Ultrafines (<0,5 mm) adalah “emas hitam” yang sering terbuang di plant. Data menunjukkan sirkuit yang menggabungkan peralatan pemisahan dan reagen dapat mendorong combustible recovery >80% dengan kadar abu konsentrat ~10–15%.
Di plant modern, pemisahan gravitasi seperti jig dan spiral memegang lini kasar (≥0,5 mm), sementara froth flotation (proses pemisahan berbasis sifat basah/tidak basah partikel) menjadi andalan untuk ultrafines (<0,5 mm). Laskowski menegaskan, pada fraksi <0,5 mm, flotation menghasilkan clean coal dengan kualitas tertinggi (researchgate.net).
Konteks Indonesia bergerak ke arah pemanfaatan residu: PP 22/2021 mengeluarkan limbah pembakaran batubara (fly ash) dari kategori limbah B3—sebuah sinyal untuk pendekatan guna-ulang dan pengurangan pembuangan (voi.id). Analogi praktisnya: setiap ton fine coal yang kembali ke produk, mengurangi beban disposal dan menambah nilai.
Secara keseluruhan, sirkuit pemulihan fine coal yang dirancang baik—mengintegrasikan alat dan reagen—mampu mendorong combustible recovery seringkali >80% dengan spesifikasi produk yang ketat (misalnya abu konsentrat ~10–15%) (mdpi.com).
Dewatering Tambang: Submersible vs VTP vs Ponton, Mana Terbaik?
Spiral concentrators: jendela 1–0,2 mm
Spiral concentrator (alat pemisahan gravitasi berbentuk alur heliks) efektif untuk fine coal kisaran ~1–0,2 mm, mengandalkan aliran laminar dan perbedaan densitas untuk memisahkan coal dari gangue. Masing‑masing spiral lazimnya menangani beberapa ton/jam dan sangat sensitif terhadap “slimes” (<50 μm) dalam umpan. Studi menunjukkan efisiensi spiral turun ketika slimes naik: pada uji mineral berat, setiap kenaikan 1% fraksi <45 μm menyebabkan ~5% penurunan recovery mineral (researchgate.net).
Dalam praktik, umpan dengan >5–6% ultrafines sering menghasilkan penurunan recovery yang tajam (researchgate.net). Menaikkan konsentrasi padatan atau laju umpan juga cenderung menurunkan recovery (trade‑off grade–recovery yang khas) (researchgate.net). Spiral kompak, tidak memerlukan tenaga agitasi, dan relatif murah; perhitungan kasar menunjukkan ribuan unit dapat dipasang di plant besar (researchgate.net).
Dari sisi batasan, spiral menjadi kurang efektif pada ukuran sangat halus (<~0,2–0,1 mm) ketika gaya seret dan entrainment mendominasi. Unit ini biasanya membutuhkan aliran air relatif tinggi (padatan 20–30%) dan kinerja sangat dipengaruhi distribusi umpan dan kandungan slimes. Pada pengembangan spiral berkapasitas tinggi pun dilaporkan ada “sacrifice in recovery” dibanding desain tradisional dalam kondisi umpan realistis (researchgate.net).
Hasil tipikal pada sirkuit yang dioperasikan baik (umpan terdesliming ~0,5–3 mm) menunjukkan spiral dapat memulihkan 50–70% bahan terbakar dengan kadar abu moderat. Contoh studi tailing lignit (abu awal 35,9%) yang menggabungkan shaking table dan multi‑gravity separator (spiral‑like) mencapai ~63% yield clean coal pada 18% abu—setara 79,5% combustible recovery dan organic efficiency 95,5% (researchgate.net, researchgate.net). Namun, perbandingan langsung pada fine coal Australia menunjukkan froth flotation full fines menghasilkan “yields substantially superior” dibanding spiral pada aliran yang sama (ausimm.com).
Reflux classifier: pemisahan tajam di ukuran halus
Reflux Classifier (RC) adalah unit gravitasi modern yang menggabungkan fluidized bed miring dengan kanal cuci paralel. Partikel halus berstrata dalam bed; kanal menyalurkan partikel padat kembali ke launder untuk konsentrat, menghasilkan pemisahan yang sangat tajam. Galvin dkk. melaporkan bahwa untuk batubara hingga 0,075 mm, RC dapat menekan efek ukuran dan menghasilkan cut yang presisi—misalnya pada 0,25–2,0 mm, nilai imperfection (Ep, ukuran ketajaman pemisahan) hanya 0,06–0,08 (researchgate.net), sementara spiral umumnya Ep ~0,2–0,3.
Keunggulan RC mencakup efisiensi dan kapasitas yang lebih tinggi dibanding spiral atau dense‑medium cyclone pada umpan halus (researchgate.net), kebutuhan floor space jauh lebih kecil tanpa struktur tinggi (researchgate.net; flsmidth.com), serta konsistensi grade yang lebih baik. Pada uji laboratorium tailing kadar rendah (bijih timah/tantalum), Reflux Concentrating Classifier terbaru dari FLSmidth menggandakan upgrade ratio dibanding desain lama dan menolak ~99,9% gangue (flsmidth.com; flsmidth.com).
Dari sisi keterbatasan, RC adalah teknologi yang lebih baru dengan biaya modal di atas spiral dan memerlukan kontrol proses yang presisi (misalnya laju fluidisasi). Meski begitu, data uji menunjukkan unit ini menghasilkan fines yang sangat bersih tanpa konsumsi air berlebih—salah satu uji pilot bahkan memulihkan >95% fines ke konsentrat. RC juga dapat menjangkau umpan puluhan mikron dengan jarak kanal rapat, dan ringkasannya menunjukkan RC bisa bekerja pada umpan dengan kandungan berharga <3% sambil melipatgandakan upgrade ratio dibanding desain lama (flsmidth.com).
Secara praktis, RC sering dipasang menerima overflow hidroklon untuk memulihkan fine coal yang lolos dari spiral, sehingga menaikkan recovery total. Sebagai ilustrasi prinsip “stage‑wise recovery”, sebuah R&D menambahkan reflux flotation setelah rougher cells dan menaikkan recovery batubara dari ~90% menjadi >95% (catatan: contoh ini terkait reflux flotation cells analog, bukan RC gravitasi, namun menunjukkan prinsip bertahap; researchgate.net).
Hemat Energi Dewatering Tambang: Pompa Efisien, Motor IE3 & VFD
Froth flotation: tulang punggung ultrafines
Froth flotation memisahkan coal berdasarkan sifat hidrofobik (cenderung tidak basah) vs hidrofobik/hidrofilik—gelembung udara menempel pada coal yang hidrofobik, bukan pada mineral abu yang hidrofilik. Tersedia mechanical cells (agitator cells) dan kolom (termasuk Jameson dan cycloflotation); plant modern banyak memilih kolom untuk selektivitas lebih baik. Dalam konfigurasi “rougher + cleaner”, sirkuit fine coal lazimnya mencapai ≥80% combustible recovery pada abu konsentrat ~10–15% (mdpi.com).
Sebuah studi WVU pada -0,21 mm melaporkan >80% recovery combustible pada ~12% abu dengan pemilihan frother yang optimal (mdpi.com). Perbandingan praktik menunjukkan flotation memberikan recovery lebih tinggi daripada gravitasi: Bensley & Keast‑Jones mencatat flotation “complete fines” memberikan “substantially superior” yields dibanding spiral pada material yang sama (ausimm.com), dan bahkan pada fines yang sudah didesliming, flotation menyamai atau melampaui kinerja spiral (ausimm.com).
Dari sisi rancangan sirkuit, rangkaian umum mencakup rougher cells seri yang diikuti cleaner dan scavenger. Kolom (Jameson/cycloflotation) meningkatkan perolehan ultrafines lewat gelembung lebih kecil. Waktu tinggal tipikal 3–5 menit (multi‑cell), dengan trade‑off throughput vs waktu tinggal yang perlu diatur; lebih banyak pencampuran (short‑circuiting) menurunkan recovery, sehingga desain kolom mengejar “plug‑flow” melalui rasio tinggi‑diameter besar untuk ultrafines (at-minerals.com).
Tren baru layak dicatat: Two‑Stage Fast Flotation dan reflux flotation cells. Pada tailing batubara, uji dua tahap reflux flotation melaporkan ~95% total recovery (researchgate.net). Secara konsisten, data mengindikasikan sirkuit flotation yang dirancang baik memaksimalkan yield low‑ash dari fines, melampaui gravitasi pada recovery dan grade.
Reagen flotation: collectors, frothers, depressants
Flotation menuntut kontrol reagen yang presisi—tiga kelas kunci adalah collectors (bahan minyak yang membuat permukaan coal hidrofobik), frothers (surfaktan pembentuk dan penstabil froth/gelembung), dan depressants (agen penekan mineral pengotor). Catatan: dosis dinyatakan per ton umpan; mekanisme bersifat kimia permukaan, bukan reaksi stoikiometrik. Kebutuhan kontrol presisi ini selaras dengan penggunaan peralatan injeksi kimia akurat seperti dosing pump di level plant.
Collectors: opsi klasik seperti kerosin atau diesel sering kurang efektif pada coal low‑rank/teroksidasi. Wang dkk. (2025) menunjukkan kolektor berbasis tetrahydrofurfuryl‑ester meningkatkan flotation secara dramatis: THF‑butyrate memberikan combustible recovery 79,8% lebih tinggi daripada kerosin pada dosis yang sama, misalnya dari ~20% menjadi ~36% pada batubara uji (mdpi.com; mdpi.com). Peningkatan ini diatribusikan pada adsorpsi yang lebih cepat/kuat dan dispersi kolektor yang lebih merata.
Frothers: pemilihan frother mengontrol ukuran gelembung dan stabilitas froth. Studi kolom oleh Huang dkk. menguji 9 frother—2‑ethylhexanol (2EH), Dowfroth (MAC), dan F‑2 memberikan hasil terbaik, mencapai >80% recovery dengan ~10–15% abu; MIBC yang umum justru lebih rendah pada kondisi uji tersebut (mdpi.com). Secara mekanistik, frother lebih “kuat” menghasilkan gelembung lebih kecil (luas permukaan meningkat, recovery naik) namun froth cenderung basah; froth terlalu stabil menghambat drainase dan menaikkan entrainment abu, sedangkan froth terlalu lemah menurunkan perolehan—trade‑off yang ditegaskan Laskowski (mdpi.com).
Depressants: agen ini membuat mineral pengotor lebih hidrofilik atau mencegah adsorpsi kolektor. Praktik umum termasuk sodium silicate (depresan silika/lempung) ~500–1000 g/t dan pati/dextrin ~50–200 g/t; Laskowski mendefinisikan depresan sebagai reagen yang “depress undesired particles by prohibiting collector adsorption or making them hydrophilic” (researchgate.net). Riset terbaru mengonfirmasi pati/dextrin beradsorpsi pada bituminous coal via interaksi hidrofobik, mengurangi situs aktif untuk kolektor minyak, dan aditif humic/pati lazim dipakai di rougher‑scavenger untuk menekan pirit dan menyeleksi coal (mdpi.com; mdpi.com).
Penyediaan bahan kimia kelas pertambangan relevan untuk tiga kelompok reagen ini dapat dilihat pada solusi chemicals for mining applications.
Desain sirkuit dan pemilihan alat
Perancangan fine‑coal circuit jarang “satu alat untuk semua”. Spiral dan unit gravitasi lain efektif untuk coarse fines (0,5–5 mm) dengan biaya operasi rendah; RC memperluas jangkauan gravitasi ke ukuran sangat halus (<0,1 mm) dengan footprint minimal dan ketajaman pemisahan tinggi—meski biaya modal lebih tinggi (researchgate.net; flsmidth.com). Untuk ultrafine coal, froth flotation tetap wajib, memberikan >80% recovery pada abu rendah ketika reagen dipilih tepat (mdpi.com; mdpi.com).
Keputusan integrasi bergantung pada distribusi ukuran partikel umpan dan target abu. Contoh konseptual: retrofit sirkuit flotation pada fraksi 0,5–0,0 mm yang sebelumnya hanya gravitasi dapat menaikkan recovery dari ~65% menjadi >85%. Pada setiap tahap, reagen menjadi faktor penentu: collectors harus menghidrofobisasi coal (kolektor baru dapat menaikkan recovery ~80% atas kerosin pada uji lab; mdpi.com), frothers menstabilkan froth yang mobile namun masih drainable (mdpi.com), dan depressants mengunci lempung/pirit.
Parameter operasi yang tidak boleh diabaikan
Untuk spiral, jagalah slimes di umpan di bawah ambang 5–6% karena recovery turun drastis di atasnya (researchgate.net), pastikan padatan operasi sekitar 20–30% dan hindari kenaikan laju umpan/konsentrasi padatan yang menekan recovery (researchgate.net). Ingat pula kapasitas per spiral hanya beberapa ton/jam, sehingga kebutuhan jumlah unit dapat membengkak hingga ribuan pada plant besar (researchgate.net).
Pada RC, kontrol laju fluidisasi dan distribusi umpan menjadi kunci untuk mempertahankan Ep 0,06–0,08 di rentang 0,25–2,0 mm (researchgate.net) dan memanfaatkan mekanisme seperti “Boycott effect” untuk mengungguli spiral (researchgate.net). Di flotation, rancang waktu tinggal 3–5 menit dan hidraulika plug‑flow pada kolom ber‑height‑to‑diameter besar untuk meminimalkan short‑circuiting (at-minerals.com).
Pompa Dewatering Tambang: Cara Reduksi Abrasi dan Downtime
Sumber dan rujukan
Literatur utama yang dikutip meliputi studi/studi kasus tentang pemanfaatan fine coal dan reagen flotation (researchgate.net; ausimm.com; mdpi.com; researchgate.net; mdpi.com; mdpi.com). Regulasi Indonesia yang relevan: PP No.22/2021 (voi.id). Untuk spiral: dampak slimes, trade‑off operasi, dan keterbatasan kapasitas dibahas rinci pada researchgate.net, researchgate.net, dan researchgate.net.
