PENENTUAN KADAR Ag DAN Cu SEBAGAI PENGOTOR LOGAM EMAS DENGAN METODE SIANIDASI MENGGUNAKAN
ARANG AKTIF BAMBU KUNING
Oleh :
Willy F. Sitanggang NIM 408231050 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih atas rahmat, kasih dan berkat yang diberikan kepada penulis sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini dapat selesai tepat pada waktunya, dan ucapan syukur penulis sampaikan buat Bunda Maria, Bunda Pertolongan Abadi yang memberi penguatan dan ketabahan dalam menyelesaikan
perkuliahan dan tugas akhir ini. Adapun judul dari skripsi ini adalah “Penentuan Kadar Ag dan Cu Sebagai Pengotor Logam Emas dengan Metode Sianidasi Menggunakan Arang Aktif Bambu Kuning”.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah membimbing penulis, memberi motivasi hingga penyelesaian skripsi ini, Buat Ibu Dra. Anna Juniar, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, dan buat Bapak Drs. Jasmidi, M.Si, Ibu Dra. Nurmalis, M.Si , dan Ibu Junifa Layla Sihombing, S.Si, M.Sc selaku dosen pembanding/penguji yang telah banyak memberi kritik dan saran dalam penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada fungsionaris dan dosen Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang telah banyak membantu penulis selama masa studi, seluruh laboran jurusan kimia dan para pegawai di Fakultas MIPA.
Terkhusus untuk mereka yang begitu berharga dan yang tidak pernah berputus asa memberi kasih sayang, dukungan material dan spiritual buat penulis, yaitu Ayah tercinta K.Sitanggang dan Ibunda tersayang L. Sidebang, buat kakak/lae (Kel. T. Siburian, Br. Sitanggang., Mama Samuel Wilsan Simanjuntak, Kel. J. Pakpahan, Br. Sitanggang., Walfriana Sitanggang, dan Wastika
Sitanggang), serta adik saya Wiltri Santo Sitanggang, penulis menyampaikan hormat dan terimakasih yang istimewa buat doa dan semangat yang selalu
diberikan kepada penulis.
endah, Kartomo, Suman dkk, Rudyanto dkk, Oliva n Rini dkk, Romarta, Yuni Ginting n Susi Tarihoran dkk, Ingmayfa, Vince Tellambanua, Sonri dkk, Petronola dkk, Ribka Napitupulu & the genk kodok, dan yang lainnya.
Buat Sahabat dan rekan-rekan Pengurus di UK-KMK St.Martinus Unimed yang penulis banggakan, abang/kakak yang memberi motivasi, arahan dan dukungan yaitu b’Andil Siregar, b’Arisman, k’Melise, k’Putrina, b’Sanudin dan k’Helena, teman seperjuangan (Tomas Munte, Lae Tum Riduan, Lae Naga Lilian, Pak jenggot Marsinar, Rinto Lae tom’cib, Sofyanto, Nexry), adik-adik yang memberi dukungan Doa, Spirit, dampingan dan senyum indah dalam penyelesaian tugas akhir ini (Astrid Bortum, Eva Aritonang, Thomas P, Chandra A, iban Velin, Liliana, Dewi ithink, Delfy’aa, Febrina, Jacky’aa, Agustina’aa, Juliana’aa, Vhero’aa, Meyori’aa, Sari MS’aa, Evelin’aa, Christof’aa, Aryadi tomgul, Rini’aa, Rinda, Martha, Steven pragin, Julius, Agustinus, Lia tresh, Lasry S, Defri, iban Shelpy, iban Theresia, iban Mawarnida, Pilemon, Yuslela, Albina, Clara S Br.Sitanggang, Pitri, Wau devi, Anastasya, dan masih banyak lagi adik-adik lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, yang tentunya penulis sayangi dan akan selalu bersyukur, mengingat kenangan dan kebaikan dari kalian). Buat semua sahabat dan adik-adik yang di IKBKK, Saudara seperjuangan dan rekan-rekan yang ada di IMPARNA (B’Chenwin Simbolon, appara Pardamean Simbolon, dan ito Sartika Simanihuruk, dan yang lainnya), sahabat dan pariban-pariban yang ada di HIMSIN, dan buat semua pihak terkait yang sudah memberi bantuan dan Dukungan dalam penyelesaian studi ini.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, kesejahteraan masyarakat dan pengembangan industri.
Dan akhirnya penulis mengucapkan terima kasih, dan semoga Tuhan Yesus Kristus selalu memberikan berkat dan perlindungan bagi kita.
Medan, 24 Maret 2013
i
PENENTUAN KADAR Ag DAN Cu SEBAGAI PENGOTOR LOGAM EMAS DENGAN METODE SIANIDASI MENGGUNAKAN
ARANG AKTIF BAMBU KUNING
WILLY F. SITANGGANG NIM 408231050
ABSTRAK
Emas merupakan logam mulia yang bersifat inert yang susah dilarutkan dan direaksikan, emas hanya akan mudah larut dalam akuaregia, dan sianida. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemurnian/kadar logam emas dengan memanfaatkan arang aktif bambu kuning sebagai adsorben dalam penyerapan logam Ag dan Cu sebagai pengotor emas. Pada penelitian ini digunakan bahan bijih logam emas yang diperoleh dari desa sawit seberang kabupaten langkat, Sumatera Utara. Dengan tahapan penelitian; pembuatan arang aktif bambu kuning sebagai adsorben, pelarutan bijih logam emas dengan metode sianidasi, pemurnian logam emas dengan penambahan karbon aktif bambu kuning, dan selanjutnya dilakukan uji kandungan logam Ag dan Cu yang teradsorbsi. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh data bahwa arang aktif bambu kuning mampu meningkatkan kemurnian logam emas, dimana kadar logam Ag pada sampel awal menurun setelah penambahan arang aktif dari 12.82% menjadi 0.045%, dan penurunan kadar logam Cu dari 3.23% menjadi 0.068%. hasil optimum ini diperoleh pada penambahan arang aktif dengan massa 5 gram.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 25
3.1. Lokasi Dan Waktu Penelitian 25
3.2. Alat Dan Bahan 25
3.2.1. Alat 25
3.2.3. Bahan 25
3.3. Prosedur Penelitian 25
3.3.1. Pengambilan Sampel 26
3.3.2. Penyediaan Pereaksi 26
3.3.3. Pembuatan Karbon dari Kayu Bambu Kuning 26
3.3.4. Karakterisasi Arang 27
3.3.5. Aktivasi Arang Bambu Kuning 28
3.3.6. Pelarutan Emas Secara Ekstraksi Menggunakan KCN 1 M 28 3.3.7. Pemurnian Logam Emas Menggunakan Arang Aktif 28
3.4. Bagan Penelitian 30
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 35
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 45
DAFTAR PUSTAKA 46
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Karbon Aktif 20
Gambar 3.1. Diagram Pembuatan Arang Bambu Kuning 30 Gambar 3.2. Diagram Aktivasi Arang dari Bambu Kuning 31 Gambar 3.3. Pelarutan Emas Secara Ekstraksi Menggunakan
Kalium Sianida 1 M 32
Gambar 3.4. Bagan Proses Pemurnian Emas 33
Gambar 3.5. Diagram Pengukuran Sampel Dengan AAS 34
Gambar 4.1 Kurva kalibrasi standar Cu 38
Gambar 4.2. Kurva Perbandingan Kadar Cu Terhadap Massa Arang Aktif 40
Gambar 4.3 Kurva kalibrasi standar Ag 41
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Data sifat fisik dan kimia emas 6
Tabel 2.2. Syarat Mutu Arang Aktif 16
Tabel 2.3. Karakteristik Arang Aktif dari berbagai Jenis Bahan Baku 18
Tabel 2.4. Analisis Kimia 10 Jenis Bambu 20
Tabel 4.1. Hasil Perhitungan % Kadar Air Arang Bambu Kuning 35
Tabel 4.2. Hasil Perhitungan % Kadar Abu Arang Bambu Kuning . 36
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Cu untuk Kurva Kalibrasi 38
Tabel 4.4. Data Konsentrasi Cu Setelah Adsorpsi 39
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan StandarAg untuk Kurva Kalibrasi 42
Tabel 4.6. Data Konsentrasi Ag Setelah Adsorpsi 42
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Penentuan Kadar Air 48
Lampiran 2. Perhitungan Penentuan Kadar Abu 49
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Emas adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Au (bahasa Latin: 'aurum') dan memiliki nomor atom 79, Au merupakan unsur transisi dalam sistem periodik unsur, mengkilap, kuning, berat, "malleable", dan
"ductile". Emas tidak bereaksi dengan zat kimia lainnya tapi terserang oleh klorin, fluorin dan aqua regia. Logam ini banyak terdapat di nugget emas atau serbuk di bebatuan dan di deposit alluvial dan salah satu logam coinage melebur dalam bentuk cair pada suhu sekitar 1000 derajat celcius. Emas merupakan logam yang bersifat lunak dan mudah ditempa, kekerasannya berkisar antara 2,5 – 3 (skala Mohs), serta berat jenisnya tergantung pada jenis dan kandungan logam lain yang berpadu dengannya.
Mineral pembawa emas biasanya berasosiasi dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral non logam. Mineral pembawa emas juga berasosiasi dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Mineral pembawa emas terdiri dari emas nativ, elektrum, emas telurida, sejumlah paduan dan senyawa emas dengan unsur-unsur belerang, antimon, dan selenium. Elektrum sebenarnya jenis lain dari emas nativ, dimana hanya kandungan perak di dalamnya >20%.
Potensi mineral logam emas terdapat hampir setiap daerah di Indonesia, seperti di Pulau Sumatera, Kepulauan Riau, Pulau Kalimantan, Pulau Jawa, Pulau Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Di daerah Sumatera Utara sumber potensi mineral Emas terdapat di daerah langkat, Mandailing Natal Tapanuli dan
Daerah Langkat adalah satu-satunya di Sumatera Utara yang mempunyai tambang minyak yang dikelola oleh Pertamina dan berada dikota Pangkalan Berandan. Disamping pertambangan minyak di Kabupaten Langkat terdapat industri gula yang dikelola PTP IX Kwala Madu, serta banyak bahan-bahan tambang yang dikelola seperti: Coal, Trash, Gamping Ston, Pasir Kuarsa, dan baru-baru ini juga ditemukan penambangan emas baru disepanjang aliran sungai
di Langkat (Dinas Pertambangan dan Energi di Indonesi, 2010).
.Usaha pertambangan tersebut dilakukan dengan metode amalgamasi yaitu dengan menggunakan merkuri (Hg) untuk mengikat emas dan menghasilkan limbah Hg dan logam berat lainnya dari hasil pemurnian emas. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar emas yang didapat dari proses amalgamasi masih rendah yaitu sekitar 40% dan kehilangan air raksa sebesar 5-10% (Sanusi, 1984).
Dimana pada metode amalgamasi, penggunaan merkuri mempunyai dampak yang besar terhadap lingkungan karena berbahaya dan mematikan. Oleh karena itu, perlu dilakukan usaha untuk menciptakan metode pemisahan alternatif yang lebih baik. Sampai saat ini, reagen sebagai pelarut emas yang banyak digunakan dalam industri adalah sianida. Hal ini disebabkan oleh perolehan emas yang tinggi (>95%), waktu proses yang relatif singkat dan lebih ekonomis. Sianida juga dapat mengekstrak emas dalam rentang ukuran bijih dari yang kasar sampai halus. Proses sianidasi juga berdampak terhadap lingkungan. Akan tetapi sianida secara natural di alam dapat terdegradasi, terutama karena terkena sinar ultraviolet dari matahari, dan menjadi bentuk yang lebih tidak beracun dan terutama membentuk karbondioksida dan nitrat yang tidak beracun. Selain itu, sianida dapat dinetralkan dengan penambahan sodium metabisulfat. (Sudarsono,
2003).
dari arang batok kelapa, arang bambu, sekam padi maupun arang kayu yang lain. Karbon aktif dapat digunakan pada larutan kaya akan logam emas yang sudah jernih melalui kolom maupun pada tangki pelindian, baik itu dengan cara menggantungkan karbon yang terletak pada kantong permeable (carbon in leach-CIL) maupun dengan mencampurkan karbon aktif langsung pada bubur campuran bijih (carbon in pulp-CIP). (Permen-LH No.23 tahun 2008).
Bambu memiliki beberapa alasan untuk digunakan sebagai bahan dasar
karbon aktif antara lain karena kandungan karbonnya yang sangat banyak serta kemudahan bahan tersebut untuk didapatkan secara komersial sehingga sering disebutkan bahwa bambu merupakan bahan dasar yang cocok untuk karbon aktif. Cheremissinof (1978) berpendapat bahwa arang aktif yang merupakan pengikat emas, biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangat keras, dengan diameter pori berkisar antara 10-200 A0, tipe pori lebih halus yang dapat digunakan memperoleh kembali pelarut, katalis, pemisahan emas dan pemurnian gas. Karbon aktif dapat diperoleh dari arang bambu, tempurung kelapa, tulang, batubara atau bahan baku yang mempunyai struktur keras. Sehingga memiliki potensi yang cukup besar untuk menyerap partikel emas yang berdiameter 0,1422 nm - 0,188 nm, dimana diameter zat pengotornya lebih kecil seperti perak (Ag) sekitar 0,178 nm – 0,144 nm, serta tembaga (Cu) sekitar 0,168 nm - 0,128 nm. Atom-atom karbon yang saling berdekatan membentuk batas dan permukaan pada pori-pori karbon aktif. Pembentukan permukaan pada pori-pori mengakibatkan molekul-molekul mulai terserap dan tertahan didalamnya. Molekul-molekul adsorbat tersebut dapat tertahan dalam pori-pori diakibatkan adanya gaya Van Der Walls.
Berdasarkan data literatur-literatur diatas maka, peneliti ingin
1.2. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini penulis membatasi masalah yaitu:
1. Sampel emas diperoleh dari Desa Sawit Seberang Kecamatan Sawit Seberang Kabupaten Langkat Sumatera Utara.
2. Ekstraksi sampel emas dengan menggunakan metode sianidasi.
3. Proses pemurnian emas dilakukan dengan cara penambahan karbon aktif
dari Bambu kuning dengan variasi 5, 8, dan 11 gram
4. Uji kadar Ag dan Cu menggunakan Spektroskopi Serapan Atom.
1.3. Rumusan Masalah
1. Apakah penambahan karbon aktif dari arang bambu kuning dapat meningkatkan kadar emas?
2. Berapakah berat optimum arang aktif bambu kuning yang ditambahkan untuk memperoleh kadar logam emas yang paling maksimal.?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk menghilangkan kandungan logam perak dan tembaga sebagai pengotor bijih logam emas dalam peningkatan kadar logam emas.
1.5. Manfaat Penelitian
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:
1. Arang dari bambu kuning yang sudah diaktifkan mempunyai potensi
dalam pemurnian logam emas. Karena kemampuannya menyerap pengotor Ag dan Cu Sehingga dapat menaikkan kadar emas.
2. Kadar optimum penambahan arang aktif pada penyerapan logam Ag dan Cu terdapat pada penambahan arang dengan massa 5 gram.
5.2. Saran
Setelah melakukan pengumpulan data dan pembahasan dari hasil penelitian ini dapat dikemukakan beberapa saran sebagai berikutt :
1. Para peneliti selanjutnya diharapkan dapat melanjutkan penelitian dengan melakukan variasi massa arang dengan rentang 5-8 gram untuk lebih mengetahui dengan jelas letak titik optimum kenaikan kadar emas.
1
DAFTAR PUSTAKA
Addison, R., (1980), Gold and Silver Extraction From Sulfide Ore,.Mining Congress, New York.
Bertrand, C., 1895, Process of Extracting Gold from Ores, New York.
Chirstie, S., Geankopolis, Transport Processes and Unit Operation. Second
Edition. Massachusetts:Allyn and Bacon.Inc.
Chakrapani, G., Mahanta, P., Murty, D.S.R., Gomaty, B., (2001), Preconcentration of Traces of Gold, Silver and Palladium on Activated
Carbon and Its Determination on Geological Samples by Flame AAS after
Wet Ashing. Atalanta.
Day, R.A., Underwood, A.L., (2003), Analisa Kimia Kuantitatif, Jakarta: Erlangga.
Esna, Ashari., (1988), Method and Installation for Extracting Gold From Gold Ores. Germany: Klockner Humboldt AG.
Gandjar, G.I., Rohman, A., (2008), Kimia Farmasi Analisis, Yogyakarta, Pustaka Pelajar.
Hendra, D., dan G, Pari., (199), Pembuatan arang aktif dari tandon kosong
kelapa sawit, Buletin Penelitian Hasil Hutan, Bogor. 17 (2) : 133 – 122.
Hoang,T.A., Mullings,L.R., Phillips,D.N., Silis,I.D. 1998. Journal of Atomic Spectrosc
Jakson, E. (1986), Hydrometallurgical Extraxtion and Reclamation. England,
Ellis Horwood Limitwd.
2
Kaeke., Hilda F., G, Lumingkewas, Meiske S.Y. Pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa dengan cara pemanasan pada suhu tinggi Majalah Ilmiah BIMN, (5) 1992/1993: 1-5.
Keenan, Kleinfelter., (1986), Ilmu Kimia Untuk Universitas, Jakarta, Erlangga.
Khopkar, S.M., (2002), Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.
Nelson, C.E., (1990), Comparative Geochemistry of Jasperoids from Carlin Type
Gold Deposits of The Western United States. Journal of Geochemical
Exploration.
Sembiring, M.T., Sinaga, T.S., (2003), Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya), FT, USU, Medan.
Sanusi, B., (1984), Mengenal Hasil Tambang Indonesia, Jakarta, Penerbit Bina Aksara.
Setiabudi, Bambang Tjahjono., (2005), Penyebaran Merkuri Akibat Usaha Pertambangan Di Daerah Sangon, Kabupaten Kulo Progo, D.I.
Yogyakarta, Center For Geological Resources.
Suaib B.S., (1994), Pengaruh Rapat Arus Listrik, Jumlah Dan Jenis Elektroda Terhadap Efektivitas Penurunan Warna Pada Air Gambut Dengan Proses
Elektrokoagulasi, Bandung, ITB.
Sudarsono, Arief S., (2003), Pengantar Pengolahan dan Ekstraksi Bijih Emas. Bandung, Departemen Teknik Pertambangan ITB.
Profil industri kecil "Arang Aktip", Jakarta, Direktorat Jenderal Industri Kecil,
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis dilahirkan di Silalahi, 11 Juli 1990 dengan ayah bernama K.Sitanggang dan ibu bernama L.Sidebang. Penulis merupakan anak ke-enam dari tujuh bersaudara. Pada tahun 1996 penulis masuk sekolah di SD Inpres Silalahi, Kab.Dairi dan lulus tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis melanjutkan pendidikan
di SLTP Negeri 3 Sumbul dan lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2005 Penulis melanjutkan studi di SMU St.Thomass 3 Medan dan lulus pada tahun 2008. Pada tahun 2008 penulis diterima di Fakultas MIPA jurusan Kimia UNIMED melalui jalur SNMPTN.
Selama menjadi mahasiswa dalam kegiatan akademika, penulis juga pernah menjadi asisten dosen pada beberapa mata kuliah, antara lain ; menjadi asisten dosen praktikum Kimia Anorganik I (semester genap, 2010), asisten mata kuliah praktikum Kimia Organik I (semester ganjil, 2011), dan menjadi asisten mata kuliah praktikum kimia instrument (semester genap, 2013). Penulis juga mengikuti program PKL (Praktek Kerja Lapangan) di PT. SUCOFINDO Medan (2012) selama 10 minggu. Selain itu penulis juga pernah melakukan kunjungan industri ke PDAM. TIRTANADI Sunggal (2009), PT. Indofood Tanjung Morawa dan PT. INALUM Indrapura Kab.Asahan (2010), PT. BARISTAN Medan dan BPOM Medan (2011).
Selama kuliah, penulis juga pernah ikut dan aktif dalam organisasi yang berada dalam ruang lingkup Unimed. Organisasi-organisasi yang diikuti penulis seperti : sebagai Ketua Umum di UK-KMK St. Martinus Unimed (Unit Kegiatan Kerohanian Mahasiswa Katolik) periode 2012/2013, IKBKK (Ikatan Keluarga
Besar Kristen Kimia), Ketua Umum IMPARNA Unimed (Ikatan Mahasiswa Pomparan Raja Naiambaton) periode 2010/2011, HIMSIN (Himpunan Muda/I
