Pengolahan emas dengan sianida-karbon

PENGOLAHAN EMAS DENGAN SIANIDA DAN KARBON AKTIF

Oleh Nizar A K

10 Maret 2020

Bismillah..

Pada catatan kali ini saya akan menulis tentang metode ekstraksi emas dari bijh emas. Sejauh pengalaman dan pengetahuan saya, ada berbagai macam cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan emas dari bijihnya. Untuk bahasan kali ini saya akan fokus pada metode ekstraksi emas dengan menggunakan larutan sianida dan karbon aktif. Untuk metode lainnya mungkin akan saya bahas di catatan yang lain.

Baik, sebagai pembukaan, emas di dalam bijih emas umumnya terdapat pada kadar yang cukup rendah, yaitu sekitar 0,5 - 80 gr/t bijih. Nilainya bisa lebih rendah atau lebih tinggi lagi dari itu, akan tetapi unitnya masih menggunakan gr/ton bijih. Jarang atau mungkin saya bahkan belum pernah dengar bila ada emas terdapat di bijih dalam skala XX %. Saking rendahnya, hampir dipastikan sulit untuk melihat emas secara langsung dari bijihnya, kecuali dengan bantuan mikroskop.

Microscopic gold associated with sulphide (pyrite) minerals.

(sumber https://www.researchgate.net/figure/Microscopic-gold-associated-with-sulphide-pyrite-minerals_fig3_322603841)

Pengenalan Metode Sianidasi

Sianida adalah salah satu larutan yang mampu untuk mengekstrak emas (baca melarutkan) dalam kondisi temperatur dan tekanan normal. Larutan lainnya adalah aqua regia atau sering disebut larutan raja. Namun untuk larutan terakhir ini jarang sekali diaplikasikan di pabrik pengolahan skala besar karena diperlukan penanganan larutan yang lebih sulit.

Reaksi pelarutan emas oleh sianida dapat dituliskan sebagai berikut:

4Au + 8CN- + O2 + 2 H2O ----> 4Au(CN)-2 + 4OH

Ion Au(CN) itulah yang merupakan emas yang telah terlarut oleh sianida. Tahapan selanjutnya adalah mengambil ion emas-sianida tersebut dengan cara menyerapnya ke dalam karbon aktif yang telah kita siapkan.

Dari reaksi kimia di atas, beberapa hal yang dibutuhkan untuk proses pelarutan emas antara lain:

Bijih emas
Air, sebagai pelarut dari bubuk sianida
Oksigen yang berasal dari udara terlarut di dalam air
Pengatur pH, biasanya kapur, untuk menjaga pH lumpur > 10.

Metode sianidasi sangat umum digunakan, dikarenakan larutan sianida yang lebih mudah ditangani ketimbang larutan aqua regia yang lebih agresif dan bersifat korosif. Namun perlu diingat, mudah ditangani disini bukan berarti dapat disimpan sembarangan. Sianida tetaplah bahan beracun yang dapat membahayakan nyawa manusia. Selain itu, tingkat keberhasilan ekstraksi emas dengan sianida juga cukup baik. Nilai persen ekstraksi bisa berkisar hingga 95% lebih, tergantung dari jenis bijih yang diolah, derajat liberasi emas terhadap mineral pengotornya, dan juga parameter-parameter lainnya. Kita akan bahas ini selanjutnya.

Tangki pelindian di pabrik pengolahan emas (kiri); lumpur bijih emas yang sedang diproses (kanan)

(sumber dokumen pribadi)

Menentukan konsentrasi sianida

Konsentrasi sianida yang digunakan dalam proses pelindian dapat mempengaruhi nilai perolehan emas yang dapat diekstraksi. Semakin tinggi konsentrasi sianida yang digunakan, umumnya akan menghasilkan nilai perolehan emas yang lebih tinggi. Secara ilmu kimia, hal ini dapat dijelaskan melalui prinsip kesetimbangan reaksi. Yaitu semakin tinggi konsentrasi pelarut, maka reaksi kimia akan semakin bergeser ke kanan (arah produk reaksi).

Dalam prakteknya, meningkatkan konsentrasi sianida terus menerus tidak serta merta menghasilkan peningkatan nilai rekoveri yang ekonomis. Dalam hal ini ada nilai optimum dari konsentrasi sianida yang digunakan. Bisa jadi, peningkatan nilai perolehan emas tidak sebanding dengan biaya yang harus dikeluarkan untuk menambah penggunaan sianida. Jangan lupa, semakin tinggi sianida yang digunakan, semakin tinggi pula biaya untuk proses detoksifikasi sianida sebelum dibuang ke lingkungan.

Bubuk sianida di dalam kemasan drum

(sumber exportersindia.com)

Sepengalaman saya, tidak ada rumus untuk menentukan kadar optimum sianida untuk proses pelindian emas. Semua harus ditentukan melalui tes laboratorium. Yaitu dengan cara melakukan tes pelindian emas dengan menggunakan konsentrasi sianida yang berbeda-beda. Dari situ nanti dapat dilihat pada titik manakah konsentrasi sianida yang memberikan nilai perolehan emas paling maksimum dan ekonomis. Nilai keekonomisan dapat dihitung secara sederhana sbb:

Profit peningkatan rekoveri > (tambahan biaya sianida + konsumsi bahan kimia untuk detoksifikasi)

Catatan: Biaya detoksifikasi sianida tidak boleh dianggap remeh. Berdasarkan pengalaman pribadi, biaya yang dibutuhkan untuk detoksifikasi sianida kurang lebih sama dengan biaya konsumsi sianida itu sendiri. Karena itulah pada pabrik pengolahan biasanya dilengkapi dengan sistem rekoveri sianida. InsyaAlloh kita akan bahas ini pada catatan selanjutnya.

Untuk informasi, saya pernah bekerja di tambang emas dengan konsentrasi sianida mencapai 1500-2000 ppm. Pada saat itu kalau tidak salah kami mengolah emas dengan kadar 10- 20 gr/t dan perak 100-200 gr/t. Kemudian saya juga pernah bekerja di tambang emas dengan konsentrasi sianida hanya 200 ppm. Kadar emas dan perak yang kami olah sekitar 2-4 gr/t emas dan 5-10 gr/t perak.

Informasi tambahan, untuk meningkatkan rekoveri perak, biasanya dapat dilakukan dengan meningkatkan konsentrasi sianida. Dengan meningkatkan kadar sianida 1.5-2x dapat diperoleh peningkatan rekoveri perak hingga 5%. Hal ini terutama terkait dengan sifat kinetika reaksi perak-sianida yang lebih lambat dibandingkan emas-sianida.

CATATAN: Tidak direkomendasikan untuk memprediksi konsumsi sianida pabrik pengolahan berdasarkan rumus reaksi kimia pelindian emas + sianida. Ini dikarenakan bijih emas mengandung berbagai macam unsur yang juga dapat bereaksi dengan sianida, seperti perak, tembaga, besi dll. Belum lagi reaksi samping oksidasi sianida oleh udara yang kita tambahkan pada proses pelindian atau juga penguapan sianida ketika pH turun dibawah 10.

Cara terbaik dan paling sederhana untuk mengukur konsumsi sianida adalah dengan menghitung selisih konsentrasi sianida sebelum pelindian dengan sesudah pelindian berakhir.

Perhitungan Konsentrasi Sianida

Rumus perhitungan konsentrasi sianida yang umum digunakan adalah sebagai berikut:

Contoh soal:

Diketahui suatu tangki digunakan untuk mengolah bijih emas dengan parameter operasi sbb:

Bijih yang diolah : 100 ton

Target %solid lumpur : 40%

Target konsentrasi sianida : 400 ppm

Berapa berat sianida yang harus ditambahkan ke dalam tangki ?

Jawaban:

Pada proses pengolahan emas, konsentrasi sianida biasanya diukur berdasarkan basis (W/V).

Dimana :

W =berat sianida bubuk (gram)

V = volume pelarut, air (ml)

Untuk contoh di atas, dengan berat bijih 100 ton dan target %padatan = 40%, maka air yang terdapat dalam lumpur adalah

= 100 ton x (fraksi air/fraksi padatan)

= 100 ton x (60/40)

= 150 ton

= 150 m3 air (densitas air 1 ton/m3)

konsentrasi sianida 400 ppm artinya adalah 400 gram bubuk sianida/ m3 pelarut air

Untuk jumlah pelarut air 150 m3, maka bubuk sianida dibutuhkan adalah sebesar:

= 400 gram/m3 x 150 m3

= 60.000 gram

= 60 kg bubuk sianida.

Penggunaan Karbon Aktif

Setelah logam emas terlarutkan oleh sianida membentuk ion AuCN, maka tahapan selanjutnya adalah menyerap ion emas-sianida tersebut dengan menggunakan karbon aktif. Proses penyerapan berlangsung secara seketika ketika ada kontak antara karbon dan larutan emas. Karbon aktif menyerap emas melalui pori-pori yang terdapat di dalamnya. Sebelumnya saya pernah membahas ini di tulisan saya yang lain mengenai tes pelindian emas di blog ini. Cek juga tulisan saya yang lain tentang metode tes untuk melihat kualitas karbon aktif.

Dalam praktek di pabrik pengolahan emas, metode penyerapan emas melalui karbon dibedakan menjadi dua, yaitu Carbon In leach (CIL) dan Carbon in pulp (CIP). Kedua proses tersebut memiliki persamaan dan perbedaan, antara lain:

Persamaan:

Keduanya menggunakan karbon aktif untuk menyerap emas yang telah dilarutkan oleh larutan sianida. Penyerapan terjadi pada saat terjadi kontak antara karbon aktif dan lumpur bijih di dalam tangki.

Perbedaan:

Perbedaannya hanya terletak pada urutan kerjanya. Pada proses CIL, proses pelindian dan penyerapan emas dilakukan secara bersamaan didalam tanki yang sama. Pada CIP, proses pelindian dilakukan terlebih dahulu di dalam tangki khusus pelindian tanpa adanya karbon. Setelah pelindian selesai, barulah lumpur bijih akan dialirkan ke tangki lainnya untuk kemudian ditambahkan karbon untuk menyerap emas.

Setelah karbon terisi oleh emas, maka tahapan selanjutnya adalah memisahkan karbon tersebut dari lumpur bijih. Proses pemisahan biasanya dilakukan dengan memompakan lumpur bijih yang mengandung karbon di dalamnya menuju alat ayakan getar. Dengan menggunakan ukuran lubang ayakan yang lebih kecil dari karbon, maka otomatis karbon dan lumpur akan terpisah. Karbon lalu siap untuk diolah di proses selanjutnya untuk mengeluarkan emas dari dalam karbon.

Sepengetahuan saya, ada dua cara untuk memisahkan emas dari karbon, yaitu yang pertama membakar karbon dan menyisakan abu yang mengandung emas. Abu konsentrat emas ini selanjutnya dilebur dengan menggunakan tungku furnace pada suhu 1100 C disertai tambahan borax untuk mengikat pengotor. Hasil akhirnya adalah material logam campuran emas-perak-pengotor lainnya.