PENGARUH KONSENTRASI DAN KEMURNIAN SERBUK …lib.ui.ac.id/file?file=digital/20292024-S1454-Pengaruh...

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH KONSENTRASI DAN KEMURNIAN

SERBUK SENG PADA EKSTRAKSI EMAS METODA

PENGENDAPAN SENG

SKRIPSI

CANDRA BUDI KARTIKA

0806369045

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

Juli 2011

Pengaruh konsentrasi..., Candra Budi Kartika, FT UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH KONSENTRASI DAN KEMURNIAN

SERBUK SENG PADA EKSTRAKSI EMAS

METODA PENGENDAPAN SENG

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

CANDRA BUDI KARTIKA

0806369045

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL DEPOK

Juli 2011


ii

HALAMAN PENGESAHAN


iii

KATA PENGANTAR


iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-

Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam

rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik pada

Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa

perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk

menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terimakasih kepada :

1. Dr.Ir. Sri Harjanto, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan

waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi

ini ;

2. Orang tua, dan keluarga yang telah memberikan dorongan serta bantuan

moral dan material ;

3. Bapak Razikun selaku donatur dalam penelitian ini ;

4. Dewi Mariska sebagai rekan kerja dalam menjalankan penelitian dan teman-

teman ekstensi metalurgi : hikmat, aktika chandra, heri, ruth, dan arif ;

5. Mamat, Zakiyuddin, Mas Pri, Arfiandi, Majid, yang telah membantu dalam

proses penelitian ini.

Akhir kata, saya berdoa agar Allah SWT membalas segala kebaikan mereka dan

pihak-pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

pengembangan ilmu.

Depok, 12 Juli 2011

Penulis


v


vi

ABSTRAK

Nama : Candra Budi Kartika Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material Judul : Pengaruh Konsentrasi dan Kemurnian Serbuk Seng Pada Ekstraksi

Emas Metoda Pengendapan Seng Emas merupakan salah satu logam berharga yang didapatkan melalui suatu proses ekstraksi dari bijih emas ataupun bahan lainnya. Zinc Precipitation atau pengendapan seng adalah salah satu metoda yang digunakan dalam ekstraksi khususnya ekstraksi emas, yaitu dengan menggunakan serbuk seng sebagai bahan pereduksi untuk mengendapakan ion emas dalam larutan sianida. Penggunaan serbuk seng sebagai bahan pereduksi karena memiliki nilai potensial yang lebih rendah dari emas dan juga kualitas pengembalian emas yang cukup baik. Tujuan pada penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dan kemurnian serbuk seng yang pada ekstraksi emas dengan menggunakan metoda pengendapan seng pada larutan emas sintetis 50 ppm. Proses zinc precipitation dilakukan dalam waktu 36 jam dalam kondisi terhomogenasi dan dalam sistem aerasi dan non aerasi. Pengujian AAS dilakukan untuk mengetahui kualitas pengembalian emas (recovery). Pengujian XRD dilakukan untuk mengetahui komposisi senyawaan yang terkandung dalam serbuk seng yang terendapkan selama proses recovery, sedangkan uji SEM dilakukan untuk mengetahui struktur mikro pada serbuk seng dan juga sebarannya. Hasil pengujian tersebut dihadirkan dalam bentuk diagram Hasil pengujian AAS menunjukan bahwa recovery emas pada serbuk seng dengan kemurnian yang cukup tinggi tidak terlalu berpengaruh terhadap proses zinc

precipitation. Kondisi optimal untuk proses recovery terdapat pada konsentrasi 500 ppm serbuk seng atau 10 kali dari konsentrasi emas. Pengujian dengan menggunakan metoda XRD menunjukan bahwa terdapat ion emas dan emas namun tidak memiliki titik puncak yang tinggi, sedangkan hasil pengujian SEM menunjukan bahwa diperkirakan terdapat emas dalam serbuk seng Kata kunci : larutan emas sintetis 50 ppm, serbuk seng pro analis dan teknis,

aerasi dan non aerasi


vii

ABSTRAC

Name : Candra Budi Kartika Major : Metallurgy and Material Title : Influence of Concentration and Purity of Zinc Powder on Gold

Extraction Using Zinc Precipitation Method Zinc precipitation is one of many method using in gold extraction, that is using zinc powder as reduction substance to precipitate gold ion in cyanide solution. The using of zinc powder as reduction is because it has a lower potential value than gold, and having quite good returning quality of gold. The purpose of this research is to find out the influence of concentration and purity of zinc powder in 50ppm synthetic gold solution. Zinc precipitation process conducted in 36 hours in homogenized condition and in aeration and non-aeration system. AAS testing is conducted to tell the returning quality of gold (recovery). XRD testing conducted to tell the composition of compounds that be contained in zinc powder that precipitated throughout recovery process, whereas SEM testing conducted to tell micro structure in zinc powder and its distributions. Testing result presented in diagram shape. AAS testing result shows that gold recovery in quite high purity of zinc powder is not influential towards zinc precipitation process. Optimal condition in recovery process occurred at concentration 500ppm zinc powder or 10 times compared gold concentration. Testing using XRD method shows that gold is identified but didn’t had stiff peak, whilst SEM testing result that gold be found in zinc powder

Keywords : 50ppm synthetic gold solution, zinc powder analysis and technic,

aeration and non aeration


viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... iii KATA PENGANTAR ............................................................................................... iv LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIK KARYA ILMIAH ......................................... v ABSTRAK ................................................................................................................. vi ABSTRACT .............................................................................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. x DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3 1.4 Ruang Lingkup Penelitian ............................................................................ 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5

2.1 Bijih Emas .................................................................................................... 5 2.2 Pengolahan Mineral Emas............................................................................ 7 2.3 Proses Ekstraksi Emas ............................................................................... 10 2.4 Hidrometalurgi ........................................................................................... 10 2.5 Pelindihan (Leaching) ................................................................................ 12 2.6 Recovery Zinc Precipitation ....................................................................... 15 2.6.1 Reaksi Kinetik dan Efisiensi ................................................................ 16 2.6.2 Konsentrasi Emas ................................................................................. 17 2.6.3 Konsentrasi Sianida .............................................................................. 17 2.6.4 Konsentrasi Seng .................................................................................. 18 2.6.5 Partikel Seng ........................................................................................ 18 2.6.6 Konsentrasi Okesigen Terlarut ............................................................. 19 2.6.7 pH ......................................................................................................... 20 2.6.8 Temperatur ........................................................................................... 20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 22

3.1 Alat .............................................................................................................. 22 3.2 Bahan .......................................................................................................... 22 3.3 Tahapan Metoda Penelitian ......................................................................... 22 3.3.1 Recovery Zn Pro Analis ....................................................................... 22 3.3.2 Recovery Zn Teknis.............................................................................. 23 3.4 Karakterisasi dan Pengujian ........................................................................ 23 3.4.1 Pengujian Kadar Larutan Emas ............................................................. 23


ix

3.4.2 Xray Diffraction .................................................................................... 23 3.4.3 SEM ....................................................................................................... 24 3.4.4 EDX ....................................................................................................... 24 3.5 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 24 3.5.1 Recovery Larutan Emas Sintetis.............................................................. 24 3.5.2 Penjelasan Diagram Alir .......................................................................... 25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 26

4.1 Recovery Emas ............................................................................................. 26 4.2 Analisa XRD Senyawaan Serbuk Seng ....................................................... 28 4.3 Struktur Mikro Serbuk Logam ..................................................................... 30 4.4 Analisa Senyawaan Seng Metoda EDX ....................................................... 32 BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 34

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 35


x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Proses Merill Crowe ........................................................................... 2

Gambar 2.1. Bijih Emas .......................................................................................... 5

Gambar 2.2. Kurva Laju Kelarutan Emas dalam berbagai larutan vs Temperatur . 6

Gambar 2.3. Diagram Alir Ekstraksi Emas ............................................................. 8

Gambar 2.4. Sebaran Deposit Emas ........................................................................ 9

Gambar 2.5. Daftar Negara dengan Tingkat Produksi Emas Tertinggi .................. 9

Gambar 2.6. Tahapan Proses Hidrometalurgi pada Ekstraksi Emas ..................... 11

Gambar 2.7. Skema Proses Reaksi Leaching ........................................................ 12

Gambar 2.8. Skema Proses Zinc Precipitation ..................................................... 16

Gambar 2.9. Pengaruh Konsentrasi Emas pada Laju Pengendapan ...................... 17

Gambar 2.10. Efek Konsentrasi Sianida ................................................................. 18

Gambar 2.11. Efek Ukuran Partikel Seng ............................................................... 19

Gambar 2.12. Pengaruh Konsentrasi Oksigen dalam Ekstraksi Emas ..................... 20

Gambar 2.13. Efek pH pada Zinc Precipitaiton ...................................................... 20

Gambar 2.14. Efek Temperatur pada Zinc Precipitation ........................................ 21

Gambar 3.1. Diagram Alir Pengujian ................................................................... 24

Gambar 4.1. Recovery Zn Pro Analis.................................................................... 26

Gambar 4.2. Recovery Zn Teknis .......................................................................... 26

Gambar 4.3. Data Uji XRD Zn Pro Analis ........................................................... 28

Gambar 4.4. Data Uji XRD 500 ppm Zn Teknis .................................................. 28

Gambar 4.5. Data Uji XRD 1000 ppm Zn Teknis ................................................ 29


xi

Gambar 4.6. Struktur Mikro Serbuk Seng 500 ppm Non Aerasi .......................... 31

Gambar 4.7. Sturktur Mikro Serbuk Seng 500ppm Aerasi ................................... 31

\


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat – Sifat Emas ................................................................................... 7

Tabel 4.1 Perkiraan Senyawa Uji EDX Serbuk Seng Teknis 500 ppm ............... 32


xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Hasil Pengujian AAS ................................................................................ 38

Lampiran Hasil Pengujian XRD Zn Pro Analis ........................................................ 41

Lampiran Hasil Pengujian XRD Zn Teknis 500 ppm .............................................. 42

Lampiran Hasil Pengujian XRD Zn Teknis 1000 ppm ............................................. 43

Lampiran Hasil Pengujian SEM Zn Pro Analis 500 ppm Non Aerasi ...................... 44

Lampiran Hasil Pengujian SEM Zn Pro Analis 1000 ppm Aerasi ........................... 45

Lampiran Hasil Pengujian EDX Zn Teknis 500 ppm Aerasi .................................... 46

Lampiran Hasil Pengujian EDX Zn Teknis 500 ppm Non Aerasi ............................ 48


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Ekstraksi merupakan proses pemisahan suatu zat dari senyawanya dengan

melibatkan reaksi kimia yang bertujuan untuk meningkatkan kemurnian atau

kadar unsur zat tertentu. Ekstraksi metalurgi adalah suatu proses pengolahan yang

melibatkan reaksi kimia (terjadi perubahan senyawa) yang bertujuan untuk

mendapatkan konsentrat yang diinginkan dari sebuah bijih (ore).

Bijih emas pada dasarnya adalah native metal atau dapat ditemukan

secara bebas di alam dan umumnya bercampur dengan perak. Mineral bijih emas

diklasifikasikan menjadi 5 yaitu : native gold, electrum, gold tellurides, other gold

minerals, dan gold with sulfides1. Deposit bijih emas dapat dibagi menjadi tiga

bagian yaitu : placer, oxidized, dan primery ore. Bjih emas yang terdapat di alam

dapat berukuran besar dengan bentuk fine grains, alluvial deposit. Indonesia

merupakan salah satu negara penghasil dan penyuplai emas dunia dan berada pada

urutan ke 8 dengan kapasitas 146,7 ton pada tahun 2007 dan mempunyai peran

yang cukup penting dalam menjaga kestabilan harga emas dan ketersediaan

jumlah emas dunia2.

Proses ekstraksi dalam bijih emas dapat dilakukan melalui berbagai cara,

salah satunya yaitu precipitation atau pengendapan. Metoda yang banyak

dijumpai pada precipitation adalah sementasi, yaitu metoda pengendapan dengan

menggunakan serbuk logam untuk mereduksi bijih emas. Karakteristik bubuk

logam yang digunakan yaitu logam yang mempunyai potensial reduksi yang

rendah, umumnya seng (Zn).

Aplikasi penggunaan serbuk seng sebagai bahan pereduksi larutan emas

yang berasal dari proses leaching dikenal dengan proses Merill Crowe yang

ditemukan pada tahun 1907 oleh Merill Crowe ketika dia mempelajari pengaruh

area permukaan serbuk seng pada laju pengendapan yaitu dengan cara

menambahkan serbuk seng ke dalam larutan leaching dan kemudian mengalir


2

melalui slurry dan hasilnya mampu meningkatkan laju recovery dan sistem

utlisasi serbuk seng3.

Teknik ini digunakan untuk memisahkan emas dari larutan sianida

sehingga didapatkan emas dalam bentuk padatan dengan cara oksigen yang

terlarut harus distripping di dalam sistem aerasi untuk mencegah terjadinya

reoksidasi emas yang berlangsung secara terus menerus di dalam larutan sianida 4.

Au+ + Ag+ + Zn = Au + Ag + Zn2+ ...................................................................... 1

2Au(CN)-2 + Zn = 2Au + Zn(CN)-

4 ...................................................................... 2

Gambar 1.1. Proses Merill Crowe 5.

Proses Merill Crowe saat ini telah banyak digunakan di berbagai

perusahaan penambangan khususnya penambangan emas dengan kualitas bijih

emas yang rendah. Keuntungan dari proses ini adalah biaya produksi lebih murah

jika dibangdingkan dengan menggunakan karbon (Carbon in Pulp dan Carbon in

Leach) dan juga effisiensi proses yang tinggi.

Penelitian ini akan membahas optimalisasi proses pengendapan seng pada

ekstraksi emas dengan menggunakan larutan emas sintetis dalam skala

laboratorium dengan memvariasikan beberapa parameter seperti konsentrasi dan

kemurnian serbuk seng. Dari penelitian ini diharapkan dapat diketahui proses

yang optimal sehingga dapat diterapkan dalam aplikasi sebenarnya (pilot plan).


3

Larutan yang digunakan dalam proses pencucian atau leaching adalah sianida,

hal ini dimaksudkan untuk mempercepat reaksi dan penekanan biaya. Efek negatif dari

penggunaan sianida sebagai bahan pencuci bijih emas adalah efek toksisitas, yang bisa

berdampak terhadap lingkungan maupun pekerja.

1.2 PERUMUSAH MASALAH

Pemilihan proses yang tepat dan efisien menjadi salah satu faktor penting yang

harus dilakukan sebelum proses ekstraksi suatu bijih material berlangsung. Hal tersebut

harus dilakukan untuk mengefisiensi waktu dan biaya yang akan dilakukan dan yang

terpenting adalah besar perolehan emas yang akan di dapat setelah mengalami proses

ekstraksi. Selama ini penambang – penambang emas di Indonesia melakukan sistem

penambangan secara tradisional yang di ketahuinya secara turun temurun tanpa

mengetahui dan memperdulikan aspek penting lainnya terutama dalam efisiensi proses

dan keselamatan kerja. Artinya, dalam meningkatkan suatu proses penambangan

ekstraksi bijih emas secara tradisional, perlu diketahui kualitas bijih emas yang terdapat

di daerah tersebut dan memilih proses yang tepat sesuai dengan karakteristiknya

sehingga diharapkan emas yang di peroleh dapat meningkat dan tingkat pencemaran

terhadap lingkungan dapat berkurang.

Berdasarkan penjabaran tersebut di atas bahwa perumusan masalah dari

penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dan kemurnian seng pada

ekstraksi emas dengan metoda pengendapan seng, sehingga diharapkan proses

pengedapan dan recovery emas berlangsung secara optimal dengan memvariasikan

beberapa faktor seperti konsentrasi dan juga kemurnian serbuk seng yaitu dengan

kualitas teknis dan pro analis

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui pengaruh konsentrasi dan kemurnian serbuk seng dalam

proses ekstraksi dengan metoda zinc precipitation.

2. Mempelajari cara kerja proses ekstraksi emas dengan metoda zinc

precipitation


4

1.4 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian skala lab ini adalah

larutan emas sintetis 50 ppm, serbuk seng pro analis 98% dan serbuk seng

teknis 65%.

b. Konsentrasi serbuk seng yang digunakan berturut – turut adalah 50ppm,

500 ppm, 1000 ppm dan 1500 ppm.

c. Proses zinc precipitation menggunakan homogenizer selama 36 jam dan

kemudian di endapkan selama 24 jam dengan kondisi aerasi dan non

aerasi.

d. Pengujian recovery emas dilakukan dengan menggunakan metoda AAS

untuk mengetahui kadar emas hasil proses recovery

e. Karakterisasi senyawaan yang terkandung di dalam serbuk seng di uji

dengan menggunakan XRD

f. Karakterisasi struktur mikro dilakukan dengan menggunakan metoda

SEM.

.


5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. BIJIH EMAS

Emas pertama kali ditemukan dalam bentuk bebatuan berwarna kuning

dan merupakan logam pertama yang ditemukan oleh masyarakat jaman dahulu

sebagai logam penting dan berharga. Unsur kimia emas dalam tabel periodik yang

memiliki simbol Au (aurum) yang berasal dari penamaan latin yang memiliki arti

dewi yang bersinar5.

Emas merupakan logam transisi dalam tabel periodik. Emas memiliki

nomor atom 79, masa atom sebesar 196,96 g/mol, berat jenis emas yaitu 19,32 gr

cm-3 dan hanya memiliki satu isotop yaitu 197. Logam ini merupakan salah satu

logam berharga dikarenakan memiliki sifat yang unik pada stabilitas kimia,

konduktifitas listrik, mampu tempa dan keuletannya6.

Gambar 2.1. Bijih emas7


6

Jenis-Jenis Pelarut :

a) aqua regia 6mol/L;

b) HCL 6mol/L + Br2 0,2mol/L;

c) NaCN 0,45mol/L + 4-nitrobenzoid acid

0,1mol/L + NaOH 0,2mol/L;

d) HCl 6mol/L + Cl2;

e) HCl 6mol/L + H2O2 0,22mol/L;

f) NaCN 1mol/L;

Emas tidak bereaksi dengan air oksigen walaupun dalam temperatur yang

tinggi, nitrogen, hidrogen, iodin (under condition), namun emas dapat bereaksi

dengan asam-asam kuat dan kombinasai antara air. Larutan cair pada logam alkali

hidroksida,dan logam alkali sulfida tidak mampu melarutkan emas. Emas dapat

larut dengan sangat baik jika menggunakan larutan logam alkali disertai sianida

dan juga kehadiran oksigen atau dengan menggunakan oxidizing agent seperti

anogen bromide, asam 4-nitorbenzoid (proses Diehl). Berikut ini adalah kurva

laju kelarutan emas berbanding temperatur

Gambar 2.2. Kurva laju kelarutan emas dalam berbagai larutan berbanding temperatur 7

Temperatur VS Laju Kelarutan

Selain larutan sianida dan penambahan bahan pengoksidasi, emas juga

dapat larut dalam larutan thiosulfat disertain penambahan oksigen, namun laju

kelarutan emas dalam larutan thiosulfat tidak sebaik sianida. Emas dapat bereaksi

dengan klorin, dengan temperatur yang cukup tinggi yaitu 250 hingga 4700C. Ion-


7

ion emas dapat dikembalikan dari bentuk larutan ke dalam bentuk padatan dengan

cara electrolit deposition atau dapat juga dengan menggunakan bahan kimia

pereduksi yang memiliki potensial reduksi lebih rendah dari emas seperti serbuk

seng.

Tabel 2.1. Sifat-sifat emas8

Keterangan Sifat

Titik lebur 1064,43 0C

Titik uap 2808 0C

Atomic Volume (20 0C) 10,21 cm3/mol

Bentuk Kristal Kubik

Tahanan listrik (0 0C) 2,06 x 10-4

�cm

Konduktifitas thermal (0 0C) 3,14 W/cmK

Panas spesifik 0,138 J/grK

Entalpy of fusion 12,77 kJ/mol

Kekuatan tarik 127,5 N/mm3

2.2 PENGOLAHAN MINERAL EMAS

Semenjak ditemukannya sistem pengolahan emas dari bijh pada tahun

1890 dengan cara chlorine/choride – zinc cementation, maka eksplorasi dan

penambangan secara besar-besaran dilakukan oleh setiap negara termasuk di

Indonesia. Pada tahun 1889 Meril Crow menemukan suatu proses ekstraksi bijih

emas dengan menggunakan larutan sianida dan pada tahun 1916 di daerah

Australia ditemukan suatu proses ekstraksi emas dengan cara penggunaan karbon

sebagai reduktor. Zadra elution dikembangkan pada tahun 1952, pada tahun 1973

suatu perusahaan tambang emas di Amerika Serikat HomeStake Mine

memperkenalkan sistem carbon in pulp ke seluruh dunia dan menjadi awal dari

sistem pengolahan bijih emas secara modern. Berikut ini adalah gambaran skema

proses pengolahan mineral emas9


8

PrimaryCrushing

SecondaryCrushing SAG Milling

Ball Mi lling

Pre-aeration

Carbon-in-leach

Elution

Ele ctrow inning

Smelting

Feed

GOLD

PrimaryCrushing

SecondaryCrushing

SAG Milling

Rod Mill ing Ball Mi lling(or pe bble mi ll)

ThickeningGravi ty

Concent rationAgglomeration

FlotationHeap

Oxidation

PressureOxidation

Bio-oxidationRoastingHeapNeutralization

Pre-aeration Pre-aerationHeap

Cyanidation

Cyanidation CyanidationCarbon-in-

leachCarbon-in-

leach

Carbon-in-pulp

Carbon-in-pulp

CCDCCDCarbon-in-column

Elution ElutionElution

Elec trow inning Ele ctrow inningZinc

Precipitation

Zinc

PrecipitationElec trow inning

Smelting

Feed

To smelt ing

t

c

GOLD

PrimaryCrushing

SecondaryCrushing

SAG Milling

Rod Mill ing Ball Mi lling(or pe bble mi ll)

ThickeningGravi ty

Concent rationAgglomeration

FlotationHeap

Oxidation

PressureOxidation

Bio-oxidationRoastingHeapNeutralization

Pre-aeration Pre-aerationHeap

Cyanidation

Cyanidation CyanidationCarbon-in-

leachCarbon-in-

leach

Carbon-in-pulp

Carbon-in-pulp

CCDCCDCarbon-in-column

Elution ElutionElution

Elec trow inning Ele ctrow inningZinc

Precipitation

Zinc

PrecipitationElec trow inning

Smelting

Feed

To smelt ing

t

c

GOLD

Gambar 2.3. Diagram Alir Ekstraksi Emas9

Deposit bijih emas secara mineralogi dibagi menjadi yaitu primary dan

secondary gold-bearing materials. Primary gold-bearing materials adalah deposit

bijih emas yang langsung dapat digunakan tanpa harus melalui proses ekstraksi

atau dengan sistem pengolahan yang mudah. Jenis dari biji utama adalah : placers,

free milling ores, oxidized ores, silver-rich ores, iron sulfida, arsenic sulfides,

copper sulfides, antimony sulfides, tellurides, carbonaceous ores. Secondary gold-

bearing materials adalah suatu deposit bijih emas, dimana untuk mendapatkan

emas tersebut harus melalui proses tahapan ekstraksi yang cukup panjang. Jenis

dari secondary ores yaitu : grativity concentration, flotation concentration,

tailings, refinery materials, recycled gold.

Produksi emas suatu negara dipengaruhi oleh banyaknya jumlah deposit

yang terdapat disuatu wilayah atau negara. Big four atau empat besar merupakan

salah satu istilah yang digunakan untuk negara-negara yang memiliki jumlah

produksi terbesar, istilah tersebut selalu dipegang oleh Afrika Selatan, Amerika

Serikat, Australia dan Kanada10.


9

Gambar 2.4. Sebaran Deposit Emas10

Deposit bijih emas di Indonesia hampir terdapat di semua bagian wilayah

seperti pulau Kalimantan, Papua, Nusa Tenggara, Sumatra, Jawa, Sulawesi.

Deposit dan penambangan terbesar di Indonesia terdapat di Papua karena di

dalamnya terkandung lebih dari 50% deposit seluruh Indonesia. Jenis deposit yang

banyak terdapat di Indonesia adalah primary ores golongan oxidezed ores.

Oxidized ores adalah bijh mineral dilapisi oleh beberapa senyawa pengotor

umumnya oksida, sehingga untuk mendapatkan bijih emas perlu dilakukan proses

ekstraksi dan perlakuan khusus11. Daerah urat pada deposit emas oxidized ores

juga mengandung perak dan tembaga dalam jumlah yang lebih sedikit, dan untuk

mendapatkannya tergantung terhadap konsentrasi dan teknik leaching serta

recovery yang baik.

Gambar 2.5. Daftar Negara Dengan Tingkat Produksi Emas Tertinggi12


10

2.3 PROSES EKSTRAKSI EMAS

Pemilihan proses dalam ektraksi khususnya bijih emas harus dilakukan

secara selektif sesuai dengan jenis deposit, sumber daya manusia, biaya dan

teknologi yang ada. Faktor yang berpengaruh dalam pemilihan proses ekstraksi

bijih emas dibagi dalam enam kategori utama yaitu : geologi, mineralogi,

metalurgi, lingkungan, geografi, serta ekonomi dan politik. Setiap bagian

memiliki peran masing-masing, dimana faktor mineralogi dan metalurgi memiliki

dampak langsung terhadap proses ekstraksi bijih emas . Faktor geologi bertugas

melakukan eksplorasi terhadap kandungan deposit yang terdapat di suatu daerah,

jenis grade atau kelas dari bijih dan seberapa besar cadangan yang terkandung

dalam daerah tersebut. Kelas untuk bijih yang rendah dan tailings materials

umumnya memiliki kandungan sekitar kurang dari 0,5 - 1,5 g/t Au dan

membutuhkan biaya treatment yang murah seperti dump leaching. Sedangkan

untuk bijih berkadar tinggi lebih besar dari 1,5 g/t membutuhkan biaya yang besar

dan juga treatment yang baik seperti penggerusan, pelarutan, dan carbon in-pulp

(CIP)13.

2.4 HIDROMETALURGI

Proses hidrometalurgi adalah suatu reaksi kimia dalam sistem larutan yang

digunakan untuk mengekstrak, memurnikan dan mengembalikan mineral atau

logam penting menjadi bentuk padatan. Hal terpenting dalam proses ekstraksi

dengan menggunakan metoda hidrometalurgi adalah tahapan pencucian atau

leeching, dan pengembalian mineral menjadi bentuk padatan atau recovery14.

Logam – logam lain yang terdapat dalam bijih emas seperti perak atau platinum

group metal menjadi faktor pertimbangan yang penting dalam ekstraksi emas,

karena dengan adanya logam-logam tersebut dapat meningkatkan konsumsi bahan

baku (chemical) yang akan digunakan dan sangat berpengaruh terhadap efisiensi

produksi.

Ion komplek emas dalam larutan dapat direduksi menjadi logam emas

dengan menggunakan penambahan unsur atau senyawaa yang mempunyai

potensial reduksi yang lebih rendah dari logam emas seperti seng dan alumunium.


11

Metoda lain yang dapat digunakan untuk mereduksi larutan komplek emas yaitu

dengan menggunakan potensial yang berbeda yang berasal dari sumber di luar

sistem seperti elektrowining. Berikut ini adalah gambaran umum proses

hidrometalurgi pada emas

Gambar 2.6. Tahapan Proses Hidrometalurgi pada Ekstraksi Emas14

Perlakuan awal atau pretreatment memegang peranan penting dalam

proses ekstraksi khususnya secara hidrometalurgi. Kualitas bijih emas di

pengaruhi oleh senyawa-senyawa pengotor yang menutupi emas yang

menyebabkan emas sulit untuk didapat. Senyawa-senyawa pengotor tersebut

antara lain sulfida, oksida, karbonat, fosfat. Semakin banyak senyawa-senyawa

pengotor yang menyelimuti bijih emas maka kualitas bijih emas tersebut semakin

menurun, sehingga perlu dilakukan proses perlakuan awal untuk meningkatkan

kualitas bijih. Proses yang umum digunakan dalam perlakuan awal ini yaitu

refrectory15.

ore

pretreatment

leaching

Purification

treatment

recovery

refining

Effluent

treatment


12

2.5 LEACHING

Pelindihan atau leaching dalam ekstaksi emas adalah pelarutan logam atau

mineral dalam suatu larutan yang kompleks dan berlangsung secara oksidasi

untuk meningkatkan laju pencucian. Tidak semua larutan dapat digunakan dalam

mereaksikan emas16.

Sianida banyak digunakan sebagai larutan dalam ekstraksi karena

harganya yang relatif murah, efisiensi melarutkan emas (dan perak) yang baik dan

selektifitas yang baik untuk emas, perak dan logam lainnya. Kelemahan dari

penggunaan sianida sebagai larutan leaching adalah efek toksisitas yang dapat

menyebakan kerusakan pada kesehatan dan lingkungan sekitar. Oksidator yang

umum digunakan dalam pencucian dengan garam-garam sianida adalah oksigen

yang berasal dari air.

Gambar 2.7. Skema Reaksi Proses Leaching16.

NaCN = Na+ + CN- .............................................................................................. 3

CN- + H2O = HCN + OH- ..................................................................................... 4

HCN = H+ + CN- .................................................................................................. 5

Ion sianida (CN-) terbentuk pada kondisi pH 10,2 hal tersebut menjadi

sangat penting dalam aplikasi leaching, karena pada kondisi pH kurang dari 10,2

terkandung senyawa asam sianida (HCN) yang bersifat beracun. Laju volatilitas


13

sianida dipengaruhi oleh : konsentrasi hidrogen sianida, luas permukaan larutan,

temperatur dan fenomena transfer larutan dalam proses pencampuran17

Pencucian atau leahing tidak lepas dari reaksi kimia khususnya

elektrokimia. Emas dapat larut dalam garam-garam sianida, dimana emas akan

teroksidasi dan melarut menjadi senyawa sianida kompleks Au(CN)-2, Au(CN)-

4

hal tersebut menyebabkan emas menjadi reaksi anodik pada sistem elektrokimia.

Au(I) lebih stabil dari Au(III) dikarenakan mempunyai energi potensial (Ecell)

yang positif yaitu 0,59 V.

Au(CN)-2 + e = Au + 2CN- ................................................................................... 6

Perlakuan terhadap bijih dan konsentrat emas yang dilakukan dengan

menggunakan larutan garam sianida, pasitivitas emas mungkin saja terjadi

(bahkan pada konsentrasi sianida yang rendah) hal ini disebabkan oleh kehadiran

ion logam berat dalam konsentrasi yang kecil. Logam berat tersebut umumya

adalah merkuri yang berasal dari feed atau bahan kimia yang digunakan selama

proses, sehingga menyebabkan stabilitas formasi passivating layer.

Reaksi katodik dalam proses leaching dengan menggunakan larutan garam

sianida yaitu terjadinya reduksi oksigen . Pada kondisi normal yaitu temperatur

ruang, pH lebih besar dari 10,2 dan konsentrasi sianida maksimal 0,01M,

mekanisme reaksi berlangsung dengan persamaan.

O2 + 2H2O + 4e = 4OH- ....................................................................................... 7

Kelarutan emas secara keseluruhan dalam proses leahing dengan

menggunakan larutan garam sianida, reaksi antara katodik dan anodik dapat

dirumuskan dengan persmaan sebagai berikut.

2Au + 4CN- + O2 + 2H2O = 2Au(CN)-2 + H2O2 + 2OH- ..................................... 8

2Au + 4CN- + H2O2 = 2Au(CN)-2 + 2OH- ........................................................... 9

4Au + 8CN- + O2 + 2H2O = 4Au(CN)-2 + 4OH- ................................................ 10

Laju kelarutan emas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti : konsentrasi

garam sianida yang digunakan, konsentrasi oksigen yang terlarut, temperatur, pH,

luas permukaan emas yang terpapar, kemurnian emas. Konsentrasi sianida dan

oksigen yang terlarut dapat menjadi pembatas laju kelarutan emas hal itu

disebabkan oleh laju difusi antara sianida dan oksigen yang seimbang.

Konsentrasi sianida lebih mudah dikontrol jika dibandingkan dengan


14

konsentrasi oksigen, hal tersebut disebabkan oleh pengaruh kelarutan oksigen

yang rendah di dalam air pada kondisi atmosfir sekitar lingkungan. Daerah

penambangan yang memiliki kondisi di bawah atmosfir standar, harus

memikirkan pengaruh tersebut agar laju kelarutan emas tetap tinggi dan menjaga

effisiensi produksi.

Temperatur berpengaruh terhadap laju kelarutan emas, semakin tinggi

temperatur suatu proses leaching maka laju difusi suatu reaksi akan meningkat.

Namun dalam ektraksi emas, temperatur maksimum yang diizinkan adalah 800C,

jika melebihi temperatur tersebut, maka laju reaksi akan menurun. Hal tersebut

disebabkan oleh menurunnya laju kelarutan oksigen dan juga hilangnya ion-ion

emas yang terkandung di dalam larutan sianida. Bijih emas dengan kualitas yang

rendah (low grade ore) disarankan untuk meningkatkan temperatur selama proses

leaching yang berada pada daerah 210C hingga 450C.

Pencucian dengan menggunakan larutan sianida menjelaskan bahwa pH

yang dibutuhkan untuk melarutkan emas dengan baik berada pada nilai lebih besar

dari 9,4 untuk mengurangi hilangnya sianida selama proses. Pengaruh pH pada

laju kelarutan emas dengan nilai pH diatas 9,5 adalah kecil dan tergantung kepada

kehadiran senyawa larutan lain yang digunakan dan kualitas bijih. Dalam

beberapa kasus, laju kelarutan dapat menurun secara drastis dengan meningkatnya

nilai pH. Hal tersebut disebabkan oleh terjadinya gangguan terhadap reaksi secara

keselurahan seperti adanya larutan sulfida dan senyawa reaktif lainnya. Secara

keseluruhan kondisi pH yang digunakan untuk proses ekstraksi bijih emas

dipengaruhi oleh : pengaturan sifat slurry, viskositas slurry, biaya modifikasi pH,

pengendapan terhadap zat-zat lain (Ca, Fe), laju kelarutan senyawa lain (Cu, Fe)

yang berpengaruh terhadap proses pencucian emas.

Luas permukaan menjadi salah satu faktor yang berpengaruh terhadap laju

kelarutan emas, laju kelarutan akan meningkat jika ukuran luas permukaan bijih

semakin kecil. Ukuran bijih yang baik didapat jika melalukan perlakuan awal

(liberation) khususnya untuk bijih dengan kualitas yang kurang baik (low grade).

Ion logam-logam lain yang terkandung dalam bijih mampu mempengaruhi laju

kelarutan saat proses pencucian, hal tersebut dikarenakan ion-ion logam lain akan

bersaing dengan ion emas untuk larut dalam larutan sianida.


15

2.6 RECOVERY ZINC PRECIPITATION

Precipitation atau cementation atau pengendapan emas dengan

menggunakan seng telah diperkenalkan dan dikomersilkan oleh Merill Crowe

pada tahun 1890 dan telah banyak digunakan dalam industri pertambangan skala

besar. Proses ini diperkenalkan oleh Merill-Crowe dan dikembangkan secara terus

menerus sehinga mampu meningkatkan efisiensi proses dengan recovery emas

dari larutan lebih besar dari 98% bahkan hingga mencapai 99,5%. Proses Merill-

Crowe mempunyai keuntungan dalam hal biaya operasional jika dibandingkan

dengan proses penyerapan karbon (carbon adsorption) untuk perlakuan larutan

yang mengandung banyak perak. Keuntungan yang didapat dari proses ini adalah

kemampuannya dalam mengendalikan perubahan (fluctuation) grade emas di

dalam bijih. Zinc Precipitation pertama kali digunakan untuk perlakuan panas,

produksi high-grade solution dengan elusi karbon pada tahun 1981 di Amerika

Serikat dan Afrika Selatan dan telah banyak digunakan sebagai alternatif dari

proses elektrowining18.

Anodik Reaction

Zn = Zn2+ + 2e ................................................................................................... 11

Zn2+ + 4CN- = Zn(CN)2-4 ................................................................................... 12

Katodik Reaction

Au(CN)-2 + e = Au + 2CN- ................................................................................. 13

2Au(CN)-2 + Zn = 2Au + Zn(CN)2-

4 .................................................................. 14

Total Reaction

Au(CN)-2 +Zn + 4CN- = 2Au + 4CN- + Zn(CN)2-

4 ............................................. 15

Total Reaction ( Penambahan Oksigen)

O2 + 4H+ +4e = 2H2O ........................................................................................ 16

2H2O + 2e = H2 + 2OH- ..................................................................................... 17

Zn + 4CN- + 2H2O = Zn(CN)2-4 + 2OH- + H2 .................................................... 18

2Zn + O2 + 8CN- + 2H2O = 2 Zn(CN)2-4 + 4OH- ............................................... 19

2Au + 4 CN- + O2 + 2H2O = 2Au(CN)-2 + H2O2 + 2OH- .................................. 20


16

2.6.1 Reaksi Kinetik dan Efisiensi

Zinc Precipitation pada emas dengan menggunakan larutan sianida sangat

pengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini :

• Transfer massa pada Au(I) sianida dan spesimen sianida yang bebas

terhadap permukaan seng dari bulk solution,

• Adsorbsi spesies Au(I) sianida ke dalam permukaan seng, yang mana

dapat berpengaruh terhadap formasi spesies adsorbed, AuCN,

• Perpindahan elektron antara absorbed Au(I) sianida dengan seng,

• Desorption zinc sianida dari permukaan seng,

• Transfer massa zinc sianida ke dalam bulk solution.

Gambar 2.8. (a) Skema Proses dan (b) Potensial vs Arus pada Zinc Precipitation 19


17

2.6.2. Konsentrasi Emas

Laju pengendapan emas meningkat dengan meningkatnya konsentrasi

emas hal tersebut dipengaruhi oleh perpindahan massa dari emas dalam larutan ke

permukaan seng.

Gambar 2.9. Pengaruh Konsentrasi Emas terhadap Laju Pengendapan19

2.6.3 Konsentrasi Sianida

Konsentrasi sianida dapat berpengaruh terhadap laju pengendapan jika

nilai laju pengendapan berada di bawah nilai yg ditetapkan, dengan kata lain juga

dipengaruhi oleh konsentrasi emas dan pH. Laju pengendapan dikontrol oleh

difusi sianida ke permukaan seng, atau formasi lapisan tipis pasivasi yang

terbentuk oleh seng hidroksida. Perlakuan ektraksi emas untuk kondisi kurang

larutan sianida emas 1 g/t Au pada pH 10,5 memiliki konsentrasi kritikal sianida

yaitu 0,001 – 0,004 M CN- yang setara dengan 0,05 dan 0,20 g/L NaCN. Untuk

ektraksi emas dalam kondisi temperatur tinggi, konsentrasi larutan 20 – 100 g/t

Au, akan terbentuk seng hidroksida yrang tidak larut sehingga mempengaruhi

proses recovery yaitu kebutuhan akan sianida meningkat 2 – 5 g/L.


18

Gambar 2.10. Efek Konsentrasi Sianida19

2.6.4. Konsentrasi Seng

Laju pelarutan seng akan menurun dengan meningkatnya konsentrasi ion

seng, bahkan untuk kadar seng dengan kemurnian yang tinggi, logam seng mampu

mengurangi kemampuan emas untuk bereaksi dengan larutan sianida. Konsentrasi

seng yang tinggi mampu menghasilkan formasi seng hidroksida yang tidak dapat

larut dan mampu mempasivasi permukaan seng sehingga dapat menurunkan laju

pengedapan emas. Seng dapat dihilangkan dari sistem ektraksi emas dengan cara

pengendapan garam-garam seng dengan cara tailings atau heap leach pads.

Konsentrasi seng yang akan digunakan, dipengaruhi oleh pH dan konsentrasi

sianida, sebagai contoh 0,75 g/L Zn2+ untuk larutan yang mengandung 3 g/L

NaCN pada pH 11. Konsentrasi seng dapat dikontrol dengan cara mengontrol

sistem pencampuran larutan ke dalam proses leaching.

2.6.5. Partikel Seng

Konsentrasi seng dalam ektraksi emas dengan metoda precipitaion mampu

mempengaruhi reaksi dalam hal transfer massa yaitu dengan meningkatnya

ketersediaan luas permukaan seng sehingga mampu meningkatkan reaksi secara

kinetik. Kualitas partikel seng yang baik dapat dikontrol dengan menggunakan

sistem filtrasi, sifat-sifat filtrasi dalam pengendapan, dan ketersediaan serta


19

kualitas perbedaan ukuran antara serbuk seng dengan debu. Meningkatnya ukuran

partikel mampu meningkatkan laju reaksi namun konsumsi akan serbuk seng juga

meningkat. Sistem penyimapanan serbuk seng yang baik yaitu disimpan dalam

ruangan yang sejuk dan kering.

Gambar 2.11. Efek Ukuran Partikel Seng pada Zinc Precipitation20

2.6.6. Konsentrasi Oksigen Terlarut

Kehadiran oksigen terlarut menyebabkan penurunan laju presipitasi dan

efisiensi proses karena oksigen tersebut bersaing dengan emas dalam proses

reduksinya. Oksigen yang terlarut dalam proses presipitasi disebabkan oleh

temperatur proses dan juga konsentrasi emas. Konsentrasi kelarutan oksigen

sedikit berpengaruh terhadap presipitasi yang berasal dari proses panas, high

grade solution (sistem elusi karbon), dan de-aerasi karena kelarutan oksigen yang

rendah pada temperatur normal


20

Gambar 2.12. Pengaruh Oksigen dalam Ekstraksi Emas20

2.6.7. pH

Derajat keasaman atau pH merupakan salah satu faktor penting dalam

proses recovery. Proses presipitasi dengan temperatur normal dapat berlangsung

secara optimal jika berada pada daerah 10,5 – 11,9. Pada kondisi-kondisi tertentu

jika pH berada di bawah 8 disebabkan oleh reaksi reduksi dalam konsentrasi

sianida, sedangkan untuk pH diatas 12 disebabkan oleh adanya evolusi hidrogen

Gambar 2.13. Efek pH pada Zinc Precipitation20


21

2.6.8. Temperatur

Temperatur mempunyai pengaruh terhadap proses ektraksi emas, dimana

dengan meningkatnya temperatur maka laju kelarutan seng dan evolusi hidrogen

akan menurun. Kondisi reaksi pada temperatur 350C membutuhkan waktu selama

2 hari untuk proses presipitasi. Penambahan Pb(II) mungkin dapat mengurangi

konsumsi seng dan mampu meningkatkan efisiensi presipitasi

Gambar 2.14. Efek Temperatur pada Zinc Precipitation20


22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian ini adalah mengenai proses ekstraksi emas sintesis

dengan menggunakan serbuk seng yang berbeda konsentrasi dan kemurniannya

menggunakan metoda pengendapan seng atau zinc precipitation. Ekstaksi emas

difokuskan pada tahapan pengembalian emas atau gold recovery yaitu dengan

parameter penggunaan serbuk seng pro analis dan teknis untuk melihat seberapa

besar perbedaan kualitas yang akan diperoleh. Pengamatan dilakukan secara

manual dengan menggunakan log book. Setelah proses recovery selesai kemudian

dilakukan analisa secara AAS untuk larutan emas, SEM dan XRD untuk serbuk

seng

3.1 Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat dan bahan proses

preparasi, recovery dan pengujian. Berikut ini adalah daftar peralatan yang

digunakan : timbangan, gelas piala, homogenizer, pH meter, aerator, kertas saring.

3.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

larutan emas sintetis 50ppm, natrium sianida, serbuk seng 98% (pro analis),

serbuk seng teknis 65%, larutan buffer pH 12, air suling.

3.3. Tahapan Metoda Penelitian

Tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian meliputi :

3.3.1 Recovery larutan emas sintetis 50 ppm dengan metoda zinc

precipitation pro analis

Ditimbang secara berturut-turut serbuk seng sebanyak

0.0357 0,3572 gram, 0,7140 gram dan 1,0712 gram yang setara

dengan stokiometri, 500ppm (10x), 1000ppm (20x), dan 1500ppm

(30x) ppm seng dalam 50 ppm larutan emas sintesis. Serbuk seng

tersebut dimasukan ke dalam larutan sianida secara berkala dalam


23

empat kali penambahan serbuk seng selama 36 jam. Selama

proses recovery, larutan tersebut dalam keadaan terhomogenasi

dan dalam sistem aerasi dan non aerasi. Setelah proses recovery

selesai, larutan tersebut di uji dengan menggunakan metoda AAS

dan serbuk seng yang mengendap diuji dengan metoda XRD dan

SEM.

3.3.2 Recovery larutan emas sintesis 50 ppm dengan metoda zinc

precipitation dengan serbuk seng teknik

Ditimbang secara berturut-turut serbuk seng sebanyak

0,0357, 0,357 gram, 0,7140 gram dan 1,0712 gram yang setara

dengan stokiometri, 500 (10x), 1000 (20x), dan 1500 (30x) ppm

seng dalam 50 ppm larutan emas sintesis. Serbuk seng tersebut

dimasukan ke dalam larutan sianida secara berkala dalam empat

kali penambahan serbuk seng selama 36 jam. Selama proses

recovery, larutan tersebut dalam keadaan terhomogenasi dan

dalam sistem aerasi dan non aerasi. Setelah proses recovery

selesai, larutan tersebut di uji dengan menggunakan metoda AAS

dan serbuk seng yang mengendap diuji dengan metoda XRD dan

SEM.

3.4. Karakterisasi dan Pengujian

Karakterisasi dan pengujian yang dilakukan pada penelitian ini

adalah sebagai berikut :

3.4.1. Pengujian kadar larutan emas

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kadar emas hasil

proses recovery dengan menggunakan metoda AAS yang dilakukan

di Laboratorium Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Indonesia.

3.4.2. X-Ray Diffraction (XRD)

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui fasa atau

kandungan senyawa yang ada pada serbuk seng yang terendapkan

dalam proses recovery. Pengujian ini dilakukan dengan cara


24

menembakan sinar-x pada sampel dengan panjang gelombang

tertentu dari berbagai arah, selanjutnya sampel akan memantulkan

kembali sinar ini dan akan ditangkap oleh detektor yang

menampilkan data berupa grafik.

3.4.3. SEM

Digunakan untuk mengamati mikro struktur serbuk seng

dan juga sebarannya.

3.4.4. EDX

Digunakan untuk mengetahui senyawaan dominan yang

terkandung dalam serbuk seng

3.5. Diagram alir penelitian

3.5.1. Recovery Larutan Emas Sintesis

Gambar 3.1. Diagram Alir Pengujian

Larutan emas sintetis 50 ppm

Ditambahkan serbuk seng, Homogenasi 36 jam dan dalam keadaan aerasi

dan non aerasi

Larutan Konsentrat diedendapkan selama 24 jam

Larutan emas yang terecovery diuji dengan metoda AAS

Karakterisasi senyawaan Zinc Precipitate dengan

XRD

Karakterisasi mikrostruktur Zinc Precipitate dengan SEM

dan EDX


25

3.5.2. Penjelasan Diagram Alir

Larutan emas sintetis 50 ppm ditambahkan serbuk seng

dengan empat kali penambahan dalam waktu 36 jam dan dalam

sistem aerasi dan non aerasi. Larutan emas kemudian diendapkan

selama 24 jam setelah itu larutan emas diuji dengan menggunakan

metoda AAS untuk mengetahui kadar emas yang terecovery.

Sedangkan endapan diuji dengan menggunakan metoda XRD untuk

mengetahui senyawaan yang terkandung dalam endapan serbuk

seng dan diuji dengan menggunakan SEM serta EDX untuk

mengetahui mikrostruktur serbuk seng dan komposisi senyawaan.


26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 RECOVERY EMAS METODA AAS

Gambar 4.1. Recovery Zn Pro Analis

Gambar 4.2. Recovery Zn Teknis

Uji AAS di lakukan bertujuan untuk mengetahui prosentase pengembalian

emas yang dapat dicapai melalui serbuk seng, dimana ion-ion emas dalam larutan


27

sianida akan di reduksi oleh serbuk seng dan kemudian emas tersebut diharapkan

akan ikut terperangkap dan terendap di dalam serbuk seng.

Hasil pengujian AAS menunjukan bahwa secara umum kemurnian

konsentrasi seng antara serbuk seng pro analis 98% dan teknis 65% memiliki

kualitas recovery yang baik terutama pada konsentrasi yang tinggi dan juga

memiliki kecendrungan yang sama dalam berbagai konsentrasi serbuk seng.

Perbedaan yang mencolok antara serbuk seng pro analis dan teknis terdapat pada

konsentrasi 50 ppm Zn, dimana nilai recovery pada serbuk seng teknis lebih besar

dibandingkan dengan serbuk seng pro analis. Pada sistem aerasi, nilai recovery

seng teknis yaitu 70,96 % sedangkan seng pro analis yaitu 30.04 %. Sedangkan

pada sistem non aerasi, nilai recovery seng teknis yaitu 76.48 % sedangkan seng

pro analis yaitu 46.48 %

Gambar 4.1 dan 4.2 menjelaskan perbedaan recovery terutama pada

konsentrasi Zn 50 ppm. Pada konsentrasi tersebut, serbuk seng teknis memiliki

tinggkat recovery yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan serbuk seng pro

analis. Hal ini menjelaskan bahwa, pada konsentrasi rendah (50 ppm) perbedaan

kemurnian pada serbuk seng memiliki tingkat efektifitas yang berbeda jika di

bandingkan pada konsentrasi seng yang tinggi. Efektifitas recovery emas pada

konsentrasi serbuk seng 50 ppm mempunyai nilai yang lebih tinggi dibandingan

serbuk seng pro analis. Hal tersebut disebabkan oleh perpindahan massa antara

serbuk seng teknis dengan ion emas sianida lebih cepat sehingga laju reaksi

kinetik menjadi lebih cepat.

Meningkatnya konsentrasi Zn maka akan meningkatkan nilai recovery

emas. Hal tersebut sesuai dengan teori dimana jumlah konsentrasi serbuk seng

yang tinggi minimal 10 kali konsentrasi emas, mampu meningkatkan laju reaksi

antara ion emas sianida dan seng sehingga nilai recovery akan meningkat. Namun

jumlah konsentrasi yang tinggi akan membutuhkan konsumsi serbuk seng yang

tinggi dan akan berdampak pada biaya produksi. Selain itu nilai konsentrasi

serbuk seng 10 kali lebih besar dari konsentrasi emas juga dianggap tidak terlalu

efektif, karena sudah melebihi batasan optimal dalam proses pengembalian emas.

Faktor kehadiran oksigen terlarut dalam percobaan kali ini menunjukan

bahwa dengan adanya penambahan oksigen (aerasi) mampu mengurangi


28

persentase recovery emas. Pengaruh kehadiran oksigen dapat dilihat pada gambar

4.1 dan 4.2 dimana aeras dan non aerasi memiliki hasil yang berbeda. Hal tersebut

disebabkan oksigen bersaing dengan emas dalam proses reduksinya. Oksigen

yang terlarut dalam proses presipitasi disebabkan oleh temperatur proses dan juga

konsentrasi emas sehingga menyebabkan nilai prosentase recovery pada sistem

aerasi lebih rendah jika dibandingkan dengan non aerasi.

4.2 ANALISA XRD SENYAWAAN SERBUK SENG

Gambar 4.3. Data Uji XRD Zn Pro Analis

Gambar 4.4. Data Uji XRD 500 ppm Zn Teknis

Zn


29

Gambar 4.5. Data Uji XRD 1000 ppm Zn Teknis

Pengujian XRD dilakukan untuk mengetahui senyawaan yang terdapat

pada endapan serbuk seng hasil proses cementation yang dapat dilihat pada

gambar 4.3 hingga 4.5. Dimana hasil pengujian menjelaskan bahwa, senyawaan di

dominasi oleh senyawa seng. Pada gambar 4.3 yaitu hasil pengujian untuk serbuk

seng pro analis tanpa dilakukan proses sementasi, tujuan dari pengujian ini adalah

untuk melihat komposisi senyawa yang terkandung pada serbuk seng pro analis

yang digunakan pada proses zinc precipitation. Berdasarkan hasil pengujian, sudut

thetha 43,24 memiliki intensitas terbesar yaitu 1000 yang ditunjukan dengan tanda

lingkaran dengan warna dasar abu-abu. Hal tersebut membuktikan bahwa serbuk

seng yang digunakan dalam penelitian kali ini memiliki tingkat kemurnian yang

tinggi.

Gambar 4.4 merupakan hasil pengujian XRD serbuk seng teknis 500 ppm.

Pada hasil pengujian dapat diketahui bahwa intensitas dari emas terdapat pada

sudut 38 dengan intensitas kurang dari 400. Serbuk seng pro analis dengan

konsentrasi 1000 ppm dapat dilihat pada gambar 4.5 dimana pada gambar ini

mempunyai kecendrungan yang sama dengan hasil pengujian sebelumnya yaitu

500 ppm Zn. Peak emas tertinggi terdapat pada sudut 38 dengan intensitas 540.

Kualitas kemurnian dari serbuk seng mempengaruhi komposisi senyawaan

endapan serbuk seng hasil zinc precipiation, dimana serbuk seng dengan

kemurnian yang lebih tinggi yaitu 98% memiliki peak yang lebih tinggi.


30

Sedangkan serbuk seng dengan kualitas kemurnian yang lebih rendah yaitu 65%

memiliki peak pengotor yang lebih banyak dan juga jumlah konsentrasi dari

serbuk seng pada kemurnian 65% mempengaruhi jumlah peak pengotor, dimana

konsentrasi serbuk seng yang lebih tinggi yaitu 1000 ppm memiliki peak pengotor

yang lebih banyak.

Ukuran partikel dari serbuk seng sangat mempengaruhi laju pengendapan

pada proses zinc precipitation, dimana serbuk seng dengan ukuran partikel yang

lebih kecil yaitu serbuk seng pro analis mempunyai laju pengendapan yang lebih

lama jika dibandingkan dengan serbuk seng teknis. Serbuk seng dengan ukuran

partikel yang lebih kecil mempunyai laju difusi yang lebih lama sehingga

mempengaruhi terhadap laju pengendapan. Sehingga dalam aplikasi industri

penggunaan serbuk seng dengan kemurnian yang tinggi tidak disarankan untuk

dipergunakan.karena akan menambah beban biaya produksi dan juga optimalisasi

proses tidak akan tercapai.

4.3 STRUKTUR MIKRO SERBUK SENG

Pengujian SEM pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui morfologi

bentuk emas dan juga sebaran emas pada endapan seng. Pengujian ini dilakukan

dengan menggunakan teknik karbon tip tanpa dilakukan mounting. Sumber

menyebutkan bahwa morfologi emas dalam endapan seng dibawah pengamatan

SEM dan EDX berada dalam bentuk dendritik dengan ciri khas berbentuk runcing

yang tajam dan juga warnanya yang lebih terang dari matriksnya. Bentuk

dendritik mempunyai kekurangan yaitu bentuknya yang rapuh, sehingga mudah

terlepas dari serbuk seng.

Emas dapat terikat di ujung – ujung luar permukaan serbuk seng dengan

bentuknya yang runcing dengan kuat ikatan antara emas dan serbuk seng yang

lemah. Pada konsentrasi sianida yang tinggi, dimana terdapat ketersediaan ion

emas sianida yang cukup tinggi, maka akan mampu membuat serbuk seng

bertukar tempat dengan ion emas sianida, sehingga emas dapat menempel pada

permukaan serbuk seng. Struktur mikro emas yang menempel pada permukaan

seng dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


31

Gambar 4.6. Struktur Mikro Serbuk Seng 500 ppm Non Aerasi

Gambar 4.7. Struktur Mikro Serbuk Seng 500 ppm Aerasi

Pada gambar 4.7 dan 4.8 dapat dilihat hasil pengujian SEM untuk serbuk

seng dengan konsentrasi 500 ppm non aerasi dan aerasi. Pengujian SEM

dilakukan dengan metoda backscatered dimana matriks pada gambar gambar

diatas yaitu serbuk seng dengan warna hitam.

Berdasarkan gambar diatas dapat kita liat perbedaan yang cukup mencolok

antara struktur mikro serbuk seng aerasi dan non aerasi. Hasil pengujian untuk

serbuk seng dengan sistem aerasi memiliki strukur mikro yang lebih besar dan

lebih rapat jika dibandingkan dengan non aerasi. Maka hal tersebut sesuai dengan

data teori, dimana dalam proses cementation sistem non aerasi lebih baik jika


32

dibandingkan dengan aerasi karena keberadaan oksigen terlarut dalam proses zinc

precipiation mempengaruhi kecepatan reaksi reduksi antara seng dengan emas,

sehingga menyebabkan struktur mikro aerasi menjadi lebih besar.

4.4 ANALISA SENYAWAAN SENG METODA EDX

Tabel 4.1 Perkiraan Senyawaan Uji EDX Serbuk Seng Teknis 500 ppm

Sampel Titik Unsur Terdeteksi

Zn 500 ppm Teknis, Aerasi 1 Zn, ZnO, O, C

2 Zn, ZnO, O, C

Zn 500 ppm Teknis, Non Aerasi 1 Zn, ZnO, O, C

2 Zn, ZnO, O, C

Pengujian dengan metoda EDX, bertujuan untuk mengetahui senyawaan

dominan yang mungkin terbentuk selama proses zinc precipitation. Hasil

pengujian menunjukan bahwa pada sampel serbuk seng teknis aerasi 500 ppm

pada konsentrasi emas 50 ppm terdapat senyawaan Zn, ZnO, O dan C. Sedangkan

pada serbuk seng teknis non aerasi 500 ppm juga menyerupai hasil yang sama

dengan sistem aerasi yaitu Zn, ZnO, O dan C. Senyawaan tersebut diperkirakan

berasal dari reaksi sebagai berikut

2Au + 4CN- + Zn(CN)2-4 + O2 + 4H+ + 4e =

2Au + ZnO + HCN(g) + x.H2O(s) + 4e ................................................................ 21

Unsur Zn merupakan senyawaan utama pada endapan, sedangkan ZnO

merupakan senyawaan yang berasal dari proses oksidasi dan juga pengotor yang

terdapat pada serbuk seng. Unsur karbon berasal dari pengujian uji EDX yang

menggunakan teknik karbon tip, sehingga terdapat sisa karbon pada sampel saat

pengujian. Unsur oksigen terdeteksi pada saat pengujian karena berasal dari udara

pada saat pengujian.

Penambahan oksigen menyebabkan laju pengendapan emas pada proses

zinc precipitation menjadi berkurang khususnya dalam sistem aerasi, hal ini


33

disebabkan karena oksigen ikut bersaing dalam proses reduksi dengan emas dalam

larutan sianida. Hasil pengujian dengan menggunakan metoda EDX tidak

memperlihatkan terdapatnya emas secara kualitatif, hal tersebut dikarenakan

konsentrasi emas yang terlalu kecil.


34

BAB V

KESIMPULAN

1. Recovery emas pada kemurnian serbuk seng yang tinggi 98%, tidak

memiliki hasil yang optimal jika dibandingkan dengan serbuk seng teknis

65% pada metoda ekstraksi zinc precipitation

2. Recovery emas pada yang optimal terdapat pada seng konsentrasi 500 ppm

dengan nilai recovery sebesar 99,8% untuk sistem aerasi dan non aerasi.

3. Perbedaan kualitas recovery emas dalam sistem aerasi dan non aerasi

terdapat pada konsentrasi seng 50ppm, dimana nilai recovery sebesar

30.04% untuk areasi dan 46.48% untuk non aerasi pada serbuk seng pro

analis.

4. Hasil pengujian XRD menunjukan bahwa unsur emas terdeteksi pada

sudut theta 390 dengan intensitas 850.

5. Pengujian SEM menjelaskan, bahwa ukuran butir pada sistem non aerasi

memiliki ukuran yang lebih kecil jika dibandingkan dengan aerasi.

6. Hasil pengujian EDX menunjukan bahwa, komposisi dominan yang

terdapat pada endapan proses zinc precipitation konsentrasi 500 ppm

aerasi dan non aerasi yaitu Zn, ZnO, O dan C.


35

DAFTAR PUSTAKA

1. Laznika, Peter. Giant Metallic Deposits Future Sources of Industrial

Metals. 2006. Springer-Verlag, Berlin.pp118

2. Holliday.R ,C. Corti. Gold Science and Application. 2010. CRC Press.

Florida, USA.pp10

3. L. Andrew, D. Mullar, Deruk, Barnett. J. Mineral Processing Plant

Design, Practice, and Control, Volume 2. 2002. SME. Colorado,

USA.pp.1665

4. Bartlett. W Robbert. Leaching and Fluid Recovery of Materials, 2nd

Edition. 1998. Gordon and Breach Science Publisher. Amsterdam.pp.63-

64

5. A. Laguna, 2008. Modern Supermolecular Gold Chemistry. Wiley-Vch

Verlag Gmbh. Zaragoza, Spain.pp.24

6. Mcdonald. H.Eoin. Handbook of Gold Exploration and Evaluation.

Woodhead Publisher. Washington DC, USA.2007.pp1

7. Habashi, Fatih. Handbook of Extractive Metallurgy Volume III. 1997.

Wiley-Vch, New York.pp1986-1989.

8. Bond, C Geoffrey, Louis, Catherine. Catalysis by Gold. 2006. Imperial

Collage Press.pp26

9. Habashi, Fatih. Handbook of Extractive Metallurgy Volume III. 1997.

Wiley-Vch, New York.pp1990-1991

10. Holliday.R ,C. Corti. Gold Science and Application. 2010. CRC Press.

Florida, USA.pp16-19.

11. http://www.ima-api.com/downloads.php?pid=44&cat=2 (diunduh april

2011)

12. http://67.19.64.18/news/Dani/images/5-13tc/2.jpg (diunduh april 2011)

13. Marsden, O Jhon, House, C Lain. The Chemistry of Gold Extraction.

Society for mining and metallurgy.2006. Collorado, USA.pp69-70




36


Society for mining and metallurgy.2006. Collorado, USA.pp147


Society for mining and metallurgy.2006. Collorado, USA.pp233

17. Gupta, C.K. Chemical Metallurgy Principles and Practice. Wiley-Vch,

Germany 2003.pp466

18. L. Andrew, D. Mullar, Deruk, Barnett. J. Mineral Processing Plant

Design, Practice, and Control, Volume 2. 2002. SME. Colorado,

USA.pp.1748-1750

19. http://www.google.co.id/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBgQFjAA

&url=http%3A%2F%2Fwww.saimm.co.za%2FJournal%2Fv079n07p191.

pdf&rct=j&q=current%20vs%20potential%20zinc%20precipitation%20of

%20gold&ei=TTP_TcqKLdGqrAfKlOjeDw&usg=AFQjCNHlWBJdzSy5

RN_6fr0MNH96awd7yg&cad=rja (diunduh april 2011)




37

Lampiran


38

Hasil Pengujian AAS Pengembalian Emas 50 ppm


39



40



41

Hasil Pengujian XRD Zn Pro Analis


42

Hasil Pengujian XRD Zn Teknis 500 ppm


43

Hasil Pengujian XRD Zn Teknis 1000 ppm


44

Hasil Uji SEM Zn Pro Analis 500 ppm Non aerasi, Au 50 ppm


45

Hasil Uji SEM Zn 500 ppm Aerasi, Au 50 ppm


46

Hasil Pengujian XRF Zn Teknis 500 ppm Aerasi, Au 50 ppm


47

Uji EDX Zn Teknis 500ppm Aerasi, Au 50 ppm


48

Hasil Uji EDX Zn Teknis 500 ppm Non Aerasi, Au 50 ppm


49

Hasil Uji EDX Zn Teknis 500 ppm Non Aerasi, Au 50 ppm


PENGARUH KONSENTRASI DAN KEMURNIAN SERBUK …lib.ui.ac.id/file?file=digital/20292024-S1454-Pengaruh...

Documents

Transcript of PENGARUH KONSENTRASI DAN KEMURNIAN SERBUK …lib.ui.ac.id/file?file=digital/20292024-S1454-Pengaruh...