KIMIA FISIKA (PENGOLAHAN EMAS )

Pengolahan Emas 1. Metode Eksplorasi  Kecenderungan terdapatnya emas terdapat pada zona epithermal atau disebut zona alterasi hidrothermal. Zona alterasi hidrotermal merupakan suatu zona dimana air yang berasal dari magma atau disebut air magmatik bergerak naik kepermukaan bumi. Celah dari hasil aktivitas Gunung api menyebabkan air magmatik yang bertekanan tinggi naik ke permukaan bumi. Saat air magmatik yang yang berwujud uap mencapai permukaan bumi terjadi kontak dengan air meteorik yang menyebabkan larutan ion tio kompleks, ion sulfida, dan ion klorida yang membawa emas terendapkan. Air meteorik biasanya menempati zona-zona retakan-retakan batuan bekuyang mengalami proses alterasi akibat pemanasan oleh air magmatik. Sei ring denganmakin bertambahnya endapan dalam retakan-retakan tersebut, semakin lama retakan-retakan tersebut tertutup oleh akumulasi endapan dari logam-logam yangmengandung ion-ion kompleks yang mengandung emas. Zona alterasi yang potensial mengandung emas dapat diidentifikasi dengan melihat lapisan pirit atau tembaga pada suatu reservoar yang tersusun atas batuan intrusif misalnya granit atau diorit. a.       Metode resistivity Respon emas terhadap IP dan resistivity sangat beragam dan cukup sulitdiidentifikasi dimana tidak setiap vein atau retakan bekas hidrotermal mengandung emas. Berdasarkan hasil IP dan resistivity atau magnetotelurik suatu vein dapat diidentifikasi mengandung emas dengan melihat pada nilai true_R atau tahanan sebenarnya yang sangat kecil, namun perlu diperhatikan bahwa tidak setiap nilai resistivity yang rendah dari suatu vein dipengaruhi oleh emas karena selain emas jugaikut terendapkan mineral pirit dan tembaga yang juga memiliki nilai tahanan jenis yang rendah Korelasi data IP dan resistivity dengan data geokimia suatu zona alterasisangat penting dimana melalui data geokimia kita dapat menentukan mineral apakahyang dominan mengontrol rendahnya nilai resistivitas apakah emas, tembaga, atau pirit. Sehingga kita dapat mengetahui mineral apa yang dominan terendapkan padasuatu vein. Berdasarkan hasil dari IP dan resistivity sebaiknya dikorelasikan lagi dengan data bor lokasi penelitian. Korelasi ini sangat penting karena metode geolistrik (IP dan resistivity) adalah proses awal atau suatu proses perabaan yang merupakan dugaan sementara. Korelasi dari data bor tadi akan meminimalkan error yang ada. Dalam proses analisis geolistrik sebaiknya berhati-hati dengan water tableyang akan menurunkan nilai resistivitas apalagi jika daerah tersebut merupakan suatuzona basah seperti adanya sungai dalam zona argilic nilai resistivitas akan bernilai rendah hal ini akan disebabkan karena adanya ion-ion yang terikat dalam zonaalterasi argilic. b.      2. Metode Geokimia Eksplorasi geokimia khusus mengkonsentrasikan pada pengukuran kelimpahan,distribusi, dan migrasi unsur-unsur bijih atau unsur-unsur yang berhubungan eratdengan bijih, dengan tujuan mendeteksi endapan bijih. Dalam pengertian yanglebih sempit eksplorasi geokimia adalah pengukuran secara sistematis satu ataulebih unsur jejak dalam batuan, tanah, sedimen sungai aktif, vegetasi, air, atau gas, untuk mendapatkan anomali geokimia, yaitu konsentrasi abnormal dari unsur tertentu yang kontras terhadap lingkungannya (background geokimia). Pada metode geokimia, unsur-unsur jejak dan unsur penunjuk dari emas yangmenentukan keberadaan emas, misalnya unsur perak (Ag) dan batuan disekitarnya. Selain itu, vegetasi di sekitar keterdapatan emas menunjukkankeberadaan emas.Alasan penggunaan unsur penunjuk antara lain: 1.Unsur ekonomis yang diinginkan sulit dideteksi atau dianalisis 2.Unsur yang diinginkan deteksinya mahal 3.Unsur yang diinginkan tidak terdapat dalam materi yang diambil (akibat perbedaan mobilitas) Contohnya : Emas kelimpahannya kecil dalam bijih, oleh karena itu poladispersinya hanya mengadung kadar emas yang sangat rendah, kurang dari batasminimal yang dapat dianalisis. Di lain pihak, Cu, As, atau Sb dapat berasosiasi dengan emas dalam kelimpahan yang relatif besar. Proses Pengolahan Dalam penambangan emas, logam emas tidak berada dalam bentuk murninya,akan tetapi masih bercampur dengan logam dan campuran lain. Karena itu perlu adanya pemisahan dan pemurnian logam emas. Selama ini, pemisahan emas dilakukan dengan cara sianidasi, amalgamasi, dan peleburan Sedangkan pemurnianemas dengan cara elektrolisis. Namun metode-metode tersebut banyak menimbulkan dampak negatif bagilingkungan.. Hal ini karena bahan kimia yang digunakan untuk reaksi-reaksi diatas bersifat toksik terhadap lingkungan. a.       Amalgamasi Amalgamasi adalah proses penyelaputan partikel emas oleh air raksa dan membentuk amalgam (Au ± Hg). Amalgam masih merupakan proses ekstraksi emas yang palingsederhana dan murah, akan tetapi proses efektif untuk bijih emas yang berkadar tinggidan mempunyai ukuran butir kasar (> 74 mikron) dan dalam membentuk emas murni yang bebas (free native gold).Proses amalgamasi merupakan proses kimia fisika, apabila amalgamnya dipanaskan,maka akan terurai menjadi elemen-elemen yaitu air raksa dan bullion emas. Amalgamdapat terurai dengan pemanasan di dalam sebuah retort, air raksanya akan menguapdan dapat diperoleh kembali dari kondensasi uap air raksa tersebut. Sementara Au-Agtetap tertinggal di dalam retort sebagai logam Metode amalgamasi, yang dalam penggunaannya melibatkan raksa, hanya dapat mengisolasi emas sekitar 50%-60%. Selain dinilai tidak efisien, raksa jugamenghasilkan residu yang berdampak negatif bagi lingkungan (Hocker, 2000).Bahkan uap raksapun dianggap berbahaya jika terhirup manusia. Gejala keracunan pada manusia antara lain : batuk, nyeri dada, bronchitis, pneumonia, tremor,insomnia, sakit kepala, cepat lelah, kehilangan berat badan, dan gangguan pencernaan. b.              Sianidasi Proses Sianidasi terdiri dari dua tahap penting, yaitu proses pelarutan dan proses pemisahan emas dari larutannya. Pelarut yang biasa digunakan dalam proses cyanidasi adalah NaCN, KCN, Ca(CN)2, atau campuran ketiganya. Pelarut yang paling sering digunakan adalah NaCN, karena mampu melarutkan emas lebih baik dari pelarut lainnya. Secara umum reaksi pelarutan Au dan Ag adalah sebagai berikut: 4Au  + 8CN-  +  O2  + 2 H2O = 4Au(CN)2- + 4OH- 4Ag  +  8CN- + O2  + 2 H2O = 4Ag(CN)2- + 4OH Pada tahap kedua yakni pemisahan logam emas dari larutannya dilakukan dengan pengendapan dengan menggunakan serbuk Zn (Zinc precipitation). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2 Zn + 2 NaAu(CN)2+ 4 NaCN +2 H2O = 2 Au + 2 NaOH + 2 Na2Zn(CN)4 + H2  2 Zn + 2 NaAg(CN)2 + 4 NaCN + 2 H2O = 2 Ag + 2 NaOH + 2 Na2Zn(CN)4 +H2 Penggunaan serbuk Zn merupakan salah satu cara yang efektif untuk larutan yangmengandung konsentrasi emas kecil. Serbuk Zn yang ditambahkan kedalam larutanakan mengendapkan logam emas dan perak. Prinsip pengendapan ini mendasarkanderet Clenel, yang disusun berdasarkan perbedaan urutan aktivitas elektro kimia darilogam-logam dalam larutan cyanide, yaitu Mg, Al, Zn, Cu, Au, Ag, Hg, Pb, Fe, Pt.setiap logam yang berada disebelah kiri dari ikatan kompleks sianidanya dapatmengendapkan logam yang digantikannya. Jadi sebenarnya tidak hanya Zn yangdapat mendesak Au dan Ag, tetapi Cu maupun Al dapat juga dipakai, tetapi karenaharganya lebih mahal maka lebih baik menggunakan Zn. Proses pengambilan emas- perak dari larutan kaya dengan menggunakan serbuk Zn ini disebut ³Proses MerillCrowe´ Mengingat metode-metode yang tidak ramah lingkungan tersebut, makadiperlukan metode lain yang lebih ramah terhadap lingkungan. Menurut Gardea-Torresdey, et al. (1998) sejak lama telah diketahui bahwa tumbuhan memilikikemampuan untuk mengambil emas dari tanah dan mengakumulasikannya dalam jaringan secara cepat, baik secara aktif melalui metabolisme tumbuhan atau secara pasif melalui gugus fungsional dalam jaringan tumbuhan. Kemampuan ini dapatdimanfaatkan untuk memperoleh kembali ion emas(III) dari larutannya. Dewasa ini telah banyak dikembangkan metode adsorpsi dengan menggunakan biomassa tumbuhan, yang dikenal sebagai metode fitofiltrasi. Biomassa tumbuhandapat digunakan untuk mengadsorpsi ion logam kationik maupun anionik. Berbagai penelitian menunjukkan bahwa biomassa tumbuhan dapat mengikat berbagai ionlogam seperti Cu(II), Ni(II), Cd(II), Cr(III), Sn(II), Au(III), dan Zn(II) (Gardea-Torresdey, et al. 1998). Selain itu, biomassa bersifat biodegradable, sehingga penggunaannya bersifat ramah lingkungan. Tiemann, et al., (2004) menduga bahwa gugus - gugus aktif yang terdapat pada protein dalam tumbuhan berperan penting bagi proses pengikatan ion logam.Tumbuhan yang memiliki kadar protein tinggi dan dapat digunakan untuk mengikat emas(III) dengan metode fitofiltrasi adalah rumput gajah. Metode fitofiltrasi ini diharapkan sebagai metode alternatif yang dapat digunakan dalam pengolahan pertambangan emas di Indonesia, sehingga residu dari hasil tambang emas yang diperoleh tidak akan membahayakan bagi lingkungan, hewan,dan manusia. Pengolahan emas sistem pelarutan ( leaching) sianida ataupun tioureakonvensional baru bernilai jika dilakukan terhadap batuan dengan kandunganminimal emas 5 gram / ton. Padahal dalam kenyataannya mayoritas batuan emasmemiliki kandungan yang lebih kecil dari itu. Agar batuan dengan kandungan emas minimal 1 gram / ton dapat diproses secara ekonomis, maka diciptakan sistem pengolahan dump leach / heap leach. Berbeda dengan cara - cara konvensional, dalam sistem ini tidak dilakukan penghalusan ukuran batuan. Dengan kata lain tak perlu dilakukan proses - prosesmekanis terhadap batuan hasil tambang. Batuan dengan ukuran seperti apa adanyaditumpuk diatas bidang datar ( lapang) yang telah dilapisi polimer sejenis plastik.Plastik berfungsi menahan cairan kimia agar tak meresap ke lapisan tanah di bawahnya, sehingga aman dari pencemaran. Proses pelarutan dilakukan dengan menyemprot cairan kimia dengan metodehujan buatan melalui sprinkle - sprinkle yang ditempatkan di atas tumpukan batuan.Tetes larutan selanjutnya akan melakukan penetrasi ke pori - pori batuan, melarutkanlogam - logam yang di inginkan. Gaya grafitasi membawa larutan logam ke bagian bawah dan selanjutnya dialirkan ke kolam / danau penampungan. Hasil larutan yangtelah masuk ke kolam / danau kemudian diproses untuk mendapatkan logam emasdan perak Dalam bahasa umum di dunia pengolahan hasil tambang, dump / heap leach berarti teknik pengolahan logam sistem pelarutan tanpa proses penghalusan. Agar  batuan emas kadar rendah mampu diolah secara ekonomis.Larutan dari tangki pelarut disalurkan ke sprinkle  - sprinkle lewat pipa - pipa distributor, selanjutnya mengalir ke permukaan atas batuan. Cairan pelarut disiram dari bagian atas tumpukan seperti tetesan air hujan. Tetes - tetes larutan yang menimpa bongkahan akan mengalir kebagian bawah (dengan terlebih dahulu melewati bongkahan-bongkahandibawahnya, dan seterusnya) . Saat tiba dibagian bawah, larutan tersebut telah kayaakan garam logam Pencucian tumpukan batuan dengan sianida (Cyanide Heap Leaching)dianggap sebagai cara paling hemat biaya untuk memisahkan butir-butir emas yang halus (http://www.bappeti.go.id). Tapi cara ini sangat tidak ramah lingkungan karenasianida dapat melepaskan logam-logam berat lainnya seperti kadmium, timah,merkuri yang berbahaya bagi manusia dan ikan, dalam konsentrasi rendah sekalipun. Menurut laporan Program lingkungan PBB (UNEP), dari tahun 1985 hingga 2000, lebih dari selusin waduk pembuangan limbah tambang emas mengandung sianida ambruk. Sebagian dari batuan emas tidaklah berdiri sendiri, akan tetapi terbungkusoleh lapisan logam lain yang berbentuk garam sulfida. Untuk melarutkan emas sepertiini diperlukan proses ³ refractory´ ataupun proses semacam itu agar tabir permukaanlogam emas / perak terbuka terhadap pelarut. Beberapa contoh emas model ini adalahCuAuTeS2 ( paduan tembaga emas tellurium sulfida) , CuAuFeS2. Pelarutan pengotor memerlukan adanya oksigen dari udara sebagai bantuanoksidator. Dalam proses pengolahan konvesional oksigen diinjeksikan kedalamlarutan melalui gelembung udara yang disalurkan lewat pipa kedalam wadah bak  pelarut, dan selanjutnya didistribusikan keseluruh bagian melalui putaran agitator.Dalam sistem Dump Leach batuan terbuka terhadap udara luar sehingga tak ada hambatan terhadap suplay oksigen, namun disaat tumpukan bongkahan menjadilebih tinggi timbul perisai terhadap udara luar. Untuk mengatasi hal ini makadilakukan pemasangan cerobong suplay udara pada tempat - tempat yang ditengarai bakal kekurangan udara. Pemerian HCl pada chalcopyrite ( yang biasanya terdapat dalam batuan emas)akan melarutkan unsur besi, dan tembaga tertinggal dalam bentuk sulfida logam.Sulfida tembaga ini sangat mudah teroksidasi oleh oksigen menjadi tembaga sulfat.Proses oksidasi ini menghasilkan panas yang menyebabkan tumpukan menjadi hangat  CuFeS2 + 2HCl = CuS + FeCl2 + H2S CuS + 2O2 = CuSO4. Untuk mendapatkan ion NO3- yang netral maka saat ini telah digunakangaram timbal nitrat Pb( NO3) 2. garam ini akan terurai dalam air menjadi kationPb2+ dan anion NO3-. Proses penambahan Pb( NO3) 2 dapat dilakukan bersamadengan proses sianidasi, dan inilah keunggulan proses ³ nitrox´ dibanding ³klorinasi´ dalam sistem Dump / Heap Leach..." Secara umum, metode penambangan emas aluvial dilakukan berdasarkan endapan aluvial, antara lain : penambangan emas pada endapan aluvial aktif ( muda )yang dilakukan pada badan - badan sungai mengunakan peralatan sederhana sepertidulangan atau wajan, linggis, sekop, cangkul dan ayakan. Apabila penambangan dilakukan untuk mengambil material aluvial purba atau aluvial recent yang terdapat di tebing atau di darat, maka pengambilan bijih emas dilakukan dengan membuatsumuran atau paritan untuk mencapai lapisan yang diperkirakan mengandung emas.Selanjutnya material yang diperoleh didulang di sekitar lokasi lubang tambang.Metode tambang semprot yang mengunakan mesin berkekuatan 5,5 pk/unit untuk menambang emas pada aluvial tua atau tanah lapukan dari batuan dasarnya,selanjutnya material tersebut dimasukkan dalam ³sluice box ³, kemudian mineral - mineral beratnya di dulang. Secara geologi, lokasi penambangan emas banyak dijumpai endapan - endapan aluvial muda dan aluvial tua yang secara umum terdiri dari fragmen - fragmen kuarsa putih susu, batuan ultra mafik, batuan milihan dan batuan sedimen.Umumnya potensi kandungan emas dalam endapan aluvial tua akan meningkatseiring dengan peningkatan ukuran butiran endapan tersebut yang relatif lebih dalam dan dekat dengan batuan dasar