Pertambangan Bijih Besi: Proses, Jenis, dan Teknik Ekstraksi

Pertambangan Bijih Besi

Bijih besi adalah jenis mineral dan batuan yang logam besi diekstrak secara ekonomis. Bijih ini biasanya kaya akan oksida besi dan bervariasi warna dari abu-abu gelap, kuning cerah dan ungu tua hingga merah karat. Besi itu sendiri biasanya ditemukan dalam bentuk magnetite (Fe3O4), hematite (Fe2O3), goethite (FeO(OH)), limonite (FeO(OH).n(H2O)) atau siderite (FeCO3).

Proses Pertambangan

Proses pertambangan terdiri dari penemuan endapan bijih besi melalui ekstraksi bijih besi dan akhirnya mengembalikan tanah ke keadaan alami. Ini terdiri dari beberapa langkah yang berbeda. Yang pertama adalah penemuan endapan bijih besi yang dilakukan melalui prospeksi atau eksplorasi untuk menemukan dan kemudian menentukan luas, lokasi dan nilai bijih badan. Ini menghasilkan estimasi sumber matematis dari ukuran dan grade endapan. Eksplorasi dan evaluasi terdiri dari identifikasi dan kuantifikasi bijih badan dengan menggunakan berbagai teknik geologis, geofisik dan metalurgi. Dalam bentuk sederhana eksplorasi melibatkan bor di daerah terpencil untuk mengambil sampel area. Data dari aktivitas eksplorasi dicatat, dipetakan, dianalisis dan ditafsirkan sering kali dengan menggunakan model.

Setelah bijih badan telah dievaluasi, rencana detail untuk pertambangan dikembangkan. Rencana detail ini mengidentifikasi bijih badan mana yang akan ditambang dan dalam urutan apa untuk menyediakan produk bijih besi yang diperlukan dengan biaya yang sesuai. Proses perencanaan tambang adalah langkah penting sebelum mulai pengembangan tambang dan berlanjut sehari-hari setelah tambang menjadi operasional.

Untuk mendapatkan akses ke endapan bijih besi dalam suatu area, sering kali perlu menambang melalui atau menghapus material limbah (juga dikenal sebagai overburden) yang tidak menjadi minat. Gerakan total bijih dan limbah merupakan proses pertambangan. Seringkali lebih banyak limbah daripada bijih yang ditambang selama masa kehidupan tambang, tergantung pada sifat dan lokasi endapan bijih. Pengosongan dan penempatan overburden adalah biaya utama dalam operasi pertambangan.

Teknik Pertambangan

Teknik pertambangan biasanya terdiri dari dua jenis berdasarkan metode penggalian. Ini adalah surface mining dan underground mining (sub surface mining). Bijih besi hampir eksklusif ditambang oleh operasi permukaan. Metode pertambangan permukaan yang paling umum untuk pertambangan bijih besi adalah open pit mining methods dan open cut mining methods. Namun beberapa tambang bijih besi bawah tanah juga sedang beroperasi di seluruh dunia. Keputusan untuk menggunakan surface mining atau underground mining bergantung pada kedekatan bijih badan ke permukaan. Open pit dan open cut mining adalah teknik terendah biaya untuk ekstraksi bijih. Overburden dan stripping ratios penting dalam menentukan apakah endapan akan ditambang. Stripping ratio menjelaskan unit overburden yang harus dihapus untuk setiap unit bijih mentah yang ditambang. Tambang open pit bijih besi typikal ditunjukkan dalam Fig 1

Fig 1 A typical open pit iron ore mine

Berdasarkan metode pertambangan, pertambangan bijih besi dapat secara luas dibagi menjadi dua kategori yaitu manual mining dan mechanized mining. Tambang bijih besi besar adalah tambang terotomatisasi sementara metode pertambangan manual diterapkan di tambang kecil.

Metode pertambangan manual biasanya terbatas pada float ore. Pertambangan reef ore juga dilakukan secara manual pada skala kecil. Area float ore digali secara manual dengan pemukul, crow bars, dan spades, dan kemudian material diayak secara manual untuk memisahkan float ore + 10 mm yang kemudian ditumpuk. Limbah dilemparkan kembali ke dalam parit. Seperti yang dikaitkan dengan reef ore, lubang 0,6 m dalam dan 30-40 mm diameter dibor dengan jackhammers handheld yang dioperasikan oleh kompresor portabel. Lubang-lubang ini memiliki jarak sekitar 0,6 m dan setiap lubang diisi dengan 150-200 gram serbuk kartu atau kartus gelatin. Bijih yang pecah akibat ledakan diayak secara manual, ditumpuk untuk dimuat ke dalam truk untuk pengiriman.

Sebagian besar tambang bijih besi besar adalah tambang terotomatisasi. Dalam tambang ini pertambangan dilakukan untuk mengekstrak bijih besi dari endapan permukaan. Dalam tambang ini semua operasi terotomatisasi dan pertambangan secara invariabel dilakukan melalui pembentukan bench yang sistematis dengan bor dan ledakan.

Proses Pertambangan

Pemulihan material dilakukan dari open pit di tanah. Overburden yang terdiri dari vegetasi permukaan, tanah dan material batuan dihilangkan (stripped) untuk mencapai endapan bijih yang tertimbun. Overburden terus dihilangkan selama masa kehidupan tambang saat dinding tinggi dipotong kembali untuk mengizinkan kedalaman parit. Dalam proses pertambangan bench bijih dikembangkan untuk tujuan bor, ledakan dan pengangkutan bijih ke pabrik penghancur. Tinggi bench bergantung pada beberapa faktor seperti persyaratan output, bentuk, ukuran dan kedalaman kejadian bijih badan, gangguan geologis yang dialami oleh bijih badan, kekerasan dan kepadatan bijih badan, jenis dan ukuran peralatan yang digunakan untuk operasi pertambangan dll. Panjang wajah bergantung pada berbagai faktor seperti kontur endapan, output yang diperlukan, variasi grade, persyaratan blending dan kapasitas mesin pemuatan dll. Lebar bench sebagian besar ditentukan oleh ukuran mesin terbesar yang digunakan.

Bor dalam bench open pit mining dilakukan untuk produksi bijih besi dengan bor terotomatisasi spesifik untuk setiap metode pertambangan. Tujuan utama operasi bor adalah untuk membuat lubang dengan diameter, kedalaman dan arah yang sesuai dalam batuan untuk meletakkan bahan peledak untuk aktivitas ledakan. Pengerjaan lubang dilakukan biasanya dalam pola tertentu yang tergantung pada tinggi bench, diameter lubang, mesin bor yang digunakan, sifat batuan dan jenis bahan peledak yang digunakan. Lubang peledak biasanya vertikal tetapi dapat miring untuk mendapatkan hasil ledakan yang lebih baik.

Tujuan ledakan adalah untuk mengekspos bijih badan untuk ekstraksi serta untuk memecahkan bijih. Persyaratan utama untuk bahan peledak yang digunakan di tambang adalah kemampuan untuk mencapai pembakaran lengkap tanpa suplier oksigen eksternal. Bahan peledak yang digunakan selama ledakan pada masa lalu terutama nitoglycerine, material karbonaceous dan agen oksidasi. Kadang-kadang kartus emulsi atau gel peledak digunakan sebagai bahan peledak. Namun saat ini, bahan peledak yang paling umum adalah campuran ammonium nitrate dan fuel oil (ANFO). Bahan peledak dihidupkan oleh blasting cap peledak tinggi dan/atau primer. Saat ini nonel digunakan sebagai detonator. Nonel adalah shock tube detonator yang dirancang untuk memulai ledakan. Alih-alih kabel listrik, tabung plastik rongga menyampaikan impuls pemicu ke detonator, membuatnya imun terhadap sebagian besar bahaya yang terkait dengan arus listrik yang tersesat. Ini terdiri dari tabung plastik lapis tiga berdiameter kecil yang dilapis di dinding terdalam dengan senyawa peledak reaktif yang, saat dihidupkan, menyebarkan sinyal energi rendah, mirip dengan ledakan debu. Reaksi berjalan dengan kecepatan sekitar 2.000 m/sec sepanjang panjang tabung dengan gangguan minimal di luar tabung. Desain detonator nonel mencakup teknologi paten, termasuk cushion disk (CD) dan delay ignition buffer (DIB) untuk memberikan keandalan dan akurasi dalam semua aplikasi ledakan

Area untuk open pit mining dipilih menggunakan rencana pertambangan. Area yang diidentifikasi kemudian diberi tanda. Bijih ditambang dari open pit besar dengan ekstraksi progresif di sepanjang langkah atau bench. Bench menyediakan akses ke bijih yang lebih dalam seiring atas level dihapus. Setelah tanah dan batuan di atasnya dibersihkan, bijih dibor dan dipeledakkan. Bagian bijih badan yang akan dihapus pertama kali dibor dengan menggunakan rig dalam pola yang sesuai. Lubang yang dibor kemudian diisi dengan campuran bahan peledak, diisi dan dipeledakkan. Ledakan yang dihasilkan memecahkan material menjadi ukuran yang diperlukan untuk penggalian.

Setelah ledakan, bijih yang pecah dimuat untuk transportasi oleh shovel, excavator atau front end loader ke truk pembuang besar untuk pengangkutan ke pabrik penghancur dan pencuci. Transportasi dilakukan dengan memelihara jalan haul tambang. Belt conveyor darat digunakan untuk mengangkut material bijih di mana ada jarak jauh antara parit dan pabrik penghancur dan antara pabrik penghancur dan lokasi pemuatan. Lubang besar di tanah yang dibuat oleh bor, ledakan dan pengosongan bijih disebut sebagai ‘open pits’.

Penghancuran dan Pencucian Bijih

Di pabrik penghancur dan pencuci pemrosesan bijih dilakukan. Pemrosesan bijih berkisar dari penghancuran dan saringan sederhana dan pemisahan berbagai fraksi ukuran bijih hingga proses yang benefisiasi atau meningkatkan kualitas produk bijih besi. Ini dilakukan oleh proses fisik, yang menghilangkan pengotor berdasarkan perbedaan densitas partikel atau ukuran gravitasi atau pemisahan ukuran. Pemrosesan dapat basah atau kering. Operasi penanganan bijih lebih lanjut, pencucian dan saringan terotomatisasi di pabrik penghancur dan pencuci.

Bijih yang telah diproses ditumpuk dan dicampur untuk memenuhi persyaratan kualitas produk sebelum direklamasi dan dimuat baik di kereta api atau truk pembuang untuk pengiriman ke pelanggan.

Isu Lingkungan

Material limbah yang dihasilkan sebagai hasil dari open pit mining termasuk overburden, waste rock, dan air tambang yang mengandung solid tersuspensi dan material terlarut. Material limbah lain mungkin termasuk kuantitas kecil minyak dan lemak yang tumpah selama ekstraksi. Air tambang mengandung konstituen terlarut atau tersuspensi yang mirip dengan yang ditemukan dalam bijih badan itu sendiri. Ini dapat mencakup jejak aluminium, antimon, arsenik, berilium, kadmium, kromium, mangan, nikel, selenium, perak, sulfur, titanium dan seng dll.