Data dari studi dan laporan industri menunjukkan lompatan efisiensi saat prep plant beralih dari pengendapan gravitasi ke filtrasi dan sentrifugasi: kadar padatan melonjak dari ~50–65% menjadi ~75–85% dan pemulihan air naik dari ~83% ke ~93%.
Risiko dan biaya dam lumpur (slurry impoundments) mendorong prep plant batubara untuk mengeringkan tailing lebih jauh, menghasilkan “cake” padat yang bisa ditumpuk (stackable). Berpindah dari thickeners gravitasi ke belt filter press atau centrifuges bukan sekadar upgrade mekanik—ini pergeseran model air dan jejak lahan.
Dalam skenario 100.000 t/hari tailing, memfilter hingga ~80% padatan memangkas air tertahan menjadi ~289 L/s (L/s: liter per detik), dibanding ~772 L/s pada sistem thickened tailings, sehingga total pemulihan air terdorong ke ~93% dibanding ~83% pada penebalan saja (www.mdpi.com).
Kuncinya ada pada kombinasi alat berkapasitas tinggi dan kimia flokulasi–koagulasi yang dioptimasi—dengan dosis polimer tipikal 20–70 g/t (g/t: gram per ton) dan urutan dosing yang tepat (www.mdpi.com). Dosing presisi lazimnya dilakukan lewat pompa kimia seperti dosing pump untuk konsistensi proses.
Strategi Lumpur Tambang Batubara: Menurunkan Resiko Tambang
Penebalan Gravitasi Berkapasitas Tinggi
High-capacity thickeners (penebal gravitasi dengan feedwell besar dan flokulasi) memulihkan air lewat pengendapan gravitasi. Tipikal underflow (aliran bawah) thickener berada di kisaran 50–60% padatan berat (40–50% kadar air). Contoh, tambang Kidd Creek (Ontario) beralih ke thickened tailings memakai thickener diameter 32 m yang menghasilkan ~60–65% padatan (www.tailings.info).
High-rate atau high-density thickeners, meski memaksimalkan pengendapan dengan feedwell besar dan flokulasi, umumnya tetap ≤65% padatan. Keuntungannya throughput sangat tinggi (ratusan ribu m³/hari) dan biaya operasi rendah; tetapi produk tetap semi‑fluida, harus dipompa atau ditampung di area luas.
Di praktiknya, flokulan (flocculants: polimer untuk mengagregasi partikel) anionik polyacrylamide bermassa molekul tinggi didose ~20–50 g/t slurry guna membantu pengendapan dan kompresi flok. Studi bangku melaporkan ~32 g polimer per ton padatan memberi pengendapan cepat untuk coal fines (www.scielo.org.za). Flokulan seperti yang tersedia pada flocculants digunakan luas di tahap ini.
Penggunaan sistem polimer ganda atau urutan koagulan–flokulan dapat memangkas kebutuhan polimer 3×–5× (www.mdpi.com). Pada kondisi underflow 60–65% padatan, slurry masih terlalu cair untuk ditumpuk; yield stress-nya rendah 10–30 Pa (Pa: pascal, satuan tegangan) (www.mclanahan.com). Karenanya, thickener memang mengurangi volume kolam tailing, tetapi tetap memerlukan bendungan atau kolam untuk menampung underflow. Dosis koagulan (coagulants: bahan penetral muatan partikel) juga lazim, tersedia sebagai coagulants untuk meningkatkan kerapatan flok.
Filtrasi Kontinu: Belt Filter (Vacuum Belt) Press
Belt press (filter sabuk vakum beroperasi kontinu) menerima slurry pada sabuk kain dan mengeluarkan air via vakum serta tekanan rol. Di tailings batubara atau metal, belt press modern mencapai cake ~75–85% padatan (15–25% kadar air) (www.mdpi.com), dengan kapasitas ~1.000–2.000 ton padatan per hari per line (www.mdpi.com).
Sistem ini memakai ~20–40 g/t polimer di umpan; untuk coarse coal tailings, PAM anionik bermassa molekul tinggi lazim digunakan (www.mdpi.com). Instalasi modern kerap menghasilkan tailings ~18–22% kadar air (78–82% padatan) (www.mdpi.com), lalu mengering perlahan di stack.
Kelebihannya operasi kontinu dan capex moderat; kekurangannya moisture cake masih menengah serta kebutuhan area conveyor/belt. Namun, belt press memulihkan air lebih banyak daripada thickener. Dalam skenario “100 kt/hari”, memfilter ke ~80% padatan menurunkan air tertahan menjadi ~289 L/s (vs 772 L/s thickened) sehingga total pemulihan air naik ke ~93% (vs ~83% dengan thickening) (www.mdpi.com).
Panduan Membangun Instalasi Pengolahan Air Tambang yang Tahan Banting
Gaya-G Tinggi: Decanter Centrifuges
Decanter centrifuge (bowl berputar dengan screw/scroll) memisahkan padatan-cairan pada G tinggi dan bekerja kontinu menghasilkan cake serta centrate. Umumnya, cake berada di ~60–70% padatan (~30–40% kadar air). Contoh paten untuk slurry batubara menunjukkan dua‑tahap dewatering menghasilkan cake gabungan ~30% kadar air (patents.google.com) (~70% padatan).
Disc‑stack centrifuge (untuk slime sangat halus) cenderung menghasilkan flok lebih basah dan jarang dipakai untuk thickening. Satu unit decanter lazimnya menangani 50–200 m³/jam (m³/jam: meter kubik per jam), yakni ratusan ton per hari, dan tonase bisa ditingkatkan dengan mesin lebih besar atau multi‑unit.
Pra‑treatment kimia tetap kritikal: dose flokulan atau koagulan diumpankan sebelum bowl. Keunggulannya jejak lahan kompak dan operasi kontinu; kekurangannya konsumsi energi tinggi dan dryness lebih rendah. Dibanding belt press, decanter biasanya menghasilkan cake sedikit lebih basah tetapi menangkap lebih banyak padatan ke cake (belt filter sering kehilangan beberapa persen ke filtrat) (www.hqfilterbelts.com).
Di praktik, decanter modern dapat throughput setara belt press multi‑meter dan “need less manpower,” menghasilkan underflow lebih kering dan menurunkan volume pembuangan—satu vendor menyitir ~40% lebih rendah biaya penanganan padatan setelah beralih ke centrifuges (www.hqfilterbelts.com). Meski demikian, pemulihan air di bawah filtrasi penuh; skenario 100 kt/hari yang sama menunjukkan operasi “seperti centrifuge/thickened” memulihkan ~83% air, jauh di bawah ~93% pada tailings terfilter (www.mdpi.com). Untuk pra‑netralisasi muatan halus, koagulan anorganik seperti yang ada pada coagulants kerap dipilih.
Perbandingan Kinerja dan Dampak Air
Secara ringkas, beranjak dari gravitasi ke filtrasi mekanik menaikkan dryness secara progresif: thickeners ~50–65% padatan (www.tailings.info), belt presses ~75–85% padatan (www.mdpi.com), dan high‑pressure filter presses (plate filters) hingga ~85–90% padatan (www.mdpi.com) (10–15% kadar air). Centrifuges berada di antara (~65–70% padatan).
Dampaknya langsung pada neraca air: skenario 100.000 t/hari tailing (28% padatan umpan) menunjukkan thickened tailings (~60% padatan) memanen ~83% air, sedangkan filtered tailings (~80% padatan) mencapai ~93% pemulihan air (www.mdpi.com). Efek praktisnya adalah cake yang “stackable”. Sistem dry-stacked mencapai ~3,5× lebih sedikit kebutuhan air make‑up (0,2 m³/t vs 0,7 m³/t) ketimbang slurry dams (www.mdpi.com).
Dari sisi bisnis, capex awal lebih tinggi (untuk rangkaian press/centrifuge) diimbangi oleh penghematan air dan jejak tailings yang lebih kecil. Satu studi mencatat integrasi delapan filter press besar (masing‑masing 150–175 t/siklus) memungkinkan dewatering 100 kt/hari sekaligus memulihkan 500 m³/jam air proses—setiap “press building” ~12.000 t/hari kapasitas (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
Flokulan dan Koagulan Berkinerja Tinggi
Semua tahapan dewatering bergantung pada kimia untuk mengagregasi partikel halus. Polimer sintetis—terutama polyacrylamides—menjadi standar. Dosis tipikal 20–70 g/t tailings (www.mdpi.com), sering diaplikasikan di thickener maupun tangki umpan filter untuk membentuk flok besar. Produk semacam ini tersedia sebagai flocculants industri.
Anionic high‑molar‑mass PAM biasanya terbaik untuk coal fines—menghasilkan flok besar dan porous yang mempercepat drainase (www.mdpi.com). Flokulan kationik (atau organik seperti polyDADMAC) terutama untuk fraksi lempung, tetapi membentuk cake lebih rapat dan kurang permeabel (www.mdpi.com) dan jarang digunakan sendiri pada skala besar.
Secara praktik, pendekatan dua tahap meningkatkan performa: pertama menambahkan koagulan anorganik—misalnya polyaluminum chloride, ferric chloride, atau bahkan CaCl₂—untuk menetralkan permukaan dan membentuk mikro‑flok (www.mdpi.com), lalu menambahkan flokulan rantai panjang untuk menjembatani partikel. Opsi PAC tersedia komersial seperti PAC, dan untuk air sulit/ber‑pH rendah tersedia juga ACH.
Studi menunjukkan kombinasi koagulasi–flokulasi memperbesar ukuran dan densitas flok sekaligus memangkas kebutuhan polimer secara substansial (www.mdpi.com); misalnya, uji laboratorium mendapati penambahan koagulan CaCl₂ sebelum PAM anionik menghasilkan flok jauh lebih besar dan penurunan kekeruhan yang sangat baik (www.mdpi.com). Sistem “barrier” atau dual‑polymer juga dilaporkan memangkas konsumsi polimer 3–5× untuk kecepatan pengendapan yang sama (www.mdpi.com).
Hasilnya underflow/umpan filter lebih kaku dan cepat mengendap. Penyesuaian tipe dan dosis flok mengikuti karakter tailings: slurry berlempung tinggi bisa memerlukan hingga 50–70 g/t dan penyesuaian pH untuk mengendapkan metasilikat, sementara slurry batubara yang lebih kasar settle baik pada 20–30 g/t (www.mdpi.com). Implementasi lapangan mengandalkan injeksi kimia yang stabil—fungsi yang difasilitasi oleh peralatan seperti dosing pump untuk presisi dan keselamatan operasional.
Dewatering Tambang Batubara: Memilih Pompa Efisien & Andal
Garis Besar Implementasi Terpadu
Arah trennya jelas: dari slurry encer ke tailings yang ditingkatkan penebalannya atau difiltrasi menuntut kimia polimer yang lebih canggih dan peralatan yang lebih sofistikated, namun memberi manfaat dramatis. Integrasi high‑capacity thickeners dengan filter atau centrifuges—dengan rezim flok/koagulan yang dioptimasi—dapat menghasilkan cake hampir kering yang bisa ditumpuk dengan conveyor (www.mdpi.com) (www.mdpi.com), seraya menghapus banyak risiko impoundment slurry.
Desain proyek besar terkini (mis. 100 kt/hari) mengasumsikan filter cake ~80% padatan, pemulihan air >90% (www.mdpi.com), dan kemiringan stack tailings beberapa derajat. Setiap pendekatan perlu disesuaikan dengan sifat tailings dan ekonomi pabrik, namun simpulan berbasis data konsisten: kombinasi thickener yang efisien dengan belt filter atau centrifuge serta kimia flokulan modern dapat memangkas air tailings 50–80% dan menghasilkan cake yang cocok untuk dry stacking (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
