerap menggunakan vacuum belt untuk mencuci presipitat hidroksida; literatur juga menyebutkan penggantian CCD dengan pencucian di belt filter (ResearchGate; ResearchGate). Filter press memberi kekeringan tertinggi, dibayar dengan CAPEX/OPEX dan operasi batch.
Centrifuge jarang dipakai untuk volume besar Ni; decanter/peeler bisa mencapai 40–60% solids namun perawatan tinggi dan kurang cocok untuk presipitat kasar. Dalam aplikasi khusus, decanter/disk centrifuge kontinyu mampu 30–50% solids, tetapi energi tinggi dan tak umum jadi pemisah utama tailing.
Rangkaian thickener–CCD di sirkuit nikel
Desain modern—deep‑cone, high‑rate, high‑density—menaruh spotlight pada konsentrasi padatan underflow: makin tinggi, makin kecil beban downstream. Contoh nyata: upgrade flocculant mengerek underflow dari 36,8% ke 38,1% solids; setiap kenaikan 1 poin persentase bisa bernilai ≈US$1 juta/tahun penghematan reagent karena volume slurry yang lebih kecil (Solenis).
Setelah thickening, CCD mengambil alih untuk pencucian. Dalam train CCD, underflow antar‑tahap mengalir maju, sedangkan air bersih masuk dari belakang—memaksimalkan perolehan Ni/Co terlarut. Praktiknya, 1–2 tahap cukup di banyak flowsheet Ni (ResearchGate), dan langkah netralisasi/CCD yang dioptimalkan dapat menghasilkan overflow akhir hanya 50–100 mg/L suspended solids (patents.google.com).
Sebuah pola HPAL lazim: setelah penghilangan Fe/Al (penyetelan pH, presipitasi), slurry keluar lebih dulu ditampung di thickener; underflow‑nya memberi makan train CCD atau wash filter. Satu rancangan mempublikasikan enam thickener dalam counter‑current wash, dengan underflow terakhir masuk ke tailings filter press (patents.google.com). Di skema itu, overflow tiap tahap dipakai ulang (air proses) dan air cuci ditambahkan di ujung; kontrol cermat termasuk “seeding” recycle presipitat 100–300% untuk membentuk floc yang mantap (ResearchGate).
Kualitas overflow krusial: PLS jernih menghindari carryover ke solvent extraction atau electrowinning. Syarat umum: <100 mg/L padatan tersuspensi. Contoh, proses Sumitomo mensyaratkan overflow final (PLS) <100 mg/L SS dengan dosis flocculant 650–1350 g/t solids (patents.google.com) untuk mencegah fouling, termasuk clogging filter cloth. Trade‑off‑nya jelas: thickener+CCD itu tangguh dan kontinyu namun underflow umumnya 30–40% solids; belt/vacuum/press filter memberi 50–70% solids namun lebih kompleks/batch dan laju lebih lambat. Di pabrik laterit Filipina/NPI, vacuum belt filter dipakai pasca‑presipitasi hidroksida untuk cake jual, sedangkan beberapa pabrik HPAL (mis. Ramu, PNG) memilih CCD dan dewatering hanya via thickening.
Untuk kejelasan dan efisiensi, unit klarifikasi—misal clarifier yang dirancang untuk waktu tinggal 0,5–4 jam—sering dipadankan di hulu/hilir sirkuit; desain komersial seperti clarifier relevan ketika target kejernihan overflow ketat.
Biosekuriti RAS: Double Barrier UV+Ozon, Karantina, Akses Ketat
Peran kritis flocculant polimerFlocculant polimer (umumnya PAM bermassa molekul tinggi) adalah aditif kunci: menggabungkan partikel halus via bridging/charge‑neutralization sehingga mengendap cepat. Tanpanya, Fe/Al hidroksida dan silikat halus akan turun amat lambat dan membuat overflow “cloudy”. Implementasi flocculant berkinerja tinggi (mis. Praestol 855 BS) di pabrik laterit besar menaikkan underflow dari 36,8% ke 38,1% solids—sekitar +1,3 poin atau ~3,5% perbaikan relatif—dan menstabilkan throughput, sekaligus memangkas konsumsi polimer ~20% versus produk sebelumnya; estimasi dampaknya ≈US$1,2 juta/tahun penghematan berkat underflow lebih padat (Solenis; Solenis).
Efek lain yang kritikal ialah kejernihan overflow. Dalam contoh Sumitomo, untuk mencapai sisa ~1 g/L Ni dan Co dan overflow <50–100 mg/L SS dibutuhkan 900–1100 g flocculant per ton padatan; dosis efektif sekitar 0,09–0,11% bobot padatan (patents.google.com). Data paten yang sama menunjukkan 650–1350 g/t (0,065–0,135%) biasanya diperlukan agar suspended solids turun ke <100 mg/L di supernatan (patents.google.com).
Dari sisi permukaan, presipitat pada pH tinggi cenderung bermuatan negatif—menjadikan flocculant kationik/nonionik lebih mudah teradsorpsi. Dalam proses netralisasi Sumitomo, flocculant kationik memang dispesifikkan untuk membantu filterability presipitat (patents.google.com). Di operasi lain, floc anionik juga lazim—tergantung mineralogi.
Strategi penambahan pun menentukan hasil. Split dosing (misal 90:10) antara feedwell thickener tahap‑1 dan overflow tahap‑2 menggandakan waktu kontak dan menjaga kekuatan floc, sehingga overflow tahap‑1 lebih jernih dibanding single‑point dosing (patents.google.com; patents.google.com; patents.google.com). Praktik umum adalah menambah larutan polimer encer (0,1–0,25%) ke launder/feedwell yang teraduk baik, bahkan emulsi water‑in‑oil hingga 5% bisa dipakai (911Metallurgist; 911Metallurgist). Memberi floc di bawah “blanket” pengendapan membantu mengurangi turbulensi dan carryover fines—memberi overflow yang lebih bersih (911Metallurgist).
Dosis kuantitatif lazimnya 0,01–0,1% dari padatan (100–1000 g/t), dengan tuning lewat jar test/pilot. Overdose memecah floc karena shear; underdose memberi laju turun yang buruk. Keakuratan injeksi kimia membantu konsistensi, misalnya memakai dosing pump akurat saat mengaplikasikan flocculant polimer pada feedwell.
Panduan pemilihan flocculant efektif
Pemilihan flocculant tak ada “one‑size‑fits‑all”—bergantung karakter partikel, pH, temperatur, konsentrasi padatan, dan ion kompetitor. Praktik industri menekankan beberapa langkah berurutan:
- Karakterisasi sampel: pH, zeta potential, distribusi ukuran partikel, ion pengganggu. Kadar Ca/Mg tinggi bisa mengubah perilaku floc.
- Jar test bangku: uji berbagai tipe (anionik/kationik/nonionik, massa molekul/charge density berbeda) pada dosis bervariasi; ukur laju mengendap dan kekeruhan supernatan. Praktisi menekankan “conducting jar tests to determine the optimal flocculant dosage” (mineralprocessing.co.za).
- Pilot atau uji on‑stream: kandidat terbaik diuji di pilot/plant; variabilitas bijih dipantau; meter kekeruhan online membantu tuning (911Metallurgist).
- Metrik kinerja: underflow solids%, turbidity residual, ukuran floc, sensitivitas shear; juga torsi rake, stabilitas blanket, konsumsi reagent. Studi Solenis mencatat −~20% pemakaian polimer dengan underflow lebih tinggi (Solenis; Solenis).
- Pemilihan tipe polimer: pada slurry netral/alkalin bernuansa silika/besi, kationik/nonionik sering efektif; untuk slurry asam/bermuatan positif, anionik bisa lebih baik. Penempatan dosis jamak (split dosing) kerap meningkatkan hasil (patents.google.com).
- Kondisi operasi: temperatur, shear (kecepatan rake/pompa), desain feedwell. Menjaga level blanket stabil lewat kontrol underflow/pump membantu zona floc berfungsi optimal (911Metallurgist).
Panduan Geokimia Tailings Nikel: ABA/NAG & Mitigasi AMD
Hasil komparatif dan trenRingkasnya, kombinasi thickener raksasa plus CCD tetap menjadi tulang punggung karena skalabilitas dan biaya per volume yang rendah; filter (vacuum/belt/press) menjadi pelengkap—misalnya tailings filter press untuk cake yang bisa ditumpuk—dan vacuum belt kadang menggantikan CCD bila produk cake diinginkan. Satu contoh praktis: enam tahap thickener seri diikuti tailings filter press (patents.google.com). Data industri menunjukkan underflow >35–40% solids bila dibantu flocculant (Solenis), CCD mampu recovery >99% logam dengan carryover minimal (ResearchGate), dan optimasi flocculant dapat memangkas konsumsi ~20% serta menghemat jutaan dolar per tahun (Solenis; Solenis).
Filter alternatif (vacuum/belt/press) juga hadir—sekitar ~30% sirkuit Ni—untuk residu spesifik atau target kekeringan ekstrem. Tren baru mencakup high‑density thickener dan flocculant yang lebih “pintar” (termasuk kompleks anorganik atau bio‑flocs) untuk mendorong underflow ~45–50% solids di beberapa kasus. Namun resep inti tetap gravitasi + polimer—kombinasi yang efisien buat ratusan kiloton slurry per hari.
Pilihan tiap lokasi bergantung data: kebutuhan throughput, karakter slurry, dan target recovery. Praktiknya, keputusan rekayasa bertumpu uji dan preseden. Bukti yang dikutip menegaskan: rangkaian thickener–CCD yang dirancang baik, dengan flocculant yang dipilih cermat, memberi keseimbangan kapasitas–kejernihan terbaik. Di proyek laterit Indonesia (dengan batasan lingkungan setempat) sering disyaratkan >95% reuse air—artinya overflow thickener harus amat jernih. Di titik ini, integrasi peralatan penunjang air proses dapat relevan—misalnya menjaga injeksi kimia stabil dengan dosing pump akurat, dan memastikan sediaan bahan kimia flocculant memadai.
Praktik menunjukkan ruang perbaikan kontinu masih lebar: tweak tipe/dosis/strategi dosis floc bisa memberi dampak terukur. Seperti dicatat vendor, perubahan polimer yang relatif kecil memicu +3,5% underflow (≈37% ke 38%), −20% pemakaian polimer, dan >US$1 juta/tahun penghematan (Solenis; Solenis). Untuk menjaga kepatuhan dan performa proses, overflow yang jernih sering dilindungi oleh operasi klarifikasi yang disiplin—membuat unit seperti clarifier tetap relevan di sekitar sirkuit hidrrometalurgi.
Catatan tambahan rujukan dan angka kinerja—termasuk rentang kerapatan underflow red‑mud 6–8% ke 20–35% (Tabel 11.9; Scribd), seeding 100–300% (ResearchGate), dosis floc 650–1350 g/t dan 900–1100 g/t untuk <100 mg/L SS (patents.google.com; patents.google.com), praktik pengenceran 0,1–0,25% dan emulsi hingga 5% (911Metallurgist; 911Metallurgist), dan strategi split dosing 90:10 (patents.google.com; patents.google.com; patents.google.com)—disertakan sebagaimana dikutip.
Catatan perbandingan kinerja peralatan: underflow thickener nikel 30–40% (dengan floc); vacuum drum/belt bisa menghasilkan 50–70% solids pada laju lebih rendah; belt filter juga umum dengan cake ~20–30% moisture; filter press ~60–70% solids; centrifuge 40–60% (umum), atau 30–50% (decanter/disk spesifik)—detail ini tersaji konsisten dengan sumber primer yang ditautkan di atas.
