Pemisahan mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida yang horizontal. Disamping itu specifik gravity dari mineral yang sangat menentukan akan keberhasilan dari operasi tersebut. Gaya-gaya yang berpengaruh pda proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi dan gaya sentrifugal,
Alatnya berupa launder yang melingkar membentuk spiral, semaki panjang dari lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin ringgi kadarnya.
A. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses operasi.
1. Gaya dorong air
Dalam operasi partikel dan cairan bergerak dengan keepatan yang dipegaruhi oleh kedalaman aliran cairan.
2. Gaya gesek
Dalam operasi ini gaya gesek akan sebandng dengan selisih beratjenis partikel dengan berat jenis fluidah, sehingga partikel yang berat jenisnya besar akan memiliki gaya gesek yang besar pula untuk volume yang sama.
3. Gaya gravitasi
Setiap mineral dalam operasi ini aka memperoleh percepatan gravitasi yang sama. Mineral dengan volume yang sama tetapi massa nya berbeda, maka mineral yang memiliki massa yang lebih besar akan mendapat gaya yang besar.
4. Gaya sentrifugal
Gaya ini arahnya ke bagian luar dari suatu area yang berputar, sehingga akan memberikan pengaruh-pengaruh kepada mineral ringan untuk terlempar ke luar dan terkumpul sebagai tailing.
B. Bagian-bagian utama dari humprey spiral :
1. Feed tank
Merupakan suatu tempat untuk menampung masuknya feed dan air atau pulp yang akan dilakukan pemisahan.
2. Cyclone
Alat untuk memisahkan antara air yang bersih dengan air yang masih bercampur dengan material.
3. Spliter
Suatu alat untuk mengatur masuknya konsentrat ke dalam port.
4. Port
Suatu lubang untuk masuknya konsentrat.
5. Natch
Merupakan lubang bukaan kecil yang apabila ada aliran wash water akan menimbulkan gerakan air sehingga konsentrat yang tidak tertampung terdorong.
6. Axis (sumbu)
Merupakan suatu pipa yang tegak di dalamnya berlubang sebagai saluran konsentrat untuk turun ke bawah.
7. Feed Box
Merupakan tempat feed atau umpan yang akan di konsentrasi
8. Riffle
Berfungsi untuk merubah aliran turbulen menjadi aliran laminer, sehingga terjadi pemisahan di dalam lounder.
C. Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral
Feed di masukkan ke dalam feed tank, dengan adanya pompa maka feed dihisap mesin ke dlam cyclone. Di dalam cyclone ini cairan dipisahkan dengan yang kental, yang encer dinaikkan ke atas sebagaai wash water, sedang pulp yang kental dinaikkan keatas menuju feed box sebagai umpan. Pulp yang kental dialirkan melalui lounder, demikian juga wash waternya dialirkan ke dalam lunder. Di dalam lounder ini aliran pulp maupun wash water diusahakan agar laminer.
Karena bentuk lounder ini berbentuk spiral dari atas kebawah, maka terjadi gerak arus setriuugal, sehingga material yang ringan akan terletak di bagia luar, sedangkan yang erat berada di dalamnya. Adanya wash water akan membantu dalam proses pemisahan. Aliran wash water melalui saluran kemudian lewat water chanel masuk ke aliaran pulp yang engakibatkan mineral ringan atau tailaing semakin kepinggir, sedangakan yang ada di tengah tinggal mineral-mineral berat yang nantinya sebagai konsentrat.
Mineral-mineral beratakan mengalir terus dan masuk kedalam port, malalui pipa penghubung konsetra ini keluar pada bagia bawah pada port ini dipasang spliter untuk mengatur aliran konsentrat yag akan masuk. Didalam suatu alat umprey spiral di pasang beberapa port untuk masuknya konsentrat, begitu pula lubang-lubag water chaneel sebagai keluarnya wash water. Faktor-aktor yang mempengaruhi dalam operasi ini aladah spesifik grafitasi mineral, kecepatan alira pulp wash water, kekentalan pulp, banyaknya putaran lounder per satuan panjang, panjang lounder, banyaknya lubang-lubang port dan water chanel.
D. THIN FILM CONCENTRATION
Thin film concentration merupakan alat/proses pemisahan melalui aliran fluida tipis dengan tebal merata dan sesuai dengan ukuran partikel yang akan dipisahkan, yang mengalir melalui suatu bidang miring, serta shear pada fluida sangat kecil.
Jika pada aliran tersebut ada partikel dengan ukuran sama tapi berbeda densitynya, maka partikel ringan akan memiliki kecepatan lebih besar daripada partikel berat, karena berada di lapisan atas. Jika partikel mempunyai density sama tapi berbeda ukuran, maka partikel yang berukuran besar akan mempunyai kecepatan yang lebih besar, karena mempunyai luas permukaan yang lebih besar pada saat terdorong aliran air.
Kecepatan aliran fluida pada suatu kedalaman Y dari dasar adalah :
Vy = ρf . g . sin
Di mana : ρf = density fluida x = tebal fluida
η = viskositas fluida α = kemiringan (slope)
Maka susunan partikel dalam suatu aliran laminer lapisan fluida tipis :
a. Paling atas : partikel kasar, ringan (density rendah)
b. Tengah : partikel kasar berat, halus dan ringan
c. Paling bawah : partikel halus berat
Saat partikel berada pada dasar bidang miring, gaya dorong aliran fluida bekerja pada partikel selain gerak antara partikel dengan bidang sluice. Gaya dorong akibat aliran fluida akan menekan luas Sehingga akan terjadi rolling dimana gaya dorong berbanding lurus dengan luas permukaan dan jarak pergeseran.
Tipe lain dari jenis pemisahan sejenis adalah flowing film concentration, di mana tebal lapisan lebih besar dari ukuran partikel, sehingga shear dari fluida juga berpengaruh pada proses stratifikasi partikel.
E. ALAT SPIRAL CONCENTRATION
Dari bentuk spiralnya, maka alat spiral concentration dibagi menjadi dua, yaitu
1. Multi Off Take
a. Humprey Spiral Concentration
b. EBC Spiral Concentration
c. Reicherts Spiral
d. Vichers Spiral
2. Limited Off Take
a. Cyclo Spiral
b. Soviet Spiral Technology
c. Misscetinious Spiral
F. VARIABEL ALAT DAN VARIABEL OPERASI
Dalam proses pemisahan partikel menggunakan spiral concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu :
1. Variabel Alat
a. Tipe spiral
b. Jumlah spiral
c. Penampang melintang helix dan diameter
d. Posisi spliter
e. Ketinggian spiral
2. Variabel Operasi
a. Derajat liberasi dan ukuran feed.
b. Laju pengumpanan
c. Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)
d. Selang ukuran feed
e. Solid umpan
f. Sifat-sifat material