Menekan Wear Grinding Nikel: Media, Liner, Speed Mill & Aditif

Crushing dan grinding menyumbang 30–50% biaya operasi tambang. Di ball mill, 37% biaya adalah media gerus dan 13% liner—wear adalah uang. Mengoptimalkan pemilihan media, parameter operasi mill, dan chemical grinding aids terbukti memangkas laju wear sekaligus menjaga throughput.

Industri: Nickel_Mining | Proses: Ore_Crushing_&_Grinding

Pabrik nikel hidup-mati pada efisiensi kominuisi. Studi menunjukkan crushing dan grinding mengambil porsi 30–50% biaya operasi (journals.sagepub.com). Di ball mill industri, kira-kira 37% biaya adalah grinding media, 13% liner, dan 50% energi (www.mdpi.com). Maka setiap % wear yang dipangkas—diukur sebagai kg media atau mm liner per ton—langsung mengalir ke margin.

Dalam konteks nikel, efeknya berlipat ganda. Indonesia memiliki laterit raksasa dengan sekitar 20% cadangan nikel dunia (eur-lex.europa.eu). Optimasi kominuisi di pabrik-pabrik laterit ini berarti penghematan nyata dalam skala besar—tanpa mengorbankan target ukuran produk.

Pemilihan material dan ukuran media

Media gerus ideal menyeimbangkan hardness (kekerasan), toughness (ketangguhan) dan corrosion resistance (ketahanan korosi) (www.mdpi.com). Untuk laterit nikel abrasif atau sulfida yang agresif, high‑chromium white cast iron (HCWCI)—paduan Fe–Cr–C dengan 12–30% Cr dan karbida—menunjukkan wear jauh lebih rendah daripada baja biasa; satu studi menemukan laju wear HCWCI ~10× lebih rendah dibanding forged/cast steel pada dry grinding (www.mdpi.com).

High‑Cr cast balls (sering 15–30% Cr) lazim dipakai pada wet grinding nikel karena karbidanya menahan abrasi dan korosi (www.mdpi.com). Sebaliknya, forged high‑carbon steel (sekitar 1–3% C) lebih tangguh namun kurang tahan abrasi; harganya lebih murah tetapi aus lebih cepat (www.mdpi.com). Untuk Ni–Cu sulfida, literatur melaporkan trade‑off: flotation recovery lebih tinggi ketika digerus dengan forged steel dibanding high‑Cr (www.mdpi.com), sehingga beberapa operator menerima wear media lebih tinggi demi metalurgi hilir yang lebih bersih.

Aturan praktik lama yang masih relevan: “grind soft ores with very hard media, but very hard ores with softer tough media” untuk memungkinkan “armoring” di permukaan bola (www.911metallurgist.com). Dalam praktik modern, ini sering berarti memilih paduan high‑chrome yang tangguh.

Distribusi ukuran dan bentuk media\

ChatGPT Image Feb 18, 2026, 01_53_21 PM

Top ola ditentukan dari target energi pecah—sering memakai rumus Bond atau aturan akar kuadrat dari top size umpan: D_top ≈ √F₈₀ (F₈₀: ukuran partikel yang 80% lolos ayakan). Campuran bertingkat—misal 80 mm, 60 mm, 40 mm—memaksimalkan titik kontak ore–media, meningkatkan efisiensi (www.metso.com). Optimasi campuran ukuran lewat uji atau simulasi dilaporkan meningkatkan kWh/t ~3–5% (wear turun proporsional).

Bentuk media juga berpengaruh: uji menunjukkan bola menghasilkan wear liner tertinggi dibanding media silinder atau blok (journals.sagepub.com). Di tahap regrind, cylpebs atau segmen kadang dipertimbangkan karena area permukaan lebih besar dan laju wear media cenderung lebih lambat; pada kasus khusus, stirred mills memakai nano‑ceramic beads (www.mdpi.com). Untuk sebagian besar pabrik nikel, bola forged atau cast tetap standar—kualitas materialnya yang menentukan.

Parameter operasi mill

Kecepatan mill. Semakin dekat ke kecepatan kritis N_c (critical speed: titik saat muatan mulai terseret sentrifugal), intensitas impak meningkat. Data empiris menunjukkan dependensi wear yang cenderung linear terhadap kecepatan pada rentang normal; Gupta dan Yuan melaporkan ~2% kenaikan konsumsi media untuk setiap +1% kecepatan mill (www.mdpi.com). Operasi umumnya di 65–75% N_c untuk mencapai cataracting tanpa centrifuging.

Filling dan densitas slurry. Kenaikan ball filling memperbesar area gesek dan meningkatkan wear—hingga titik bola lebih banyak saling bergesekan ketimbang memotong bijih (www.mdpi.com). Praktisnya, ball filling tipikal ~28–32% volume. Densitas padatan slurry sering ditargetkan 65–75% berat; terlalu kental memang “memperkusen” impak namun menaikkan viskositas, sedangkan terlalu encer (<60%) membuat bola banyak berkolisi satu sama lain (www.mdpi.com). Pada ekstrem >80% padatan, aliran menyerupai pasta dan efisiensi grinding turun (www.mdpi.com).

Tipe discharge. Overflow mill (ada genangan slurry) didominasi wear abrasi/korosi; grate‑discharge (terdrainase) lebih banyak impak dan liner wear—butuh liner lebih kokoh dan kadang target gerus sedikit lebih kasar (www.mdpi.com).

Dry Stack Tailing Nikel: Desain TSF Aman, Hemat Air, Minim Risiko

SAG/AG dibanding ball mill

Ketika layak, tahap SAG (semi‑autogenous; sebagian media adalah bijih itu sendiri) memangkas konsumsi baja. Pada satu kasus pembanding, sirkuit crush–rod–ball mengonsumsi 0,8635 kg/ton bola dan 0,0953 kg/ton liner; sirkuit SAG+ball pada bijih identik memakai 0,7540 kg/ton bola (turun 15%) dan 0,0898 kg/ton liner (turun 6%), total baja turun 13% (www.911metallurgist.com). Untuk throughput besar khas pabrik nikel, dampak ekonominya signifikan.

Chemical grinding aids

Definisi. Grinding aids adalah polimer atau surfaktan (bahan aktif permukaan) yang ditambahkan ke air mill untuk mendispersi partikel dan mencegah aglomerasi slimes; efek utamanya menaikkan efisiensi tumbukan sehingga energi per ton turun. Uji industri menunjukkan penambahan polimer berat molekul rendah ~0,6 lb/ton memungkinkan ball mill kontinu memproses 8–15% throughput lebih tinggi pada kehalusan sama (www.911metallurgist.com), atau menghasilkan produk ~3–6% lebih halus pada laju umpan konstan (www.911metallurgist.com).

Ketika throughput naik 10%, waktu operasi untuk tonase yang sama turun ~9%, langsung menurunkan pemakaian media/liner per ton. Aditif yang efektif juga memungkinkan operasi pada slurry lebih kental karena viskositas tetap terkelola (www.911metallurgist.com). Satu studi pilot di Montreal melaporkan grinding aids memungkinkan pengurangan volume slurry dan peningkatan feed—pada dasarnya menurunkan attrisi media per ton. Secara praktik, operator melaporkan aditif teroptimasi memungkinkan 5–15% penghematan energi atau waktu pada wet grinding. Setiap bahan komersial perlu diuji kompatibilitasnya dengan nikel karena beberapa organik dapat mempengaruhi hidrometalurgi hilir.

Kontrol dosis presisi krusial; di lapangan, pengumpanan aditif umumnya memakai dosing pump akurat. Dalam kerangka pasokan, kategori chemicals for mining applications lazim mencakup polimer/dispersan yang digunakan sebagai grinding aids.

Mekanisme. Aditif mengadsorpsi ke permukaan mineral dan mengubah gaya antarpartikel—mencegah glaze‑over/ball coating oleh halus dan mengurangi aglomerasi (www.911metallurgist.com, www.911metallurgist.com). Dampaknya, energi tumbukan lebih efektif memecah bijih alih‑alih berubah jadi panas (www.911metallurgist.com, www.911metallurgist.com).

Desain dan material liner

Liner menentukan bagaimana media jatuh dan mentransfer energi. Gunakan paduan high‑wear seperti Ni‑hard, Dy‑Met, atau komposit karet–baja di zona abrasi tinggi. Analisis industri menyoroti bahwa liner ringan atau komposit dapat memperpanjang umur: mengombinasikan karet/polimer dengan pelat aus baja memangkas bobot tanpa mengorbankan proteksi (www.metso.com). Konsep “Megaliner” menggabungkan beberapa lifter dalam satu modul, memangkas waktu instalasi ~50% dan sering memperpanjang waktu lari.

Praktiknya: pasang segmen liner yang lebih sedikit tetapi lebih berat dari baja high‑chrome atau Ni‑alloy di dekat toe (zona impak/abrasi tertinggi), dan gunakan baja lunak atau karet di zona wear lebih rendah (www.metso.com). Profil lifter lebih landai menurunkan impak pada liner (meski bisa memperlambat grinding). Saat liner menipis, transfer energi di mill berubah; survei industri memperkirakan liner aus meningkatkan kegagalan 10–20%. Monitoring ketebalan dan profil charge memungkinkan penggantian terencana sebelum gagal. Mengikuti praktik change‑out yang baik dan alat angkat yang tepat memangkas downtime—jam‑jam yang dihemat menerjemah menjadi tahun yang diselamatkan (www.metso.com).

Dampak kinerja dan metrik

Reduksi konsumsi media. Pada contoh SAG di atas, konsumsi media turun dari 0,8635 menjadi 0,7540 kg/ton (–15%), liner dari 0,0953 menjadi 0,0898 kg/ton (–6%), total baja –13% (www.911metallurgist.com). Jika operasi memakai 500 t bola/hari, penghematan 15% setara 75 t/hari—nilai jutaan dolar per tahun.

Kenaikan throughput. Uji lapangan dengan grinding aids melaporkan 8–15% tonase lebih tinggi pada kehalusan sama (www.911metallurgist.com). Dari batas 2000 t/hari, kapasitas dapat naik ~2200–2300 t/hari; tambahan ~200 t/hari dengan inventori media sama berarti wear per ton turun ~9–13%.

Penyesuaian kecepatan. Menurunkan kecepatan mill 5% dapat memangkas konsumsi media ~10% (menggunakan aturan 2% per +1% speed dari Gupta & Yuan, www.mdpi.com).

Penyeimbangan densitas pulp. Menargetkan ~70% padatan (alih‑alih 60%) kerap meningkatkan throughput beberapa persen sekaligus mengurangi tumbukan bola–bola. Banyak pabrik melaporkan penurunan energi spesifik 5–10% saat densitas dioptimalkan (www.mdpi.com).

Dengan strategi komprehensif—memilih media bermutu, menyeimbangkan filling dan kecepatan, serta memakai grinding aids—umur pakai media realistis berlipat dua. Misal, wear 1,0 kg/ton turun menjadi ~0,5–0,7 kg/ton. Umur liner sering dapat diperpanjang 30–50% lewat material campuran dan geometri yang dioptimalkan.

Setiap operasi perlu mengkuantifikasi manfaat ini di sistemnya sendiri: benchmark konsumsi (kg/t dan mm/t) sebelum–sesudah akan memberi ROI konkret. Literatur industri berulang kali menekankan bahwa perbaikan kecil efisiensi grinding memberikan pengembalian ekonomi besar (journals.sagepub.com, www.mdpi.com). Di industri nikel—pabrik beroperasi 24/7 pada throughput tinggi—menghemat milidetik per batu pecah berarti pelepas beban biaya yang nyata.