Pabrik konsentrator nikel modern mendaur ulang 80–95% air proses—hemat biaya, tapi mengundang akumulasi garam, ion logam, dan organik yang menekan kinerja reagen flotasi. Studi Kevitsa membuktikan: membersihkan sebagian kecil aliran air saja menaikkan recovery nikel 2,6 poin absolut.
Pada pabrik flotasi nikel, air adalah “reagen” terbesar yang sering luput diawasi. Sebagian besar konsentrator modern mendaur ulang 80–95% air proses untuk menghemat air make‑up segar (www.mdpi.com) (www.scirp.org). Contoh ekstrem datang dari Kevitsa Ni–Cu–PGE di Finlandia yang sengaja mendaur ulang >95% air (www.mdpi.com).
Konsekuensinya: garam dari bijih, ion logam, dan senyawa organik menumpuk, mengubah kimia air. Parameter kunci yang wajib dipantau meliputi pH, alkalinitas (karbonat/bikarbonat), kekerasan (Ca²⁺, Mg²⁺), total dissolved solids/TDS, logam terlarut (Fe, Ni, Cu), sulfat/thiosalt, dan karbon organik. Data dari Kevitsa menggambarkan skalanya: konduktivitas ≈2.300 µS/cm (~1.400 mg/L TDS) pada pH ≈9,5 (www.mdpi.com); Ni dan Cu terlarut berkisar 0,1–0,3 mg/L (pra‑DAF) (www.mdpi.com) (www.mdpi.com); silika halus ~5–7 mg/L (www.mdpi.com). Kekeruhan overflow thickener ~96 NTU turun ke 20 NTU setelah DAF (dissolved‑air flotation, flotasi dengan mikrogelembung) (www.mdpi.com).
Di Indonesia, pedoman lingkungan menegaskan efluen tambang nikel kerap mengandung TSS tinggi dan Ni terangkat (nikel.co.id). PermenLH No.9/2006 mewajibkan air limbah “tidak melampaui baku mutu” (www.nawasis.org), sehingga strategi bleed dan pengolahan dedikasi bukan sekadar teknis, tetapi juga lisensi beroperasi.
Dewatering Nikel Musim Hujan: Submersible vs Turbine vs Ponton
Profil kimia air sirkuit flotasi
Kontaminan utama yang mengganggu flotasi nikel mencakup:
- Fines tersuspensi (silikat, lempung). Mineral kelompok serpentin (mis. Mg₃Si₂O₅(OH)₄) bermuatan permukaan positif dan melapisi pentlandit yang bermuatan berlawanan, membentuk “slime coating” hidrofilik yang menghalangi adsorpsi kolektor dan memangkas recovery Ni (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
- Ion logam (Fe²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺). Pada pH flotasi (~9–11) ion‑ion ini mengendap sebagai hidroksida, melapisi mineral sulfida dan membuatnya kurang hidrofob sehingga menurunkan recovery—fenomena yang dicatat di Kevitsa (www.mdpi.com). Seiring waktu, logam terlarut dapat menumpuk hingga puluhan atau ratusan ppm; Kevitsa sendiri mencatat ~0,3 mg/L Ni dan ~0,2 mg/L Cu (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
- Sulfida dan thiosalt. Oksidasi sulfida di penggerusan/thickening melahirkan thiosulfat dan spesies sulfur yang berkompetisi kimia dengan kolektor xanthate/karbonat. Kevitsa menunjukkan thiosulfat “affect negatively on collector adsorption on sulphide minerals”, menekan recovery pentlandit; sulfur terlarutnya ~250 mg/L dan penurunan kadar ini via perlakuan berbanding lurus dengan perbaikan flotasi (www.mdpi.com) (www.mdpi.com) (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
- Kekerasan/alkalinitas (Ca²⁺, Mg²⁺, CO₃²⁻). Daur ulang membuat alkalinitas dan hardness naik. Kalsium dapat mengendap (CaCO₃) atau membentuk film kompleks; banyak sirkuit sulfida melaporkan Ca/Mg tinggi mendepresi flotasi dan memaksa penambahan reagen ekstra (lihat tinjauan peran Ca pada adsorpsi xanthate: www.researchgate.net). Intinya, deviasi pH/kekerasan mengubah perilaku reagen.
- Organik residu (frother, kolektor). Air recycle menampung sisa reagen; carryover frother/xanthate dapat membuat busa berlebihan dan tidak stabil. Satu ulasan industri mencatat air recycle memicu “poor separation efficiency” dan “froth instability” (www.mineralprocessing.co.za). Tanpa bleed, COD/TOC naik dan kualitas froth menurun, memaksa penyesuaian dosis atau oksidasi kimia untuk memutus organik.
Dampak kumulatif pada kinerja flotasi
Kontaminan di atas saling memperkuat efek negatif. Data Kevitsa memperjelas: meski fraksi recycle pada sirkuit nikel <10% dari total air, dampaknya negatif pada recovery nikel (www.mdpi.com). Uji laboratorium menunjukkan penggantian air segar dengan overflow thickener secara sistematis menggeser kurva grade Ni+Cu vs recovery Ni ke arah lebih rendah (www.scirp.org) (www.scirp.org).
Kebalikannya juga benar: memurnikan air recycle lewat DAF meningkatkan flotasi. Di Kevitsa, penggunaan air hasil DAF memberi kenaikan recovery Ni rougher‑scavenger sebesar 2,6 poin absolut dan sedikit kenaikan grade +0,06% dibanding air recycle mentah—peningkatan kecil yang secara ekonomi cukup untuk menutup investasi pengolahan (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
Dampak pada reagen flotasi
Kolektor (mis. xanthate, DTC) membutuhkan permukaan mineral yang bersih dan teroksidasi untuk teradsorpsi. Slime coating dan presipitat hidroksida logam mengurangi situs adsorpsi, memaksa dosis kolektor lebih tinggi. Air DAF di Kevitsa memperbaiki adsorpsi xanthate, menandakan utilisasi reagen lebih baik (www.mdpi.com) (www.mdpi.com). Dalam praktik industri, air recycle yang “kotor” sering memaksa penambahan kolektor 10–50% untuk mengejar recovery yang sama (nilai persis bervariasi).
Frother (alkohol/glikol) bergantung pada stabilitas film busa. Organik residu atau surfaktan dari proses bisa menstabilkan berlebihan atau, sebaliknya, menghasilkan froth “knife‑like” dengan gelembung besar yang menyapu partikel halus sehingga grade turun; ulasan menyebutkan “froth instability” akibat frother residu, yang kadang ditangani dengan blending air segar atau penambahan defoamer (www.mineralprocessing.co.za).
Depresan/modifier pH. Flotasi Ni lazim menggunakan kapur atau soda ash untuk menekan pirotit dan mengatur pH. Dalam sirkuit tertutup, penambahan kapur mengakumulasi alkalinitas dan menaikkan kebutuhan. Kevitsa mengkondisikan air umpan DAF ke pH 9 dengan Ca(OH)₂ (www.mdpi.com), sementara air recycle sudah basa, sehingga kontrol pH dan bleed menjadi sensitif.
Kimia lumpur (redox/ORP dan kekuatan ionik). Air recycle cenderung ber‑ORP lebih rendah dan kekuatan ionik lebih tinggi, yang menekan laju flotasi sulfida. Analogi air laut (kekuatan ionik tinggi) menunjukkan flotasi molibdenit memburuk akibat kompleks Ca/Mg (www.scirp.org); ulasan menegaskan “Flotation performance depends on water quality” dan air bersalinitas/organik tinggi dapat menurunkan recovery serta menimbulkan problem froth (www.scirp.org) (www.mineralprocessing.co.za).
Kesimpulan praktis: kimia air yang memburuk menurunkan recovery dan grade, sekaligus menggelembungkan konsumsi reagen. Contoh pembanding: di tambang Nanzih, Taiwan, menurunkan Ca dalam air flotasi dari 200 mg/L ke 50 mg/L menaikkan recovery molibdenit ~5%—efek serupa untuk Ni dapat diantisipasi secara analogi (www.scirp.org).
Dewatering Tambang Nikel: VFD, Motor IE4 & Audit Pompa Hemat Energi
Strategi bleed dan pengolahan air
Untuk menahan akumulasi tak hingga, banyak sirkuit menerapkan bleed (blowdown) sebagian—membuang 1–5% aliran sirkulasi dari titik seperti overflow thickener untuk diganti air segar. Laju bleed ideal ditetapkan berbasis TDS, Ca, atau COD: bila ambang tercapai, bleed ditambah. Sumber industri merangkum mitigasi: “partial bleed‑off, filtration, [dan] chemical polishing” (www.mineralprocessing.co.za).
Bleed membawa Ni, Cu, organik, sehingga perlu unit pengolahan dedikasi sebelum dibuang atau disirkulasi ulang. Opsi utama:
- Pemisahan padat‑cair. Klarifikasi/penyaringan untuk mengangkat slime dan presipitat. DAF sangat relevan: mikrogelembung mengapungkan lempung halus, flok hidroksida, dan organik terikut setelah koagulasi (www.mdpi.com) (www.mdpi.com). Di Kevitsa, DAF menghapus >90% padatan tersuspensi dan menurunkan logam terlarut ~setengah (www.mdpi.com) (www.mdpi.com). Menariknya, Kevitsa hanya mengolah <10% aliran (overflow thickener nikel) namun hasilnya tetap +2,6 poin recovery Ni (www.mdpi.com). Dalam desain, kombinasi clarifier dengan unit flotasi bertekanan seperti DAF dan filtrasi multimedia—mis. media kuarsa sand‑silica atau media antrasit anthracite—sering digunakan untuk polishing akhir.
- Perlakuan kimia. Penyesuaian pH untuk mengendapkan ion (mis. kapur atau sulfida untuk Ni/Cu sisa), oksidasi untuk memecah organik, dan koagulasi untuk membentuk flok. Kevitsa mengatur pH umpan DAF ke 9 dengan Ca(OH)₂ (www.mdpi.com). Koagulan berbasis aluminium seperti PAC lazim dipakai sebelum DAF, dengan injeksi yang presisi via dosing pump.
- Proses membran dan lanjutan. Pada rezim recycle tinggi/daerah kering, ultrafiltrasi (UF) untuk mengangkat koloid, pertukaran ion (ion exchange) untuk menyisihkan logam, reverse osmosis (RO) atau elektrodialisis untuk menurunkan garam terlarut menjadi relevan (www.scirp.org). Rekomendasi studi juga menyebut vacuum membrane distillation atau RO untuk sirkuit dengan salinitas tinggi (www.scirp.org). Dalam praktik, paket membrane systems (RO/NF/UF) jarang dipasang langsung di sirkuit flotasi karena biaya, namun layak dipertimbangkan pada kondisi ekstrem: UF sebagai pretreatment ultrafiltration, lalu RO air payau brackish‑water RO untuk pemulihan air dan konsentrasi garam; beban logam spesifik dapat diturunkan oleh ion‑exchange system dengan resin kation/anion. Tahap polishing akhir sering memakai cartridge filter sebelum RO.
- Pengolahan biologis. Tidak umum di pabrik mineral, tetapi bioreaktor dapat mendegradasi reagen organik pada aliran bleed—misalnya konfigurasi membrane bio‑reactor (MBR) untuk kualitas reuse.
Pemilihan aliran dan uji berbasis data
Pendekatan sistematis dimulai dari karakterisasi kontaminan (Ca, thiosalt, sulfat, karbon total, TDS) sebagaimana direkomendasikan CanmetMINING (www.scirp.org). Uji flotasi skala bangku—mencampur air segar dan recycle—memetakan dampak kualitas air (www.scirp.org). Dari sana, dipilih aliran paling efektif untuk diolah: Kevitsa menargetkan overflow thickener nikel (aliran kecil) ketimbang seluruh air sirkuit—strategi selektif yang memberi dampak besar (www.mdpi.com) (www.scirp.org). Di lokasi lain, perlu mengalihkan seluruh overflow thickener tailing ke instalasi pengolahan jika beban logam tinggi. Secara ekonomi, pemodelan harus membandingkan kehilangan pendapatan akibat turunnya flotasi versus biaya bleed dan treatment; kasus Kevitsa menunjukkan kenaikan recovery ~2–3 poin cukup menutup capex/opex pengolahan (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
Catatan operasional reagen dan air
Air bersih dan stabil meningkatkan efisiensi reagen; sebaliknya, air “kaya” kontaminan memaksa lebih banyak reagen untuk kinerja sama. Ketika overflow thickener direcycle tanpa treatment, kurva recovery Ni bergeser turun (www.scirp.org). Operator biasanya melihat kebutuhan kolektor meningkat 10–30% pada air recycle tinggi; froth menjadi tak terduga saat COD/organik naik; dan permintaan kapur/depresan bergerak mengikuti drift pH/kekerasan. Setelah DAF, Kevitsa tidak hanya memperoleh grade/recovery lebih baik, tetapi froth menjadi lebih stabil—indikasi potensi penghematan reagen ke depan (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
Implikasi untuk pabrik Ni di Indonesia
- Pemantauan kualitas air. Pantau pH, konduktivitas/TDS, Ca, Ni, Cu, COD/TOC, dan turbidity di semua aliran resirkulasi. Gunakan kontrol statistik; sampling setahun penuh dianjurkan untuk menangkap variasi musiman (www.scirp.org).
- Bleed terkontrol. Tetapkan laju bleed berbasis batas analitik (mis. bleed saat TDS atau Ni mendekati 50–80% dari batas buang), agar konsisten dengan PermenLH No.9/2006 (www.nawasis.org). Sebagai konteks, batas Ni efluen umumnya sub‑ppm; artinya ~0,3 mg/L yang terukur pada air recycle mentah Kevitsa akan tidak patuh tanpa treatment (www.mdpi.com) (www.mdpi.com).
- Pengolahan bleed sebelum buang atau reuse. Instalasi dedikasi—kombinasi koagulasi/DAF, filtrasi, presipitasi, dan bila perlu RO—dibutuhkan untuk memenuhi regulasi nasional (nikel.co.id) (www.nawasis.org). Mengingat sanksi berat atas ketidakpatuhan, investasi pada koagulasi PAC + DAF atau bahkan RO air payau BWRO yang didahului UF pretreatment bisa terbayar oleh pemulihan Ni yang terjaga—sejalan dengan hasil Kevitsa (www.mdpi.com).
- Optimasi reagen mengikuti kimia air. Program depresan/kolektor perlu dievaluasi ulang saat praktik bleed menggeser komposisi air. Uji flotasi internal pada campuran air recycle vs air segar membantu menetapkan dosis optimal (www.scirp.org).
- Menyelaraskan KPI: recovery air vs recovery logam. Studi Kevitsa menunjukkan bahwa di atas ~95% recycle (fraksi recycle <10% pada titik tertentu dengan cycles‑of‑concentration ~20×), pengaruh pada performa Ni mulai terasa (www.mdpi.com). Ketika dorongan recycle >90% menggerus recovery, mengaitkan air ekstra itu ke loop treatment/bleed biasanya terjustifikasi oleh tambahan Ni yang kembali ke konsentrat.
Nitrat Air Tambang Nikel: Cara Menurunkan Beban dari Peledakan
Garis besar implementasi
Strategi bertingkat paling masuk akal: maksimalkan recycle untuk volume, tetapi aktif melakukan bleed dan mengolah aliran kunci sebelum kimia air melampaui ambang. Gunakan data (konsentrasi ion, TDS, COD, grade Ni) untuk menyetel laju bleed. Bukti industri jelas: perbaikan 2–3 poin absolut recovery Ni saja dapat melampaui biaya investasi pengolahan air (www.mdpi.com) (www.mdpi.com). Dengan treatment terarah—misalnya koagulasi + DAF—dan kontrol kontaminan, sirkuit Ni menjadi lebih stabil secara reagen dan recovery, sekaligus patuh pada baku mutu Indonesia (nikel.co.id) (www.nawasis.org).
Sumber data dan studi kasus yang dikutip: www.mdpi.com (www.mdpi.com) (www.scirp.org) (www.mdpi.com) (www.scirp.org) (www.mdpi.com) (www.mdpi.com) (nikel.co.id) (www.nawasis.org).
