Sirkuit Grinding yang Hemat Air: 80–90% Daur Ulang Jadi Standar, Thickener dan Flokulan Memegang Peran Kunci

Target industri kini jelas: close the loop. Pabrik penggilingan bijih emas dan tembaga menekan pemakaian air baku dengan mendaur ulang sebanyak mungkin air lumpur (slurry) kembali ke sirkuit. Literatur industri menegaskan thickening dan sirkuit daur ulang bisa mengembalikan sekitar 80–90% air proses ke mill, bahkan “well-designed thickener dapat mendaur ulang hingga 90% dari feedwater awal” menurut AT Minerals.

Di lapangan, banyak konsentrator besar rutin mencapai ≥80–90% daur ulang. Studi kasus menunjukkan penurunan asupan air baku ~60–70% melalui optimasi neraca air dan high-rate thickening (WesTech; Mineral Processing). Sirkuit tertutup—meminimalkan kehilangan tak terkendali dan memakai kolam pengembalian—telah menjadi standar. Hasil akhirnya: banyak grinding circuit praktis beroperasi dengan air daur ulang, sementara air baku hanya menutup kehilangan karena penguapan atau loss lain.

Dampak finansialnya nyata. Satu pabrik menghemat 23% total air dan ~US$576.000 per tahun setelah mengoptimalkan performa thickener (Bohrium).

Desain sirkuit air tertutup

Pendekatan “closed-circuit design” berarti memaksimalkan pengembalian overflow siklon dan overflow tailings thickener ke grinding. Praktiknya, ini memangkas konsumsi air baku—sering kali hingga separuh atau lebih—tanpa menurunkan throughput. Banyak operasi kini merancang loop yang secara efektif mengandalkan air daur ulang ≥80–90%, seperti ditegaskan lagi oleh AT Minerals dan survei industri (Mineral Processing).

Peran sentral tailings thickener

Thickener (pengental tailing yang memadatkan slurry) adalah pusat daur ulang air. Unit ini menghasilkan overflow (air jernih dengan padatan sangat rendah) dan underflow (lumpur berkepadatan tinggi). Overflow—sering <100 ppm padatan—langsung dipakai ulang di pabrik, sementara underflow dibuang atau diproses lanjut.

Teknologi deep-cone/paste thickener modern mampu mencapai underflow “up to and exceeding 70 wt%” padatan (wt% = persen massa), menurut FLSmidth. Dalam praktik, thickener lazim meningkatkan padatan tailing ke ~30–60% (massa), sehingga sebagian besar air terlepas kembali.

Efeknya langsung ke neraca air: thickening dapat memulihkan 80–95% air slurry. Satu kasus menggabungkan primary dan paste thickener untuk mencapai ~96–98% total pemulihan air (WesTech). Contoh lapangan: Los Pelambres di Chile mendaur ulang >80% air pabrik (Mineral Processing), sedangkan Khumani di Afrika Selatan melaporkan >90% pemulihan air setelah memasang high-rate dan paste thickeners (Mineral Processing). Survei industri mengonfirmasi banyak operasi mendaur ulang ~85–90% feedwater (Mineral Processing).

Setiap kenaikan 10% di pemulihan thickener langsung menurunkan kebutuhan air baku dan mengecilkan kolam tailings. Pengoperasian thickener yang baik juga menekan jejak bendungan tailing dan menyederhanakan pengelolaan tailing berkat underflow yang lebih dens dan overflow yang lebih jernih.

Flokulan kimia dan kejernihan overflow

Flokulan kimia mempercepat pengendapan halus dan meningkatkan kejernihan overflow. Polimer—umumnya polyacrylamide bermassa molekul tinggi (polimer sintetik yang “menjembatani” partikel halus menjadi flok besar)—membangun flok yang cepat mengendap. Optimasi flocculation (pemilihan tipe, dosis, dan metode injeksi) signifikan meningkatkan performa thickener.

Riset Arjmand dkk. (2019) menemukan bahwa menaikkan pH slurry (pH = ukuran keasaman/alkalinitas) dan meningkatkan dosis flokulan dari ~8 ke 13 g/t padatan (g/t = gram per ton) menaikkan densitas underflow dan kejernihan overflow secara nyata (Bohrium). Perubahan ini memangkas penggunaan air pabrik 23% (≈US$576 ribu penghematan) lewat daur ulang air yang lebih baik (Bohrium).

Secara umum, flokulan memungkinkan underflow lebih pekat (+5–20 wt% tambahan) dan overflow jauh lebih jernih (kekeruhan turun 75% atau lebih). Uji bangku pada tailing halus menunjukkan dosis polimer optimal 10–50 g/t dapat menurunkan kekeruhan overflow ke satu digit NTU (NTU = Nephelometric Turbidity Units, satuan kekeruhan optik). Studi tailing batubara mencapai kekeruhan overflow hanya 7,4 NTU pada ~32 g/t polimer (SciELO) (dibanding ~30 NTU tanpa flokulan). Pada thickener bijih besi, overflow padatan ~0,008% (77 mg/L) tercapai dengan flocculation yang dioptimasi (MDPI).

Dalam praktik, target <50–100 NTU untuk overflow lazim dipakai agar air dapat kembali ke grinding. Dosing yang memadai juga menstabilkan thickener dengan mengurangi gangguan akibat shear flok. Di sisi lain, overdosing memberi hasil menurun sehingga biaya polimer harus ditimbang terhadap penghematan air. Untuk pemilihan dan injeksi bahan kimia, penggunaan flokulan polimer yang tepat serta pengukuran injeksi dengan dosing pump akurat membantu menjaga konsistensi dosis dan performa thickener.

Data dan tren kunci

Ringkasnya: sirkuit modern sering mendaur ulang 80–90+% air mill (AT Minerals; Mineral Processing). Flocculation yang efektif dapat memangkas padatan overflow hingga level beberapa ppm (praktis air jernih) dan mendorong underflow di atas 50–70% padatan (FLSmidth; SciELO). Pendekatan ini telah memungkinkan >60% penurunan asupan air baku di sejumlah tambang (Mineral Processing).

Optimasi berbasis data dan regulasi

Mengoptimalkan sistem thickener/flocculant—mulai dari konsentrasi umpan (feed concentration) dan kecepatan rake hingga tipe/dosis polimer—menjadi prioritas tinggi untuk operasi gold/copper skala besar. Ini langsung meningkatkan reuse air di loop grinding, menurunkan biaya, dan membantu pemenuhan standar pembuangan yang ketat (contoh: aturan lingkungan Indonesia kini mewajibkan pengolahan efluen pertambangan, secara efektif mendorong reuse di lokasi, lihat JDIH Kemenko Infrastruktur).

Sebagai catatan, banyak operasi mencapai hasil tersebut dengan memaksimalkan pengembalian overflow thickener tailing dan air balik dari kolam, sehingga air baku hanya menutup kehilangan evaporasi atau loss lain; pendekatan ini memangkas OPEX dan mengecilkan footprint fasilitas tailing.

Sumber: Angka dan rekomendasi dirangkum dari studi pengolahan mineral dan laporan industri terbaru (Bohrium; AT Minerals; FLSmidth; WesTech; MDPI; SciELO; Mineral Processing; Mineral Processing; Mineral Processing; Mineral Processing; JDIH Kemenko Infrastruktur).