PERANCANGAN PABRIK PENGOLAHAN EMAS

Ferry Ardianto (12506039)M. Agusnadi (12507001)Prassetyo Sandha Irianto (12507019)

Outline

Pendahuluan

Basis Desain Pabrik

PFD Process

Deskripsi Proses

Perhitungan dalam Desain

Daftar Alat

Pendahuluan

• Emas merupakan salah satu logam mulia berharga yang mempunyai manfaat dan fungsi yang penting bagi kebutuhan manusia.

• Pemanfaatan emas antara lain adalah sebagai perhiasan, bahan tambahan pada alat-alat elektronik, alat jual beli, dsb. Karena kebutuhan terhadap logam emas yang semakin besar maka dilakukan proses penambangan dan pengembangan-pengembangan dalam ekstraksi bijih emas.

• Kandungan emas dalam bijih umumnya relatif kecil. Untuk bijih yang ada di permukaan (open pit) kandungan emas dalam bijih tersebut pada umumnya sekitar 1 – 5 gr/ton (5 ppm), sedangkan bijih yang lebih dalam lagi kandungan emas hanya sekitar 3 gr/ton (3 ppm).

Proses Pelindian Bijih Emas

• Agitation leaching• Heap leaching

Recoveri Emas dari Larutan Hasil Pelindian• Sementasi dengan serbuk seng (Merril Crowe)• Carbon in Leach (CIL)• Carbon in Pulp (CIP)• Carbon in Column (CIC)• Resin in Leach• Resin in Column

Adsorpsi dengan Karbon Aktif

• CIL efektif untuk bijih preg-rob. Karbon aktif telah ditambahkan dalam tangki pelindian.

• Berbeda dengan proses sementasi dengan serbuk seng, proses CIP dan CIL dapat merecover Au langsung dari lumpur (slurry).

• Secara umum proses CIL mempunyai biaya modal (capital cost) yang lebih rendah dari CIP karena tidak diperlukan sejumlah tangki-tangki untuk adsorpsi Au (proses adsorpsi dilakukan sekaligus dalam tangki pelindian).

• Proses CIL mempunyai kelemahan dalam kinetika (laju) adsorpsi Au (proses adsorpsi Au berlangsung lebih lambat).

Flowsheet Pengolahan Emas Jalur CIL

Basis Desain

• Cadangan emas sebesar 15.400 kg. • Target produksi emas dalam bullion 500 kg per tahun.• Umur penambangan 30 tahun • Kapasitas penambangan = 325.000 ton/tahun• Kapasitas pabrik pengolahan = 1000 ton bijih/hari• Kadar emas dalam bijih = 1,54 gram/ton• Kadar perak dalam bijih = 49 gram/ton• Densitas bijih = 2,7 gram/cm3 • Persen solid = 40%• Waktu pelindian = 24 jam• pH = 11,5• Kekuatan sianida 0,14%• Ukuran tangki pelindian (Diameter = 7 meter, tinggi 7.6 meter, volume efektif =

90%)• Recoveri Au dalam proses pelindian = 90%• Recoveri Ag dalam proses pelindian= 85% • Recoveri total Au dalam proses adsorpsi dan electrowinning = 90% • Recoveri total Ag dalam proses adsorpsi dan electrowinning = 85%

PFD Process

Unit Kominusi dan Preparasi Bijih Emas Proses CIL

CN Destruction Plant

Deskripsi Proses

Peremukan

• Jenis peremuk primer yang digunakan adalah Jaw Crusher.• Mendapat umpan langsung dari stockpile maupun pit.• Unit peremuk berfungsi untuk memecah bijih dari tambang yang

berukuran –400 - 500 mm menjadi –12,5 – 10 mm.

Penggerusan

• Menggunakan 6300kw SAG Mill dan 4100kw Ball Mill• Mengolah bijih basah sebanyak 780-790 ton/jam• Menghasilkan 80% produk berukuran 75 mikron

Leaching

• Proses yang digunakan adalah CIL (Carbon in Leach) dengan NaCN sebagai reagen pelindi

• Digunakan 8 buah tangki agitator mekanik dengan diameter 7 m, ketinggian 7,6 m dan volume efektif 90%.

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O 4NaAu(CN)2 + 4NaOH4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O 4NaAg(CN)2 + 4NaOH

Paramater Proses Leaching

• Distribusi ukuran partikel• Konsentrasi sianida• Oksigen terlarut• Intensitas pengadukan• pH slurry• Persentasi padatan• Waktu tinggal

Adsorpsi dengan Karbon Aktif• Slurry dialirkan dari tangki pertama hingga tangki

kedelapan dengan pemompaan dan mekanisme gravitasi.

• Karbon aktif dipompakan dari tangki terakhir ke tangki pertama berlawanan arah (counter current) dengan aliran utama slurry.

• Proses adsorpsi emas dan perak berlangsung dengan mekanisme sebagai berikut:

C – OH + Au(CN)2- C – Au(CN)2 + OH-

C – OH + Ag(CN)2- C – Ag(CN)2 + OH-

Pencucian dengan Larutan Asam (Acid Washing)

• Tujuan dari proses pencucian asam adalah menghilangkan endapan-endapan (scales) seperti karbonat pada pori-pori karbon sehingga pori-pori mikro karbon dapat terbuka kembali dan digunakan untuk proses adsorpsi pada siklus berikutnya.

• Asam yang digunakan dalam proses pencucian adalah asam klorida (HCl), asam nitrat (HNO3).

• Setelah pencucian asam selesai, karbon dibilas dengan air selama kurang lebih 2 jam untuk menghilangkan asam-asam sisa yang menempel pada karbon.

• Larutan asam dan bilasan yang telah digunakan akan dibuang ke pengental tailing. Proses pencucian asam dapat dilakukan dalam kolom elusi maupun di dalam tangki yang terpisah khusus untuk pencucian asam ini.

• Desorpsi emas dan perak dalam proses elusi berlangsung dengan mekanisme sebagai berikut (kebalikan dari proses adsorpsi):

C – Au(CN)2 + OH- C – OH + Au(CN)2-

C – Ag(CN)2 + OH- C – OH + Ag(CN)2-

• Proses elusi umumnya dilakukan pada temperatur 90 – 120oC dengan cara memompakan larutan eluant melalui sebuah kolom yang berisi tumpukan karbon yang telah dimuati emas (packed bed loaded carbon).

Desorpsi (Elusi) Emas

Reaktivasi Karbon

• Proses rekativasi karbon bertujuan menghilangkan kontaminan-kontaminan organik yang terjebak dalam struktur karbon.

• Proses reaktivasi karbon dilakukan dengan cara pemanasan karbon pada temperatur 650 – 750oC di dalam tungku yang atmosfernya bersifat non-oksidatif.

• Tangki pendinginan kejut digunakan untuk mendinginkan karbon yang sudah diaktivasi di dalam kiln.

Rotary Kiln

Electrowinning

• Larutan eluate kemudian dipompakan ke dalam sel electrowinning. Emas akan diendapkan pada permukaan katoda yang terbuat dari baja wool (steel wool).

• Proses pengendapan emas di katoda diikuti oleh oksidasi air di anoda sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi elektrokimia sebagai berikut:Katoda : Au(CN)2

- + e- → Au + 2CN-

Anoda : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e-

• Sesudah proses electrowinning selesai, katoda dikeluarkan dari sel; lumpur (sludge) pada dasar sel dicuci dan dipompakan ke dalam filter bertekanan (filter press).

Parameter-parameter dalam Proses Electrowinning

• Mekanisme loading dan unloading katoda dan anoda• Tipe anoda dan katoda• Rapat arus. • Rapat arus umumnya berkisar antara 20 - 70 A/m2.• Kapasitas rectifier• Luas permukaan katoda• Temperatur larutan• Komposisi larutan• Waktu tinggal dalam setiap sel• Laju alir larutan• Efisiensi arus• Jumlah sel• Kapasitas produksi setiap sel• Material konstruksi sel electrowinning• Sistem pengambilan sludge dari dasar sel

• Filter cake kemudian dicampur dengan fluks, umumnya borax, soda ash dan diumpankan ke dalam sebuah tanur induksi (induction furnace).

• Temperatur peleburan pada tanur induksi adalah sekitar 1200oC. Dalam proses peleburan di dalam tanur induksi ini terjadi pemisahan dore bullion dan terak (slag).

• Terak kemudian dituang ke dalam pot terak (slag pot), sedangkan dore bullion dicetak dalam bentuk ingot untuk dikirimkan ke pabrik pemurnian

Peleburan dan Pencetakan Bullion

Pengolahan Sianida

• Reaksi Cyanide KillingCN- + O2+H2O+ SO2 -> OCN-+ H2SO4

OCN- + 2H2O -> NH4+ + CO3

2-

• Pabrik pengolahan Sianida mampu mengolah sianida hingga konsentrasi 4-7 ppm sebelum dibuang ke kolam penampungan/sungai

Kebutuhan Reagen

• SO2 21785 ton/tahun• Lime 23983.3 ton/tahun• CuSO4 30.39 ton/tahun

Perhitungan dalam Desain

Perhitungan dalam Proses Pelindian

Waktu Efektif Produksi 325 hari

Frekuensi Pelindian per Tahun 325 kali

Berat Bijih Kering 325000 ton

Berat Air 487500 ton

Volume Slurry per Leaching 1870,37 m3

Volume Efektif Tangki Agitator 263,1 m3

Jumlah Tangki Agitator 8 tangki

Perhitungan Kebutuhan Sianida per Tahun

Berat Emas per Tahun 500,5 kg/tahun

Berat Perak per Tahun 15925 kg/tahun

Berat NaCN per Tahun 17,3 ton/tahun

Perhitungan Kebutuhan Karbon Aktif per Tahun

Volume Slurry per Tahun 607870370 L

Kebutuhan Karbon per Tahun 6078,7 ton/tahun

Karbon Make Up 911,8 ton/tahun

Kebutuhan CaO pada Proses Pelindian

Konsentrasi CaO yang Ditambahkan 150 ppm

Volume per Tangki 263100 L

Kebutuhan CaO per Tangki 39,465 kg

Kebutuhan CaO 8 Tangki 315,72 kg

Kebutuhan CaO per Tahun 102,61 ton/tahun

Perhitungan Proses Electrowinning Au

Berat Aktual Emas Proses Electrowinning 1,54 kg

Berat Teoritik Emas 15,87 kg

Efisiensi Arus 90 %

Rapat Arus Katodik 50 A/m2

Jumlah Katoda 35

Arus Rectifier 3500 A

Tegangan Listrik Tiap Bak 9 V

Jumlah Rectifier 1

Tegangan Rectifier 45 V

Daya Rectifier 157,5 kW

Konsumsi Energi per kg Au 14,03 kWh/kg Au

Daftar Alat

Unit Kominusi• Jaw Crusher

• Kapasitas : 35-60 t/h• Ukuran –400 - 500 mm menjadi –12,5 – 10 mm.• Motor Power : 30 kw• Dimensi : 1820×1810×1710

• Ball Mill

Jumlah : 2 buahKapasitas : 16-29 t/hOutput : 80% berukuran 75 mikron

• Ore Bin

Kapasitas : 2000 t/h

Leaching and Adsorption Tank

Jumlah : 8 tangkiKapasitas : 270 m3/hari

Calcining Oven

• Jumlah : 1 buah

Rotary Kiln

Kapasitas : 0.4 m3/h

Diameter : 40 cmPanjang : 3 m

Thickener

Jumlah : 2 buah

Cyclone

• Jumlah : 2 buah

Electrowinning Cell

Jumlah bak : 5 bakJumlah katoda/bak : 35 katoda

Induction Furnace

Jumlah : 1 buah