Tahapan Pengolahan Emas dengan Metode Sianidasi dan Karbon (bagian 2)
12-17 maret 2020Bismillah..
Oke, sekarang kita lanjut pembahasan tentang metode pengolahan emas dengan menggunakan larutan sianida dan karbon aktif. Di bagian 1 yang lalu, kita sudah membahas tahapan pengolahan emas dari mulai sirkuit peremuk hingga sirkuit penggilingan. Untuk bahasan kali ini, kita akan lanjutkan tahapan selanjutnya yaitu dari sirkuit pelindian hingga pembakaran konsentrat emas.
- SIrkuit Pelindian Emas (Carbon In leach)
Sirkuit ini adalah intinya, karena disinilah emas diekstraksi oleh sianida untuk kemudian diserap oleh karbon aktif. Lumpur bijih dari sirkuit penggilingan akan dikirim ke dalam tanki pelindian untuk direaksikan dengan sianida. Pengaturan pH juga mesti dilakukan sebelumnya dengan penambahan kapur. Biasanya pH lumpur diset pada kisaran 10-10.5. Bila pH dibawah 10, maka sianida akan menguap menjadi gas sianida yang berbahaya.
Tangki untuk proses pelindian terdiri dari beberapa tangki yang dioperasikan secara seri. Di tempat saya sendiri ada 9 tangki pelindian yang beroperasi secara seri. Artinya lumpur akan berturut-turut masuk dari tangki no 1 ke 2, ke 3 dst hingga tangki terakhir.
Tangki pelindian Emas
(sumber dokumen pribadi)
Waktu yang dibutuhkan untuk lumpur bijih masuk dari tangki pertama hingga keluar di tangki terakhir dikenal dengan istilah "waktu tinggal". Waktu tinggal ini juga berarti menunjukkan lamanya reaksi kimia antara emas-sianida-karbon aktif. Umumnya waktu tinggal diset antara 24-48 jam, tergantung dari hasil percobaan Lab untuk menentukan waktu tinggal paling optimal.
Untuk menghitung lamanya "waktu tinggal", rumusnya cukup mudah:
Waktu tinggal = Jumlah volume total seluruh tangki (m3) / laju lumpur ke dalam tangki (m3/jam)
Parameter yang diatur dalam tahapan pelindian antara lain:
- pH lumpur dijaga di atas 10 untuk mencegah kehilangan sianida karena penguapan.
- Konsentrasi sianida (w/v) dijaga sesuai target optimum berdasarkan hasil test lab.
- Kadar oksigen dijaga sesuai target untuk menjaga laju proses pelindian. Biasanya target minimal 7 ppm. Pada bijih dengan karakter tertentu bahkan bisa diset diatas 10 ppm.
- % solid (padatan) dari lumpur. Hal ini berhubungan dengan waktu tinggal lumpur di sirkuit pelindian. Semakin encer lumpur (%solid rendah) maka semakin banyak volume lumpur untuk jumlah tonase padatan yang sama. Artinya waktu tinggal di sirkuit akan semakin singkat dan tentu menyebabkan penurunan tingkat ekstraksi emas.
- Konsentrasi karbon tiap tangki (khusus pada metode carbon in leach). Konsentrasi karbon (gram/liter lumpur) biasanya dijaga merata pada setiap tangki. Khusus tangki pertama dan terakhir, biasanya konsentrasi karbon diset lebih banyak daripada yang lain.
- Sirkuit Elusi dan elektrowining.
Setelah emas yang terlarutkan oleh sianida berhasil ditangkap ke dalam pori-pori karbon, maka tahap selanjutnya adalah bagaimana kita memisahkan karbon tersebut dan mengeluarkan kembali emas dari dalam karbon. Proses tersebut berlangsung pada sirkuit elusi.
Muncul pertanyaan, kenapa setelah emas diserap karbon lantas emas tersebut dikeluarkan kembali dari dalam karbon. Lalu apa gunanya karbon ?
Jawabannya: Karbon digunakan sebagai sarana untuk menghasilkan larutan emas dalam jumlah volume yang sedikit namun dengan konsentrasi emas yang tinggi. Tujuannya adalah untuk mempermudah pengolahan larutan emas di sirkuit elektrowinning nantinya.
Misalkan kita memiliki 10 tangki pelindian emas dengan volume total sebesar 10.000 m3. Maka artinya emas yang berhasil kita larutkan dengan sianida akan terlarut sejumlah volume 10.000 m3 tersebut. Bayangkan sulitnya mengolah 10.000 m3 volume pada alat elektrowinning. Namun dengan adanya media karbon, emas yang terlarut dalam 10,000m3 tersebut akan terserap oleh karbon dan kemudian kita lepaskan lagi dari karbon (proses elusi) untuk menghasilkan hanya sekitar 100 m3 volume larutan emas dengan konsentrasi yang lebih tinggi.
Ilustrasinya dapat kita gambarkan sebagai berikut:
Definisi dari proses elusi adalah proses pelepasan emas dari dalam karbon dengan menggunakan larutan sianida konsentrasi tinggi pada temperatur tinggi dan tekanan tinggi. Dalam prosesnya juga ditambahkan larutan kaustik soda untuk menjaga pH pada kisaran 11-12. pH setinggi ini nantinya dibutuhkan pada proses elektrowinning untuk mencegah korosi pada plat anoda.
Pada proses elusi, karbon dari sirkuit pelindian yang telah berisi emas (loaded karbon) akan dipisahkan dengan menggunakan ayakan getar. Karbon lalu akan dimasukkan ke dalam kolom pencucian asam untuk kemudian dilakukan perendaman dengan menggunakan larutan HCL konsentrasi 3%. Tujuan pencucian asam adalah untuk membersihkan pori-pori karbon dari kemungkinan adanya pengotor yang ikut terserap kedalam karbon. Tahap perendaman ini biasanya berlangsung selama 1 jam.
Pemisahan karbon dari lumpur dengan ayakan getar
(sumber dokumen pribadi)
SIrkuit elusi terdiri dari kolom pencucian acid dan kolom elusi
(sumber dokumen pribadi)
Dari kolom pencucian asam, karbon akan ditransfer dengan melalui pipa menuju kolom elusi. Pada kolom elusi, larutan sianida konsentrasi 3% bertemperatur tinggi (120-130 C) akan disirkulasi berulang-ulang melewati karbon yang berada di dalam kolom untuk mengikat emas dari karbon. Sirkulasi dilakukan pada pipa tertutup dan tekanan sekitar 300 kPa untuk mencegah penguapan air. Proses ini bisa berlangsung selama 8-10 jam. Penentuan lamanya waktu sirkulasi biasanya diperoleh dari hasil monitoring dan percobaan di lapangan.
Ilustrasi proses elusi dengan metode AARL
(sumber inovasibiomasa.blogspot.com)
Hasil akhir dari proses elusi adalah larutan emas konsentrasi tinggi, atau sering disebut "pregnant solution". Catatan, bukan hanya emas saja yang ada di dalam larutan ini, logam lain seperti perak atau tembaga juga bisa terdapat didalamnya.
Tahap selanjutnya adalah proses pengendapan ion emas (atau logam lainnya) dari pregnant solution untuk membentuk konsentrat emas. Berdasarkan pengalaman penulis, ada 2 metode untuk memperoleh konsentrat emas dari pregnant solution, yaitu elektrowinning dan pengendapan dengan bantuan logam lain (merril crowe). Pada bahasan kali ini, kita akan membahas metode electrowinning.
Metode elektrowinning, dilakukan melalui prinsip elektrolisis dengan mengalirkan arus listrik melalui plat katoda-anoda ke dalam larutan pregnant untuk mendorong terjadinya reduksi ion emas (pengendapan emas). Pada sisi katoda akan dialirkan elektron dan terjadi reaksi reduksi emas sebagai berikut:
Au(CN)2-(aq) + e ------> Au(s) + 2CN-
Endapan emas dan logam lainnya akan menempel pada sisi katoda dan menjadi konsentrat. Konsentrat tersebut lalu diambil, dikeringkan dan dibakar dengan menggunakan furnace pada suhu 1100 C. Kemudian lelehannya dicetak menjadi bullion.
Ilustrasi proses elektrowining emas. Pengendapan terjadi pada plat katoda
Konfigurasi plat anoda-katoda pada sel elektrowinning
(sumber gekkos.com)
Plat anoda yang digunakan biasanya adalah kawat dari bahan stainless steel. Bentuknya seperti kawat pagar untuk kandang dengan tebal kawat sekitar 5mm. Untuk katoda, digunakan jaring kawat stainless steel yang lebih halus lagi. Tebal kawat bisa sekitar 0.1-0.5 mm. Tujuan penggunaan kawat yang lebih tipis adalah untuk mendapatkan luas permukaan yang lebih luas untuk berat total kawat katoda yang sama. Perlu diingat, katoda adalah tempat terjadinya pengendapan emas dan logam lainnya, sehingga semakin besar luas permukaan maka akan semakin memudahkan proses pengendapan.
Bentuk wire mesh stainless steel untuk katoda
Parameter yang diatur dalam tahapan elektrowinning antara lain:
- pH larutan pregnant. Diatur melalui dosis dari caustic soda yang ditambahkan pada saat proses elusi. pH sebisa mungkin diset pada nilai minimal 12 untuk menjaga konduktivitas larutan pregnant dan juga mencegah korosi pada anoda.
- Tegangan dan arus listrik. Biasanya tegangan diset pada kisaran 3-5 volt dengan arus listrik 500- 700 ampere untuk tiap cell. Bila arus listrik turun, maka tegangan dapat dinaikkan untuk mencoba menaikkan kembali arus listrik. Bila arus listrik tetap tidak mau naik, maka biasanya ada masalah pada cell, seperti anoda yang terkorosi, level larutan di dalam cell electrowinning yang terlalu rendah atau kabel sambungan pada anoda-katoda yang rusak.
- Kebersihan plat katoda. Bila konsentrat logam telah menumpuk pada katoda, maka sesegera mungkin plat katoda harus diangkat dan diambil konsentratnya. Bila dibiarkan, maka kecepatan proses elektrowinning akan semakin menurun. Sebagai gambaran, berdasarkan pengalaman penulis, perbedaan waktu antara plat katoda yang bersih dengan yang terisi penuh bisa menyebabkan proses elektrowinning berjalan 2-3x lebih lambat.
- Pembakaran konsentrat
Setelah konsentrat diperoleh, maka tahapan selanjutnya adalah pengeringan konsentrat menggunakan alat filter press dilanjutkan dengan pemanasan pada oven di suhu 750 C. Konsentrat yang kering akan lebih memudahkan dan menghemat energi pada proses pembakaran nanti. Hasil dari pembakaran adalah berupa logam campuran emas-perak-pengotor lainnya yang disebut bullion. Pembakaran dilakukan pada suhu 1100-1200 C dengan menambahkan flux campuran borax, silika, dan soda ash untuk mengikat pengotor. Komposisinya tergantung dari hasil trial dan error. Semakin banyak pengotor maka semakin banyak juga komposisi bahan flux yang perlu ditambahkan. Di tempat penulis bekerja saat ini, campuran borax adalah sebesar 18%, sementara silika dan soda ash masing-masing 5%.
Desain tungku pembakaran konsentrat emas
Informasi tambahan lainnya, konsentrat yang dihasilkan dari hasil proses elektrowinning memiliki tingkat kandungan logam yang lebih baik dibandingkan metode pengendapan/sementasi dengan bubuk seng seperti merril crowe. Berdasarkan pengalaman penulis, konsentrat dari hasil elektrowinning mengandung komponen logam sekitar 90% (campuran emas-perak). Maksudnya, bila ada 100 kg konsentrat kering, maka hasil bullion yang diperoleh bisa mencapai 90kg dan 10 kg adalah terak. Sementara dari hasil proses pengendapan/sementasi, komponen logam hanya sekitar 30-50%. Sisanya adalah bubuk seng. Ini sebabnya bullion hasil dari elektrowinning biasanya memiliki warna yang lebih cerah.
bersambung...
bersambung...
0 Komentar