PROSES PENGOLAHAN LOGAM YANG SELURUHNYA DILAKUKAN DI INDONESIA (PENGOLAHAN EMAS)
Tugas mata kuliah Metalurgi
Disusun oleh : Juliana 10070109066
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG 1433 H / 2012 M
PENGOLAHAN EMAS
1.
Emas Emas, logam yang berwarna kekuningan, yang namanya diambil dari
bahasa inggris kuno Geolu yang artinya kuning, symbol kimianya Au dari bahasa latin Aurum. Berat jenisnya 19,32 g/cm3, titik bekunya 10640C dan titik didihnya 30810C. Sifatnya lembut dan lunak sehingga mudah dibentuk. Emas dan perak telah dikenal mulai dari kekuasaan Menes di Mesir 5000 tahun lalu ketika telah digunakan sebagai alat pebayaran berbentuk butiran dan batangan. Juga digunakan sebagai dekoratif dan perhiasan hingga sekarang. Prosesnya dimulai dengan mencari partikel emas yang terlarut di laut hitam yang kemudian dilewatkan pada bulu domba sehinga partikel emas ini tertangkap dan dikupulkan.
Emas
juga
menjadi
simbol
kekayaan.
Raja
Midas
bahkan
mengharapkan semua yang tersentuh oleh tangannya menjadi emas. Pertambangan emas terbesar terpusat di sekitar Harz (jerman Timur) dan pegunungan Alpen dengan proses amalgamasi dan distilasi (retorting) yang merupakan bagian dari teknik metalurgi. Kemudian meledaknya harga emas di tahun
188-an
membuat
eksploitasi
ini
jadi
lebih
marak
dan
aktivitas
penambangan juga mulai menggunakan pemisahan emas dengan pengotor menggunakan metode gravitas melalui pendulangan (panning) dan gelundung (trommel). Kemudian selama era bonanza, teknologi menangkap emas sangat berkembang
dengan
menggunakan
potasium
sianida
(KCN)
untuk
membersihkan permukaan emas dari merkuri dan tembaga dan sampai saat inipun masih digunakan. Ternyata metode ini tidak dapat digunakan untuk mengolah partikel emas halus yang terperangkap dalam mineral sulfida sampai tahun 1848 Platter memperkenalkan proses pengolahan dengan klorine pada batu hasil peremukan agar menghasilkan emas klorida yang dapat larut dalam air. Namun ini menyebabkan cutt of grade menajdi naik dan biaya makin mahal. Salah stau solusi yang cukup riskan adalah dengan memanggang (roasting) pirit di temperatur rendah dengan injeksi oksigen (Molesworth, 1891) yang selanjutnya diproses dengan amalgamasi. Tahapan selanjutnya banyak ditemukan bahan
yang mampu melarutkan emas dan perak seperti senyawa bromida, sianida, tiosulfat dan tiourea. Ternyata proses pirometalurgi ini juga bisa diaplikasikan untuk beberapa logam lain seperti konsentrat emas-besi, timbal, perak dan tembaga. Mineral logam dicampur dengan bahan tambahan (flux) untuk memperoleh matte dilanjutkan dengan peleburan. Teknik ini dikenal sebagai fire assay, kemudian produk ini dimasukan ke dalam coupel sehingga timbalnya menghilang dan yang tertinggal hanya emas dan perak.
2.
Proses Pengolahan Emas Pertambangan emas pertama kali dilakukan di daerah alluvial, dengan
metoda pengolahan cara gravitasi atau cara amalgamasi dengan air raksa. Sejak tahun 1860 kegiatan pertambangan bawah tanah dilakukan untuk endapan primer dengan metoda pengolahan emas cara
sianidasi. Perkembangan
selanjutnya teknologi pengolahan emas dengan cara flotasi dilakukan pada tahun 1930. Dan tahun 1960 metoda pengolahan heap leaching yang dasarnya seperti pengolahan sianidasi diterapkan untuk pengolahan bijih emas kadar rendah.
Gambar.1 Diagram Alir Pengolahan Emas
Tehnologi proses pengolahan emas skala komersial yang umum digunakan terdiri dari tahap : 1. Comminution / Kominusi Kominusi adalah proses reduksi ukuran dari ore agar mineral berharga yang mengandung emas dengan tujuan untuk membebaskan (meliberasi) mineral emas dari mineral-mineral lain yang terkandung dalam batuan induk.
Refractory ore processing
Crushing
Milling
2. Concentration / separation Setelah
ukuran
bijih
diperkecil,
proses
selanjutnya
dilakukan
proses
konsentrasi dengan memisahkan mineral emas dari mineral pengotornya. Pada endapan emas aluvial, bijih hasil penggalian langsung memasuki tahap ini tanpa tahap kominusi terlebih dahulu.
Gravity separation
Froth Flotation
3. Extraction
Liquation Amalgamasi Sianidasi
4. Refinning / Pemurnian Refining, yaitu melakukan pengolahan logam kotor melalui proses kimia agar diperoleh tingkat kemurnian tinggi.
Smelting
Size Reduction
Parting
2.1
Aqua Regia Kominusi Kominusi adalah proses reduksi ukuran dari ore agar mineral berharga
yang mengandung emas dengan tujuan untuk membebaskan ( meliberasi ) mineral emas dari mineral-mineral lain yang terkandung dalam batuan induk. Tujuan liberasi bijih ini antara lain agar :
Mengurangi kehilangan emas yang masih terperangkap dalam batuan induk
Kegiatan konsentrasi dilakukan tanpa kehilangan emas berlebihan
Meningkatkan kemampuan ekstraksi emas Proses kominusi ini terutama diperlukan pada pengolahan bijih emas
primer, sedangkan pada bijih emas sekunder bijih emas merupakan emas yang terbebaskan dari batuan induk yang kemudian terendapkan. Derajat liberasi yang diperlukan dari masing-masing bijih untuk mendapatkan perolehan emas yang tinggi pada proses ekstraksinya berbeda-beda bergantung pada ukuran mineral emas dan kondisi keterikatannya pada batuan induk. Proses kominusi ini dilakukan bertahap bergantung pada ukuran bijih yang akan diolah, dengan menggunakan :
Refractory ore processing, bijih dipanaskan pada suhu 100 - 110
0
C,
biasanya sekitar 10 jam sesuai dengan moisture. Proses ini sekaligus mereduksi sulfur pada batuan oksidis.
Crushing merupakan suatu proses peremukan ore ( bijih ) dari hasil penambangan melalui perlakuan mekanis, dari ukuran batuan tambang <40 cm menjadi <12,5 mm, misalnya dengan menggunakan Roll Crusher, Jaw Crusher, Cone Crusher, dan Stamp Mill.
Gambar.2 Jaw Crusher
Milling merupakan proses penggerusan lanjutan dari crushing,hingga mencapai ukuran slurry dari hasil milling yang diharapkan yaitu minimal 80% adalah -200#, misalnya dengan menggunakan Hammer Mill, Ball Mill, Rod Mill, Disc Mill , dll.
Gambar.3 Ball Mill
2.2
Konsentrasi Setelah ukuran bijih diperkecil, proses selanjutnya dilakukan proses
konsentrasi atau pemekatan dengan memisahkan mineral emas dari mineral pengotornya, sehingga diperoleh kadar bijih tinggi. Pada endapan emas aluvial, bijih hasil penggalian langsung memasuki tahap ini tanpa tahap kominusi terlebih dahulu. Pemekatan dapat dilakukan melalui dua teknik pemisahan, yaitu pemisahan secara fisis dan pemisahan secara k imia. a.
Gravity separation atau Pemisahan gaya berat Konsentrasi atau separasi dengan metode gravitasi memanfaatkan
perbedaan massa jenis emas ( 19.3 ton/m3 ) dengan massa jenis mineral lain dalam batuan ( yang umumnya berkisar 2.8 ton/m3 ). Mineral pembawa emas biasanya berasosiasi dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral non logam. Mineral pembawa emas juga berasosiasi dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Mineral pembawa emas terdiri dari emas nativ, elektrum, emas telurida, sejumlah paduan dan senyawa emas dengan unsurunsur belerang, antimon, dan selenium. Emas asli mengandungi antara 8% dan 10% perak, tetapi biasanya kandungan tersebut lebih tinggi. Elektrum sebenarnya jenis lain dari emas nativ, hanya kandungan perak di dalamnya >20%. Apabila jumlah perak bertambah, warnanya menjadi lebih putih. Metode gravitasi akan efektif bila dilakukan pada material dengan diameter yang sama/seragam, karena pada perbedaan diameter yang besar
perilaku material ringan (massa jenis kecil) akan sama dengan material berat ( massa jenis besar ) dengan diameter kecil. Oleh karena itu dibutuhkan proses Screening and Classifying yaitu:
Grizzlies, non moved screens
Vibrating screens
Spiral classifier Pada proses ini menjadi sangat penting untuk dilakukan dengan baik,
sebab dengan memilah ukuran bijih hasil kominusi akan menyeragamkan besaran umpan ( feeding ) ke proses konsentrasi. Sedangkan bijih yang masih belum seragam ( lebih besar ) hasil pemilahan dikembalikan ke proses sebelumnya yaitu kominusi. Peralatan konsentrasi yang menggunakan prinsip gravitasi yang umum digunakan pada pertambangan emas skala kecil antara lain adalah :
Dulang ( panning ), adalah alat konsentrat emas yang menggunakan prinisp gravitasi paling sederhana.
Palong ( Sluice Box ) lebih banyak digunakan karena mempunyai effisiensi yang sama dengan peralatan konsentrasi yang lain namun mempunyai konstruksi yang lebih sedarhana daripada
spiral konsentrator, meja goyang dan jig, serta dapat memproses lebih banyak bijih per hari daripada dulang.
Gambar.4 Sluice Box
b.
Froth Flotation atau Pemisahan pengapungan Pengapungan buih ( froth flotation ) adalah proses pemisahan mineral
menjadi bijih dari pengotor dengan cara mengapungkan bijih ke permukaan melalui pengikatandengan buih. Froth Flotation atau Pengapungan buih yaitu pemisahan bijih emas dari pengotor dengan cara mengapungkan bijih ke permukaan melalui pengikatan dengan buih dengan menggunakan bahan kimia tertentu dan udara. Selain pemisahan bijih emas, prosess ini banyak dipakai untuk beberapa bijih seperti Cu, Pb, Zn, Ag, dan Ni. Teknik pengerjaannya dilakukan dengan cara menghembuskan udara ke dalam butiran mineral halus ( telah mengalami proses crushing ) yang dicampur dengan air dan zat pembuih. Butiran mineral halus akan terbawa gelembung udara ke permukaan, sehingga terpisahkan dengan materi pengotor ( gangue ) yang tinggal dalam air ( tertinggal pada bagian bawah tank penampung ). Pengikatan butiran bijih akan semakin efektif apabila ditambahkan suatu zat collector. Prinsip dasar pengikatan butiran bijih oleh gelembung udara berbuih melalui molekul collector adalah :
Butiran zat yang mempunyai permukaan hidrofilik akan terikat air sehingga akan tinggal pada dasar tank penampung.
Butiran zat yang mempunyai permukaan non-polar atau hidrofob akan ditolak air, jika ukuran butirannya tidak besar, maka akan naik ke permukaan dan terikat gelembung udara. Kebanyakan mineral terdiri dari ion yang mempunyai permukaan hidrofil,
sehinga partikel tersebut dapat diikat air. Dengan penambahan zat collector, permukaan mineral yang terikat molekul air akan terlepas dan akan berubah menjadi hidrofob. Dengan demikian ujung molekul hidrofob dari collector akan terikat molekul hidrofob dari gelembung, sehingga mineral ( bijih ) dapat diapungkan. Molekul collector mempunyai struktur yang mirip dengan detergen. Metoda ini digunakan di beberapa industri pertambangan dengan menggunakan reagen utama Xanthate sebagai Collector ( misalnya : potassium amyl xanthate, C5H11OCS2K ), Pine Oil sebagai Frother dan campuran bahan kimia organik lainnya sebagai pH Modifiers. Reagents yang digunakan untuk pengapungan pada umumnya tidak beracun, yang berarti bahwa biaya pembuangan limbah / tailing menjadi rendah.
Gambar.5 Forth Flotation
Keuntungan lain dari proses pengapungan adalah pada umumnya cukup efektif pada bijih dengan ukuran yang cukup kasar ( 28 mesh ) yang berarti bahwa biaya penggilingan bijih dapat diminimalkan. Froth Flotation sering digunakan mengkonsentrasi emas bersama-sama dengan logam lain seperti tembaga, timah, atau seng. Partikel emas dari batuan oxydis biasanya tidak merespon dengan baik namun efektif terutama bila dikaitkan dengan emas sulfida seperti pyrite. 2.3
Ekstraksi Ekstraksi adalah proses pemisahan emas dari logam atau mineral
pengotor lain untuk mendapatkan konsentrasi emas yang t inggi. a.
Liquation Separation / pencairan Pemisahan pencairan ( liquation separation ), adalah proses pemisahan
yang dilakukan dengan cara memanaskan mineral di atas titik leleh logam, sehingga cairan logam akan terpisahkan dari pengotor. Yang menjadi dasar untuk proses pemisahan metode ini, yaitu Density ( berat jenis ) dan Melting point ( titik cair ).
Contoh : memisahkan emas dan perak Tabel.1 Density Emas dan Perak
Titik cair emas pada suhu 1064.18 oC, sedangkan titik cair perak pada suhu 961.78 oC. Ini artinya perak akan mencair lebih dulu dari pada emas. Namun untuk benar-benar terpisah, maka perak harus menunggu emas mencair 100%. Kemudian bila dilihat dari berat jenisnya, maka berat jenis emas cair sebesar 17.31 gram per cm 3 sedangkan berat jenis perak sebesar 9.32 gram per cm3. Hal ini berarti berat jenis emas lebih besar dari pada berat jenis perak. Dari hukum alam fisika, maka bila ada dua jenis zat cair yang berbeda dan memiliki berat jenis yang berbeda pula, maka zat cair yang memiliki berat jenis lebih kecil dari zat satunya, ia akan mengapung. Dengan demikian, cairan perak akan terapung diatas lapisan cairan emas, seperti halnya cairan minyak mengambang diatas lapisan air. Dari sana, perak dipisahkan dari emas, sampai tidak ada lagi perak yang terapung. Dengan metode akan dihasilkan Au bullion dan Ag bullion. b.
Amalgamasi Amalgamasi merupakan proses ekstraksi emas dengan cara mencampur
bijih emas dengan merkuri ( Hg ). Produk yang terbentuk adalah ikatan antara emas-perak dan merkuri yang dikenal sebagai amalgam ( Au
– Hg
). Merkuri
akan membentuk amalgam dengan semua logam kecuali besi dan platina. Penggunaan raksa alloy atau amalgam pertama kali pada 1828, meskipun penggunaan secara luas teknik baru ini dicegah karena sifat air raksa yang beracun. Sekitar 1895 eksperimen yang dilakukan oleh GV Black menunjukkan bahwa amalgam aman digunakan, meskipun 100 tahun kemudian ilmuwan masih diperdebatkannya.
Amalgam masih merupakan proses
ekstraksi emas
yang
paling
sederhana dan murah, namun demikian amalgamasi akan efektif pada emas yang terliberasi sepenuhnya maupun sebagian pada ukuran partikel yang lebih besar dari 200 mesh ( 0.074 mm ) dan dalam membentuk emas murni yang bebas ( free native gold ). Tiga bentuk utama dari amalgam adalah AuHg2, Au2Hg and Au3Hg. Proses amalgamasi merupakan proses kimia fisika, apabila amalgamnya dipanaskan, maka akan terurai menjadi elemen-elemen yaitu air raksa dan bullion emas. Amalgam dapat terurai dengan pemanasan di dalam sebuah retort, air raksanya akan menguap dan dapat diperoleh kembali dari kondensasi uap air raksa tersebut. Sementara Au-Ag tetap tertinggal di dalam retort sebagai logam.
Gambar.6 Amalgamasi
2.4
Refinning / Pemurnian Refining, yaitu melakukan pengolahan logam kotor melalui proses kimia
agar diperoleh tingkat kemurnian tinggi. a.
Parting Parting yaitu proses untuk memisahkan emas dengan perak dan logam
dasar dari dore bullion ( Au-Ag alloy ) dengan larutan asam nitrat ( HNO 3 ). Dipasaran kita dapat temukan asam nitrat kadar 68%. Proses parting adalah perebusan konsentrat, hasil setelah perebusan terakhir, endapan yang ada sudah halus dan berwarna coklat seperti bubuk kopi. Endapan ini merupakan bullion emas ( High Au Bullion ) dengan kadar emas
mencapai 98%, untuk hasil lebih baik dapat diproses dengan Aqua Regia agar dapat diperoleh kadar hingga 99.6%. Sedangkan
air
hasil
bilasan
yang
ditampung
dilanjutkan
pada
proses
hydrometalurgi untuk diambil peraknya. b.
Melting Untuk mendapatkan logam emas, endapan bullion emas (High Au Bullion)
selanjutnya dilebur dengan penambahan borax ( Na 2B4O7•10H2O ). Tujuan pemakaian borax di sini adalah selain untuk mengikat kotoran yang masih ada, juga untuk menahan bullion agar tidak beterbangan saat terkena hembusan dari blander nantinya.
Gambar.7 Melting
Setelah bullion dilebur akan tampak menggumpal seperti gumpalan di dasar kowi. Biarkan dingin dahulu beberapa detik hingga membeku sebelum dicongkel. Bila menginginkan emas berwarna kuning mengkilat, caranya dimasak dalam alat smelting yang dipanaskan hingga dua kali proses pemasakan dengan larutan yang terdiri dari :
Salpeter / sendawa, dapat menggunakan kalium nitrat ( KNO 3 ) atau kalsium nitrat ( Ca(NO3)2 ) sebanyak 2 %
Tawas sebanyak 1 %,
NaCl sebanyak 1 %,
Air
DAFTAR PUSTAKA
http://www.scribd.com/search?query=pengolahan+emas http://radyanprasetyo.blogspot.com/2008/01/teknologi-pengolahan-emas-
i.html http://koestoer.wordpress.com/2010/03/07/pengolahan-emas-dengan-sistem-
perendaman/ http://knol.google.com/k/mohammad-andito/proses-pengolahan-emas-dari-
konsentrat/mkhc7n3ejyzc/5# http://koestoer.wordpress.com/2008/09/18/pengolahan-emas-proposal-
kerjasama/
