Penambangan Bijih Besi

Penambangan Bijih Besi

Bijih besi adalah jenis mineral dan batuan dari mana besi logam diekstraksi secara ekonomis. Bijih ini biasanya kaya akan oksida besi dan warnanya bervariasi dari abu-abu tua, kuning cerah dan ungu tua hingga merah berkarat. Besi itu sendiri biasanya terdapat dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), goetit (FeO(OH)), limonit (FeO(OH).n(H2O)) atau siderit (FeCO3).

Proses penambangan terdiri dari penemuan deposit bijih besi melalui ekstraksi bijih besi dan akhirnya mengembalikan tanah ke keadaan aslinya. Ini terdiri dari beberapa langkah yang berbeda. Pertama, penemuan deposit bijih besi yang dilakukan melalui prospecting atau eksplorasi untuk menemukan dan kemudian menentukan luas, lokasi dan nilai tubuh bijih. Hal ini mengarah pada estimasi sumber daya matematis tentang ukuran dan tingkat setoran. Eksplorasi dan evaluasi terdiri dari identifikasi dan kuantifikasi badan bijih dengan menggunakan berbagai teknik geologi, geofisika dan metalurgi. Dalam bentuknya yang paling sederhana, eksplorasi melibatkan pengeboran di daerah terpencil ke daerah sampel. Data dari kegiatan eksplorasi dicatat, dipetakan, dianalisis, dan sering diinterpretasikan dengan menggunakan model.

Setelah badan bijih dievaluasi, rencana rinci untuk penambangan dikembangkan. Rencana terperinci ini mengidentifikasi badan bijih mana yang akan ditambang dan dalam urutan apa untuk mengirimkan produk bijih besi yang dibutuhkan dengan biaya yang sesuai. Proses perencanaan tambang merupakan langkah penting sebelum dimulainya pengembangan tambang dan berlanjut setiap hari setelah tambang beroperasi.

Untuk mendapatkan akses ke deposit bijih besi di suatu area, seringkali perlu menambang atau membuang material limbah (juga dikenal sebagai overburden) yang tidak menarik. Pergerakan total bijih dan limbah merupakan proses penambangan. Seringkali lebih banyak limbah daripada bijih yang ditambang selama umur tambang, tergantung pada sifat dan lokasi deposit bijih. Penghapusan dan penempatan lapisan penutup merupakan biaya utama dalam operasi penambangan.

Teknik penambangan

Teknik penambangan biasanya terdiri dari dua jenis berdasarkan metode penggalian. Ini adalah penambangan permukaan dan penambangan bawah tanah (sub surface mining). Bijih besi hampir secara eksklusif ditambang oleh operasi permukaan. Metode penambangan permukaan yang paling dominan digunakan untuk penambangan bijih besi adalah metode penambangan terbuka dan metode penambangan terbuka. Namun beberapa tambang bijih besi bawah tanah juga beroperasi di seluruh dunia. Keputusan untuk menggunakan penambangan permukaan atau penambangan bawah tanah tergantung pada kedekatan badan bijih dengan permukaan. Open pit dan open cut mining adalah teknik yang paling murah untuk ekstraksi bijih. Rasio lapisan penutup dan pengupasan tanah penting dalam menentukan apakah suatu deposit akan ditambang. Rasio pengupasan menggambarkan unit lapisan penutup yang harus dipindahkan untuk setiap unit bijih mentah yang ditambang. Sebuah tambang bijih besi terbuka khas ditunjukkan pada Gambar 1

Gbr 1 Tipikal tambang bijih besi terbuka

Berdasarkan metode penambangan, penambangan bijih besi secara garis besar dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu penambangan manual dan penambangan mekanis. Tambang bijih besi besar adalah tambang mekanis sementara metode penambangan manual digunakan di tambang kecil.

Metode penambangan manual biasanya terbatas pada bijih terapung. Penambangan bijih karang juga masih dilakukan secara manual dalam skala kecil. Area float ore digali secara manual dengan pick, crow bar, dan spade, kemudian material disaring secara manual untuk memisahkan + 10 mm float ore yang kemudian ditumpuk. Sampah dibuang kembali ke lubang. Mengenai bijih karang, lubang sedalam 0,6 m dan diameter 30-40 mm dibor dengan jackhammer genggam yang dioperasikan dengan kompresor portabel. Lubang-lubang ini dengan jarak sekitar 0,6 m dan setiap lubang diisi dengan 150-200 gram bubuk mesiu atau kartrid agar-agar. Bijih pecah yang diledakkan disaring secara manual, ditumpuk untuk dimuat di dumper untuk dikirim.

Sebagian besar tambang bijih besi besar adalah tambang mekanis. Dalam penambangan ini dilakukan untuk mengekstraksi bijih besi dari endapan permukaan. Di tambang ini semua operasi dilakukan secara mekanis dan penambangan selalu dilakukan melalui pembentukan bangku secara sistematis dengan pengeboran dan peledakan.

Proses penambangan

Pengambilan material dilakukan dari lubang terbuka di dalam tanah. Overburden yang terdiri dari vegetasi permukaan, tanah dan material batuan dihilangkan (stripped) untuk mencapai deposit bijih yang terkubur. Overburden dipindahkan secara terus menerus selama umur tambang karena high wall dipotong untuk memungkinkan pendalaman pit. Dalam proses penambangan bijih bangku dikembangkan untuk tujuan pengeboran, peledakan dan pengangkutan bijih ke pabrik penghancur. Ketinggian bangku tergantung pada beberapa faktor seperti kebutuhan output, bentuk, ukuran dan kedalaman terjadinya tubuh bijih, gangguan geologis yang diderita oleh tubuh bijih, kekerasan dan kekompakan tubuh bijih, jenis dan ukuran yang dikerahkan untuk operasi penambangan dll. Panjang permukaan tergantung pada berbagai faktor seperti kontur deposit, output yang dibutuhkan, variasi kadar, persyaratan pencampuran dan kapasitas mesin pemuatan dll. Lebar bangku diatur sebagian besar oleh ukuran mesin terbesar yang dikerahkan.

Pengeboran di bangku tambang terbuka dilakukan untuk produksi bijih besi dengan bor mekanis khusus untuk setiap metode penambangan. Tujuan utama dari operasi pemboran adalah untuk membuat lubang dengan diameter, kedalaman dan arah yang sesuai di dalam batuan untuk bahan peledak yang akan ditempatkan untuk kegiatan peledakan. Pengeboran lubang biasanya dilakukan dalam pola tertentu yang tergantung pada ketinggian bangku, diameter lubang, mesin bor yang digunakan, sifat batuan dan jenis bahan peledak yang digunakan. Lubang ledakan biasanya vertikal tetapi dapat dimiringkan untuk mendapatkan hasil peledakan yang lebih baik.

Tujuan peledakan adalah untuk melepaskan tubuh bijih untuk ekstraksi serta untuk memecah bijih. Persyaratan utama untuk bahan peledak yang akan digunakan di tambang adalah kemampuan untuk mencapai pembakaran sempurna tanpa pasokan oksigen eksternal. Bahan peledak yang digunakan selama peledakan selama hari-hari sebelumnya terutama nitrogliserin, bahan karbon dan agen pengoksidasi. Kadang-kadang kartrid peledak emulsi atau gel digunakan sebagai bahan peledak. Namun saat ini, bahan peledak yang paling umum digunakan adalah campuran amonium nitrat dan bahan bakar minyak (ANFO). Bahan peledak diledakkan dengan tutup peledakan dan/atau primer dengan daya ledak tinggi. Sekarang nonel hari digunakan sebagai detonator. Nonel adalah detonator tabung kejut yang dirancang untuk memulai ledakan. Alih-alih kabel listrik, tabung plastik berongga mengirimkan impuls penembakan ke detonator, membuatnya kebal terhadap sebagian besar bahaya yang terkait dengan arus listrik yang menyimpang. Ini terdiri dari tabung plastik tiga lapis berdiameter kecil yang dilapisi di dinding terdalam dengan senyawa eksplosif reaktif, yang, ketika dinyalakan, menyebarkan sinyal energi rendah, mirip dengan ledakan debu. Reaksi berjalan dengan kecepatan sekitar 2.000 m/det di sepanjang tabung dengan gangguan minimal di luar tabung. Desain detonator nonel menggabungkan teknologi yang dipatenkan, termasuk cushion disk (CD) dan delay ignition buffer (DIB) untuk memberikan keandalan dan akurasi di semua aplikasi peledakan

Area untuk penambangan terbuka dipilih menggunakan rencana penambangan. Area yang teridentifikasi kemudian ditandai. Bijih ditambang dari lubang terbuka besar dengan ekstraksi progresif di sepanjang anak tangga atau bangku. Bangku menyediakan akses ke bijih yang semakin dalam, karena level atas dihilangkan. Setelah tanah dan batuan di atasnya dibersihkan, bijih dibor dan diledakkan. Bagian tubuh bijih yang akan dibuang terlebih dahulu dibor dengan menggunakan rig dengan pola yang sesuai. Lubang yang dibor kemudian diisi dengan campuran bahan peledak, diisi dan diledakkan. Ledakan yang dihasilkan memecah material ke ukuran yang dibutuhkan untuk penggalian.

Setelah peledakan, bijih yang pecah dimuat untuk diangkut dengan sekop, ekskavator, atau pemuat ujung depan ke truk besar untuk pengangkutannya ke pabrik penghancur dan pencucian. Transportasi difasilitasi dengan memelihara jalan angkut tambang. Konveyor sabuk darat digunakan untuk mengangkut material bijih di mana terdapat jarak yang jauh antara pit dan pabrik penghancur dan antara pabrik penghancur dan lokasi pemuatan. Lubang lebar di tanah yang dibuat oleh pengeboran, peledakan, dan pemindahan bijih disebut sebagai 'lubang terbuka'.

Menghancurkan dan mencuci bijih

Dalam menghancurkan dan mencuci tanaman pengolahan bijih dilakukan. Pemrosesan bijih berkisar dari penghancuran dan penyaringan sederhana dan pemisahan berbagai fraksi ukuran bijih hingga proses yang menguntungkan atau meningkatkan kualitas produk bijih besi. Hal ini dilakukan dengan proses fisik, yang menghilangkan kotoran dengan perbedaan kepadatan partikel atau ukuran gravitasi atau pemisahan ukuran. Pemrosesan mungkin basah atau kering. Operasi penanganan, pencucian, dan penyaringan bijih lebih lanjut dilakukan secara mekanis di pabrik penghancur dan pencucian.

Bijih yang telah diproses ditimbun dan dicampur untuk memenuhi persyaratan kualitas produk sebelum direklamasi dan dimuat baik di gerbong kereta api atau dumper untuk dikirim ke pelanggan.

Masalah lingkungan

Material limbah yang dihasilkan dari penambangan terbuka antara lain overburden, batuan sisa, dan air tambang yang mengandung padatan tersuspensi dan material terlarut. Bahan limbah lainnya mungkin termasuk sejumlah kecil minyak dan lemak yang tumpah selama ekstraksi. Air tambang mengandung konstituen terlarut atau tersuspensi yang serupa dengan yang ditemukan di tubuh bijih itu sendiri. Ini mungkin termasuk jejak aluminium, antimon, arsenik, berilium, kadmium, kromium, tembaga mangan, nikel, selenium, perak, belerang, titanium dan seng dll.