Kunci throughput dan recovery di sirkuit grinding nikel ada di klasifikasi: hydrocyclone yang disetel tepat akan meloloskan halus ke tahap berikut, mengembalikan kasar ke mill. Tekanan, densitas, geometri, dan analyzer PSD online bekerja sebagai satu kontrol loop.
Di pabrik penggerusan (grinding) bijih nikel, keputusan “lolos atau balik giling” terjadi dalam hitungan detik di dalam satu alat: hydrocyclone—pemilah berbasis gaya sentrifugal yang memisahkan partikel halus ke overflow (atas) dan partikel kasar ke underflow (bawah). Ketika klasifikasi melenceng, energi terbuang dan recovery mineral turun; ketika tepat, throughput dan hasil naik. Itu bukan slogan pemasaran—itu simpulan berulang dalam literatur industri dan studi kasus terkini (defrubber.com; jxscmachine.com).
Begitu closed-circuit classification diterapkan, industri mencatat kenaikan kapasitas hingga titik optimum—dengan “circulating load” (rasio beban sirkulasi terhadap umpan baru) yang sering dijalankan di kisaran 100–250%, dan analisis yang menempatkan optimum praktis sekitar ~250% untuk ball mill di bawah batas efisiensi cyclone yang wajar (researchgate.net; jxscmineral.com). Di banyak operasi, masalah paling umum yang menahan performa mill justru bermula dari cyclone yang tidak efektif—halus tertahan di mill, kasar lolos ke proses hilir (researchgate.net; mdpi.com).
Tankhouse SX-EW: Cara Efektif Menekan Kabut Asam dari Sumbernya
Mekanisme overflow–underflow dan sirkuit tertutup
Secara sederhana: partikel halus/lebih ringan terangkut ke atas melalui vortex finder (pipa di atas) menuju overflow; partikel kasar/lebih berat terdorong keluar ke dinding dan turun ke spigot/apex (orifis bawah) menuju underflow (defrubber.com; jxscmachine.com). Sirkuit tertutup memastikan yang terlalu kasar dikembalikan untuk digiling ulang, mencegah over-grinding pada mineral Ni yang sudah bebas (defrubber.com; jxscmineral.com).
Spiral classifier masih dipakai untuk pemisahan kasar, namun untuk target halus—umumnya <150–300 µm—hydrocyclone unggul karena kapasitas lebih tinggi, tapak lebih kecil, dan cut size lebih halus (cut size = ukuran partikel sekitar titik belah; D50) (jxscmachine.com; defrubber.com). Satu catatan yang sering diulang: “poor cyclone performance is the most common cause of suboptimal mill operation” (researchgate.net; mdpi.com).
Parameter operasi kunci hydrocyclone
Performa cyclone—cut size dan ketajaman pemisahan—ditentukan oleh kondisi umpan dan geometri. Tiga tuas utama: tekanan/flow umpan, konsentrasi padatan, dan dimensi (inlet, vortex finder, spigot) (defrubber.com; mclanahan.com).
Tekanan umpan: menaikkan tekanan (mis. via kecepatan pompa) menguatkan medan sentrifugal, mendorong cut jadi lebih halus; menurunkan tekanan membuat cut lebih kasar (mclanahan.com; defrubber.com). Kisaran tipikal tekanan umpan: 50–150 kPa (7–22 psi); di atas ~200 kPa cenderung menimbulkan turbulensi dan keausan berlebih (defrubber.com).
Konsentrasi padatan: efisiensi maksimum biasanya pada densitas pulp moderat, kira-kira 15–30% padatan secara volume. Terlalu encer (<15%) membuat fines “terseret” ke underflow; terlalu pekat (>40%) meningkatkan viskositas dan menghambat pergerakan halus—keduanya menurunkan efisiensi (defrubber.com; mdpi.com). Simulasi (CFD) di MDPI mengonfirmasi: saat densitas umpan naik, pressure drop cyclone (∆P) meningkat namun efisiensi pemisahan turun. Praktiknya, operator menambah air pengenceran untuk menahan densitas umpan di sekitar rentang optimal (sering ~20% vol) agar cut-size tercapai (defrubber.com). Pada level utilitas, peralatan presisi seperti dosing pump kerap menjadi andalan untuk pengaturan injeksi air pengenceran di industri.
Geometri: luas inlet lazimnya ~15–25% dari penampang cyclone; inlet lebih besar menaikkan kapasitas tetapi bisa menurunkan efisiensi karena turbulensi (defrubber.com). Diameter vortex finder (overflow) dan spigot/apex (underflow) menentukan split. Vortex finder lebih kecil atau spigot lebih sempit menaikkan tekanan internal dan memperhalus cut (lebih banyak halus ke overflow) (defrubber.com; mdpi.com). Membesarkan spigot atau vortex finder menurunkan back-pressure dan mengkasarkan produk; pemodelan MDPI menunjukkan pembesaran orifis underflow menurunkan tekanan siklonik sehingga lebih banyak cairan/umpan kasar keluar ke bawah. Sejumlah pabrik memakai adjustable-apex valve atau liner insert untuk tuning real-time. Dalam operasi, ∆P cyclone dan split ratio dipantau ketat—∆P tinggi atau underflow “roping” (aliran seperti tali) menandakan overloading (tonase berlebih atau umpan terlalu kasar) dan bisa dikoreksi dengan membuka apex atau mengurangi laju umpan (metso.com; scielo.org.za).
Setpoint ukuran giling dan kontrol loop
Jika konsentrat Ni mensyaratkan P80≈50 µm (P80 = ukuran di mana 80% massa lebih halus), sistem kontrol akan menjaga tekanan, pengenceran, dan setting apex agar ~80% overflow cyclone lebih halus dari 50 µm. Ketika sampling real-time menunjukkan overflow mengkasar dari target, loop kontrol akan menaikkan kecepatan pompa atau mengecilkan apex untuk mengembalikan cut-size. Sirkuit tertutup yang dituning baik mampu meraih classification efficiency (persentase material berukuran target yang benar-benar melapor ke overflow) hingga >90% (researchgate.net; scielo.org.za).
HDS AMD Nikel: Lumpur Padat, Filter Press vs Geotube, Recovery Ni/Co
Analyzer ukuran partikel online dan APC
Stabilisasi ukuran overflow cyclone kini bergantung pada online particle-size analyzer (PSD = particle size distribution). “Particle size di overflow cyclone adalah variabel umpan balik yang kritikal,” tegas Metso. Platform modern—laser diffraction, dynamic image analysis, acoustic/ultrasonic probe—memberikan P80/D50 real-time. Contoh, Malvern Insitec mengukur kontinu 0,1–2.500 µm dalam aliran proses (malvernpanalytical.com); AMS PSA dan CiDRA CYCLONEtrac PST menangkap ribuan pengukuran partikel per detik langsung di overflow classifier (advancedminings.com; scielo.org.za).
Dengan umpan balik PSD, advanced process control (APC) menutup loop: output analyzer mengatur kecepatan mill, katup feed, atau pompa cyclone agar produk tetap on‑spec (metso.com; advancedminings.com). Vendor melaporkan dampak nyata: stabilisasi PSD mendorong throughput dan recovery. AMS menyatakan kontrol real-time “ensures high operational efficiency… increased throughput and recovery rates” (advancedminings.com). CiDRA melaporkan ketersediaan sensor mendekati 100%, memungkinkan pabrik “menekan” throughput hingga titik batas (roping/overload) kemudian mundur sedikit—menghindari oversized yang lolos tanpa disadari (scielo.org.za; scielo.org.za).
Penerapan sensor tidak hanya di overflow. Di sebuah konsentrator Cu–Ni–PGM, analyzer citra on‑belt pada feed mill menandai potongan oversize (>400 mm) secara otomatis untuk mencegah blockage (metso.com). Di lain tempat, probe cyclone CiDRA membantu operator mendeteksi satu cyclone yang “going bad” (menghasilkan lebih kasar) dan memperbaikinya sebelum mengganggu satu battery cyclone (scielo.org.za; scielo.org.za). Untuk menjaga jalur sampel tetap bersih dari debris, pabrik kerap mengandalkan proteksi mekanis—pada praktik industri, solusi seperti automatic screen sering dipilih di titik penangkapan padatan kasar.
Tren industrinya jelas: lebih banyak sensor, lebih banyak data, kontrol lebih ketat. Kombinasi laser diffraction (Malvern Insitec), acoustic in‑situ (CiDRA PST), dan vision belt‑based menjadi paket andalan untuk PSD representatif secara real‑time (metso.com; scielo.org.za). Hasilnya, mill beroperasi “closer to their limits” dengan kepercayaan diri: ukuran overflow yang stabil menghemat energi (hindari over‑grinding) dan memperbaiki recovery hilir (metso.com; advancedminings.com). Sebuah studi metodologi menaksir bahwa mereduksi variabilitas lewat kontrol PSD dapat signifikan menaikkan net metal production (NMP) dengan menargetkan ukuran giling ideal (scielo.org.za; advancedminings.com).
Catatan rancangan dan batas praktis
Desain inlet cyclone biasanya sekitar 15–25% dari luas penampang, kompromi antara kapasitas dan turbulensi (defrubber.com). Tekanan operasi 50–150 kPa efektif memperhalus cut; di atas ~200 kPa risiko turbulensi dan keausan meningkat (defrubber.com). Untuk target halus (<150–300 µm), hydrocyclone mengungguli spiral—bahkan klaim industri menyebut mampu sampai ~0,01 mm (jxscmachine.com). Diskursus kapasitas juga menyorot circulating load: rentang 100–400% kerap menaikkan kapasitas dan keseragaman, dengan optimum ~250% yang sering dipakai sebagai rujukan desain kontrol (researchgate.net; researchgate.net; researchgate.net).
Fermentasi Bir Macet: Penyebab, Angka Kunci, Solusi Enzim
Ringkasan kendali praktis
Ringkasnya: tekanan lebih tinggi → cut lebih halus; densitas terlalu rendah/tinggi sama‑sama menurunkan efisiensi; sempitkan apex/vortex finder untuk memperhalus; pantau ∆P dan gejala roping untuk deteksi awal overload (mclanahan.com; mdpi.com; mdpi.com; metso.com). Tutup loop dengan PSD analyzer—Malvern Insitec, AMS PSA, CiDRA CYCLONEtrac PST—untuk menjaga P80 tetap on‑spec, menaikkan throughput, dan recovery, dengan ketersediaan sensor yang dilaporkan mendekati 100% di lapangan (malvernpanalytical.com; advancedminings.com; scielo.org.za).
