Emas: Cara-Cara Menambang Emas

WARNING! Artikel-artikel yang berkaitan dengan emas (gold): 1. Emas: 28 Fakta Menyilaukan Mata Tentang Emas 2. Perbedaan Emas Putih (Emas) dengan Emas Putih (Platina) 3. Pemakaian Senyawa Emas: Obat Radang Sendi dan Covid-19 4. Senyawa-Senyawa Dari Unsur Emas 5. Sifat Fisika dan Sifat Kimia (Reaksi Kimia) Unsur Emas 6. Bakteri Cupriavidus metalliduran : Bakteri yang dapat Mengubah Racun Menjadi Emas Murni 24K 7. Kegunaan Emas: Gelas Cranberry atau Gold Ruby dan Lapisan Emas pada Badan Pesawat Pesawat Luar Angkasa 8. Emas: Penggunaan Emas di Bidang Industri, Kedokteran, Komputer, Perhiasan, dan Lain-Lain 9. Cara-Cara Menambang Emas 10. Emas: Inilah Jenis-Jenis Emas dalam Kehidupan 11. Emas: Sifat, Karat, dan Uji Kemurnian Emas     Mohon maaf, karena saya tidak mengaktifkan link pada judul artikelnya. Jika teman-teman tertarik ingin membacanya, silahkan copy judul artikel, lalu masukan pada kotak "PENCARIAN" yang ada di blog ini.

Tambang emas di Papua (www.miningglobal.com/top10/top-10-largest-gold-mines)

PENDAHULUAN

Dalam tabel periodik unsur, emas merupakan unsur dengan nomor atom 79 dengan lambang Au setelah perak dan tembaga dan termasuk golongan transisi tepatnya golongan IB.

Emas yang terdapat di alam umumnya berupa butiran-butiran halus bersama tembaga, perak, dan terkadang bersama-sama dengan logam-logam golongan platina. Hal ini dimungkinkan karena kemiripan sifat dari unsur-unsur tersebut. Selain itu emas sering diperoleh dalam bentuk senyawaan sebagai mineral telurida (AuTe) dan silvanit (AuAgTe).

PENAMBANGAN EMAS

Emas yang diperoleh dari alam biasanya dalam dua bentuk yaitu emas yang berupa butiran-butiran halus yang biasanya diperoleh dengan cara pendulangan dan emas yang diperoleh dari batuan-batuan yang mengandung emas yang disebut bijih emas. Untuk memperoleh bijih emas diperlukan alat-alat berat untuk menghancurkan batu tersebut karena umumnya sangat keras.

Selain penggunakan peralatan berat sering pula dilakukan dengan cara peledakan menggunakan bom untuk menghancurkan batuan yang mengandung emas.

Setelah batuan ini dihancurkan, mereka mulai diangkut ke pabrik pengolahan bijih emas menggunakan truk, namun sebagian perusahaan menggunakan rangkaian berjalan menyerupai rel kereta api dan kabel ban. Kabel ban merupakan alat pengangkutan yang menyerupai kereta gantung, biasanya melintasi jurang yang curam menuju bagian yang lebih rendah.

PENGOLAHAN BIJI EMAS

Tambang emas yang diolah oleh perusahaan, baik perusahaan asing maupun perusahaan dalam negeri, selalu menggunakan batuan emas atau bijih emas. Batuan yang berkualitas tinggi adalah batuan yang mengandung sekitar 30 gram emas untuk setiap ton batuan emas, namun biasanya batuan yang ditambang sekurang-kurangnya mengandung kadar emas di atas 8 gram per ton bijih emas.

Emas yang diperoleh dengan cara pendulangan biasanya langsung dijual tanpa diolah terlebih dahulu. Penambangan emas dengan cara pendulangan biasanya menggunakan raksa untuk mengendapkan butiran-butiran halus emas yang dalam air atau yang bersama lumpur.

Terdapat dua cara proses pengolahan emas dari bijih emas yaitu cara mekanik dan cara kimia. Penjelasan dari masing-masing cara sebagai berikut.

1. Cara Mekanik

Cara pengolahan ini disebut cara mekanik karena proses yang dilakukan tanpa menggunakan bahan kimia. Hal ini disebabkan emas yang diperoleh telah dalam keadaan murni dan biasanya memiliki butiran yang besar.

Pengotor-pengotor yang ada dapat dihilangkan dengan cara pemanasan pada suhu rendah. Sedangkan pengotor-pengotor lain yang berupa akar-akar kayu atau pasir atau tanah-tanah yang masih menempel pada emas cukup dicuci menggunakan aquades untuk membersihkan.

2. Cara Kimia

Proses pengolahan bijih emas dengan cara kimia terbagi menjadi 5 bagian utama yaitu pengecilan ukuran, pinggilingan, amalgamasi, sianidasi, dan pemurnian. Khusus untuk emas yang diperoleh dengan cara pendulangan langsung masuk pada tahap sianidasi kemudian dimurnikan. 

Bijih emas yang diperoleh berupa batuan yang sangat besar sehingga perlu dilakukan pengecilan. Setelah bijih emas dikecilkan dilanjutkan pada tahap penggilingan. Pada tahap ini biasanya dilakukan dengan sebuah alat yang disebut ballmill.

Ballmill merupakan suatu penggiling dengan bola-bola besi dengan ukuran tertentu. Bijih emas yang diperoleh dimasukan ke dalam ballmill kemudian digiling sampai halus sehingga emas terlepas dari tanah. Setelah emas terlepas dari ikatannya dilanjutkan dengan proses pengayakan.

Proses pengayakan didasarkan pada perbedaan massa jenis. Dimana emas yang memiliki massa jenis lebih besar dari tanah akan berada di bagian bawah, sedangkan tanah berada di bagian atas hasil ayakan sehingga dapat dibuang.

Hasil pengayakan diperoleh ditambah air kemudian dialirkan di atas lembaran tembaga yang bagian atasnya telah diberi Hg. Aliran air menyebabkan butiran emas dan perak atau logam-logam lain melekat pada raksa sedangkan air, tanah dan kotoran-kotoran yang lain terus mengalir.

Campuran emas, perak maupun logam lain ini disebut amalgam. Amalgam yang terbentuk dikumpulkan pada saat-saat tertentu untuk proses selanjutnya sedangkan Hg yang tidak ada amalgam dikembalikan untuk digunakan kembali. Hg ini masih mengandung emas dan perak yang dapat dimurnikan dengan proses sianidasi.

Amalgam yang terbentuk selanjutnya dilakukan proses penyulingan. Proses penyulingan ini bertujuan memisahkan emas, perak, atau logam-logam lain dari raksa. Raksa yang bersifat volatil dengan titik didih 37 °C sedangkan amalgam memiliki titik didih yang sangat tinggi yakni sekitar 1000 °C.

Melalui penyulingan ini raksa dapat diperoleh kembali setelah mengalami pengembunan pada kondensor. Residu yang diperoleh dari penyulingan masih mengadung emas yang dapat dimurnikan dengan proses elektrolisis.

Proses sianidasi dilakukan menggunakan larutan NaCN encer. Bahan yang akan diolah dapat berupa bijih emas yang telah digiling atau Hg dari proses amalgamasi. Proses ini didasarkan pada sifat emas dan perak yang dapat larut dalam garam sianida dengan adanya oksigen. Reaksi yang terjadi ditunjukan pada persamaan reaksi berikut.

Au(s) + 8NaCN(aq) + O₂(g) + 2H₂O(l) → 4NaAu(CN)₂(aq) + 4NaOH(aq)

4Ag(s) + 8NaCN(ag) + O2(g) + 2H₂O(l) → 4NaAg(CN)₂(aq) + 4NaOH(aq)

Larutan yang terbentuk kemudian ditambahkan serbuk seng untuk mengendapkan emas dan perak. Proses penambahan seng ini disebut proses Merill Crowe. Berikut adalah reaksi yang terjadi dari setiap proses:

NaAg(CN)₂(aq) + Zn(s) → 2NaCN(aq) + Zn(CN)₂(aq) + 2Ag(s)

NaAu(CN)₂(aq) + Zn(s) → 2NaCN(aq) + Zn(CN)₂(aq) + 2Au(s)

Sebenarnya selain seng aluminumpun dapat digunakan untuk mengendapkan emas dan perak namun harganya relatif lebih mahal, sehingga pengendapan lebih sering digunakan seng. Selain aluminium logam alkali dan alkali tahan misalnya natrium dan magnesium dapat pula digunakan untuk mengendapkan emas dan perak, namun larutan dari proses sianidasi mengandung air dalam jumlah yang cukup banyak, maka akan terjadi reaksi yang hebat apabila ditambahkan logam alkali maupun logam alkali tanah.

Pengendapan yang terbentuk berkaitan dengan deret volta atau deret atau urutan kereaktifan logam, dimana logam-logam yang berada disebelah kiri dapat mereduksi (mengantikan) logam-logam yang ada disebelah kanannya dalam senyawaannya. Deret volta atau deret kereaktifan logam adalah sebagai berikut:

Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

Emas yang diperoleh melalui proses amalgasi atau sianidasi belum dalam keadaan murni karena masih bercampur dengan logam lain. Logam yang ada umumnya perak, arsen, tembaga, dan mungkin logam-logam yang lain yang dapat direduksi oleh seng berdasarkan urutan kereaktifan logam. Untuk memperoleh emas murni umumnya dilakukan dengan proses elektrolisis.

Sebelum dilakukan elektrolisis maka emas yang diperoleh dilarutkan terlebih dahulu dalam larutan NaCN. Reaksi yang terjadi pada tahap pelarutan adalah sebagai berikut.

Au(s) + 8NaCN(aq) + O (g) + 2H₂O(l) → 4NaAu(CN)₂(aq) + 4NaOH(aq)

4Ag(s) + 8NaCN(ag) + O (g) + 2H₂O(l) → 4NaAg(CN)₂(aq) + 4NaOH(aq)

Setelah larut maka proses elektrolisis sudah dapat dilakukan.

Pada proses elektrolisis digunakan emas murni sebagai anoda dan emas kotor sebagai katoda. Selama proses elektrolisis berlangsung ion-ion emas akan bergerak menuju anoda kemudian mengendap pada batangan emas murni yang digunakan sebagia anoda. Reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda dalam tahap elektrolisis adalah sebagai berikut:

Katoda : Au (aq) + 3e → Au(s) + 3e

Anoda : 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e

Produk yang diperoleh dari proses elektrolisis, emas dan perak masih bersatu sehingga perlu dilakukan elektrolisis berlanjut untuk memisahkan emas dan perak. Pemisahan emas dan perak dapat dilakukan melalui dua tahap.

Tahap pertama: campuran emas dan perak dimasukan ke dalam kain kanvas. Kain kanvas ini bertindak sebagai pembungkus sekaligus sebagai anoda pada proses elektrolisis. Katoda digunakan perak murni sedangkan elektrolitnya digunakan perak nitrat encer yang telah diasamkan dengan asam nitrat.

Selama proses elektrolisis berlangsung perak pada anoda akan larut dalam dalam elektrolit dan bergerak menuju katoda. Pada katoda ion Ag direduksi menjadi padatan Ag yang akan melekat pada katoda.

Padatan perak yang terbentuk dapat diambil secara periodik, dicuci kemudian dicetak. Perak yang diperoleh dengan cara ini mempunyai kemurnian 99,9%. Berikut reaksi yang terjadi di ruang katoda dan anoda:

Katoda : Ag  +  2e → Ag

Anoda : 2H₂O(l) → O₂(l) + 4H⁺(l) + 4e

Dari proses elektrolisis di atas emas tidak ikut melarut karena emas menempati urutan paling rendah dalam seri elektrokimia. Emas yang diperoleh dari proses elektrolisi perak di atas belum dalam keadaan murni karena masih mengandung sedikit perak. Untuk memperoleh emas murni maka dilakukan elektrolisis pada tahap kedua.

Tahap kedua: pada tahap ini emas yang diperoleh dari proses elektrolisis perak di atas dijadikan sebagai anoda, katoda menggunakan emas murni sedangkan yang bertindak sebagai elektrolit adalah larutan aurik klorida (AuCl₃) yang telah diasamkan dengan asam klorida.

Selama proses elektrolisis berlangsung emas dari anoda, larut dalam elektrolit membentuk ion Au³⁺ yang bergerak menuju katoda. Pada katoda ion Au³⁺ akan direduksi menjadi padatan emas yang akan melekat pada katoda.

Emas yang terbentuk dapat diambil secara periodik, dicuci kemudian dicetak. Emas yang diperoleh melalui cara ini mempunyai kemurnian 99,95%. Berikut rekasi yang terjadi di ruang katoda dan anoda:

Katoda : Au³⁺(aq) + 3e → Au(s) + 3e

Anoda : 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e

Pada proses elektrolisis perak yang masih terkandung dalam emas ikut larut dalam elektrolit tetapi akan segera bereaksi dengan klorida dari elektrolit membentuk padatan AgCl yang dapat digunakan untuk proses selanjutnya.