PEMISAHAN DAN KARAKTERISASI EMAS DARI BATUAN ALAM DENGAN METODE NATRIUM BISULFIT
Dwi Mei Susiyadi1, I Wayan Dasna1 dan Endang Budiasih1
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang Email: phenolptalin_chemist@yahoo.com
ABSTRAK: Penelitian ini bertujuan untuk memisahkan emas pada batuan alam menggunakan metode natrium bisulfit yang ramah lingkungan. Penelitian terdiri dari dua tahap, yaitu, penetapan kondisi optimum metode natrium bisulfit menggunakan larutan standar emas dan penerapan metode natrium bisulfit pada batuan alam yang berada di salah satu wilayah Jawa Timur. Karakterisasi emas yang dihasilkan dianalisis dengan XRF dan EDX. Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi minimum larutan emas yang dapat dipisahkan dengan metode natrium bisulfit adalah 400 ppm. Metode natrium bisulfit dapat memisahkan emas dari batuan alam Jawa Timur dan menghasilkan rendemen sebesar 1,020 % serta memiliki kemurnian sebesar 88,12%.
Kata kunci: emas, batuan alam, natrium bisulfit.
ABSTRACT: The research purpose to separate gold from stone found at East Java with sodium bisulfite method.The research involve of two steps: determination of optimum condition of sodium bisulfite method using gold standard solution, application of sodium bisulfite method to separate gold from natural stone. Characterization of gold that separated using XRF and EDX. The result shows that minimum concentration gold standard solution which can be separated with sodium bisulfite method is 400 ppm. Sodium bisulfite method can separate gold from natural stone East Java and produce 1,020 % yield, the gold have 88,12% purity.
Key words: natural stones, gold, sodium bisulfite
PENDAHULUAN
Emas ditemukan di bumi dalam bentuk logam yang terdapat di dalam retakan-retakan batuan kwarsa dan dalam bentuk mineral. Kelimpahan relatif emas didalam kerak bumi diperkirakan sebesar 0,004 g/ton, termasuk sekitar 0,001 g/ton terdapat didalam perairan laut .
Emas diperoleh dengan cara mengisolasinya dari batuan bijih emas. Metode isolasi emas yang saat ini banyak digunakan untuk eksploitasi emas skala industri adalah metode sianida dan metode amalgamasi (Steele dkk, 2000). Metode sianida memiliki keunggulan antara lain proses ekstraksi yang sederhana dan memiliki kemurnian emas 80% (Supriyadijaja, 2009). Metode sianida juga memiliki beberapa kelemahan, antara lain proses berjalan sangat lambat dan menggunakan natrium sianida yang sangat beracun. Sianida merupakan racun pembunuh yang paling ampuh untuk semua jenis makhluk hidup. Sianida bisa larut dalam air, sedimen dan biota laut, akibatnya terjadi kontaminasi pada biota laut, sehingga dikhawatirkan
(2009) menyatakan bahwa kegiatan pengolahan emas dengan metode amalgamasi dan proses sianidasi memberikan dampak negatif terhadap kualitas air dan sedimen disekitar lokasi pengolahannya. Oleh karena itu, perlu dilakukan usaha untuk menciptakan metode pemisahan emas alternatif yang ramah lingkungan..
Penelitian tentang pemisahan emas menggunakan pelarut air raja pada waste printed circuit board (WPCB) telah dilakukan Park (2008) yang memiliki persen massa emas 93 %. Penelitian tentang natrium bisulfit juga dilakukan oleh Pitoi dkk (2008) yang menyatakan bahwa natrium bisulfit dapat menurunkan sianida bebas yang berasal dari proses pengolahan emas menggunakan proses sianidasi.
Penambahan natrium bisulfit dengan katalis Cu pada limbah proses sianidasi dapat menurunkan kadar sianida bebas pada limbah tersebut.
Kegunaan natrium bisulfit yang lain adalah sebagai metode alternatif
pemisahan emas dengan sampel batuan alam. Prinsip metode ini adalah pengendapan. Natrium bisulfit diperoleh dari pelarutan natrium metabisulfit dengan air. Bijih emas dilarutkan dengan air raja sehingga dihasilkan senyawa kompleks tetrakloroaurat (III). Cara mendapatkan emas murni dari larutan emas yaitu dengan cara mereduksi larutan emas tersebut dengan natrium bisulfit. Pemilihan natrium bisulfit disebabkan harganya yang terjangkau. Alasan yang paling penting menggunakan natrium bisulfit yaitu tidak adanya zat berbahaya yang dihasilkan saat mereduksi emas dari senyawa kompleks tetrakloroaurat (III).
Batuan yang berasal dari salah satu wilayah di Jawa Timur (selanjutnya disebut batuan alam Jawa Timur) diindikasikan mengandung emas. Studi awal melalui uji XRF menunjukkan persentase emas dalam batuan alam Jawa Timur sebesar 6,12%. Kandungan emas dalam sampel batuan alam Jawa Timur relatif lebih besar dibandingkan unsur-unsur lain seperti tembaga, besi dan silika. Kalsium memiliki kandungan yang paling besar yaitu 88 %, Silika 1,2%, belerang 0,06 % besi 1,41 % sisanya yaitu Mn, In, Eu dan Cu. Metode natrium bisulfit dicoba untuk memisahkan emas pada batuan alam Jawa Timur tersebut.
METODOLOGI
Penelitian merupakan penelitian eksperimen. Penelitian dilakukan dalam dua tahap yaitu 1) penetapan kondisi optimum metode natrium bisulfit pada larutan standar emas, 2) penerapan metode natrium bisulfit pada batuan alam Jawa Timur. Karakterisasi emas yang dihasilkan dianalisis dengan XRF dan EDX.
1. Penetapan Kondisi Optimum Metode Natrium Bisulfit pada Larutan Standar Emas
a. Pembuatan Larutan Standar Emas Menggunakan Emas Murni
Sebanyak 1,04 gram emas murni (99%) ditambah dengan 80 mL larutan air raja dan diaduk menggunakan pengaduk magnet hingga homogen. Konsentrasi larutan setelah penambahan air raja yaitu 13000 ppm
b. Uji Konsentrasi Minimum Larutan Standar Emas yang Masih Bisa Mengendapkan Emas dengan Metode Natrium Bisulfit
Larutan standar emas 13000 ppm diencerkan pada konsentrasi berturut-turut 1000 ppm, 900 ppm, 800 ppm, 700 ppm hingga 100 ppm. Masing-masing konsentrasi ditambah 5 mL larutan natrium bisulfit 1M dan dibuat grafik pengamatan untuk konsentrasi minimal larutan standar emas yang masih bisa mengendapkan emas pada saat penambahan larutan natrium bisulfit.
c. Pemisahan Emas dari Larutan Standar Emas dengan Metode Sianida
Larutan standar emas diambil 5 mL dan ditambah larutan NaOH 2 M sampai pH 11. Setelah itu ditambah dengan larutan NaCN 1% 15 mL, ditutup dengan aluminium foil dan diaduk dengan pengaduk magnet selama 24 jam. Hasil dari pengadukan tersebut ditambah 0,5 gram seng foil. Seng foil diambil dengan cara didekantasi dan dibakar dengan alat pembakar. Emas yang terbentuk dicuci dengan asam nitrat kemudian dikeringkan dan ditimbang dengan timbangan analitik. Setelah ditimbang, dianilisis dengan EDX.
d. Pemisahan Emas dari Larutan Standar Emas dengan Metode Natrium Bisulfit
Sebanyak 5 mL larutan standar emas ditambah dengan 5 mL larutan NaHSO3
1 M. Endapan yang terbentuk diambil dengan cara didekantasi dan dilakukan
pencucian dua kali menggunakan aquades dan larutan HCl 32%. Hasil dari pencucian endapan dipanaskan sampai filtrat menguap, lalu ditimbang endapan kering yang tersisa. Diulangi langkah sebelumnya sampai tahap penimbangan Setelah itu dibakar dengan suhu 1100 °C. Emas yang terbentuk ditimbang dan dianalisis dengan EDX.
2. Penerapan Metode Natrium Bisulfit pada Batuan Alam Jawa Timur
Sebanyak 6,0081 gram dihaluskan dengan mortar hingga 75 mesh. Hasil penghalusan batuan alam dibakar pada suhu 1000 °C . Pasir hasil pembakaran ditambah dengan 10 mL larutan HCl 32% dan diaduk selama 2 jam dengan pengaduk magnet. Hasil dari pengadukan disaring dengan kertas saring. Residu pada proses penyaringan
ditambahkan 20 mL air raja dan diaduk selama 3 jam dengan pengaduk magnet kemudian didekantasi. Filtrat diuji kualitatif dengan SnCl2 untuk memastikan ada
emas yang terkandung dalam filtrat. Filtrat ditambah 5 mL larutan NaHSO3 1 M.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Uji Konsentrasi Minimum Larutan Standar Emas yang Masih Bisa Mengendapkan Emas dengan Metode Natrium Bisulfit
Uji konsentrasi minimal larutan standar emas dengan metode natrium bisulfit dapat dilihat pada Gambar 1
Gambar 1 Uji Konsentrasi Minimal Larutan Standar Emas yang Masih Bisa Mengendapkan Emas dengan Metode Natrium Bisulfit
Uji konsentrasi minimal larutan standar bertujuan untuk mengetahui kondisi konsentrasi minimum pada larutan standar emas yang dapat mengendapkan emas pada metode natrium bisulfit. Hasil yang diperoleh menunjukkan pada konsentrasi 100 ppm sampai 300 ppm natrium bisulfit tidak dapat mengendapkan larutan standar emas sedangkan pada konsentrasi 400 ppm sampai 1000 ppm natrium bisulfit dapat mengendapkan larutan standar emas. Konsentrasi minimal larutan emas yang dapat dipisahkan dengan metode natrium bisulfit adalah 400 ppm.
Kondisi optimum metode natrium bisulfit yaitu pada konsentrasi larutan emas di atas 400 ppm dan tidak bisa digunakan untuk pemisahan emas bila konsentrasinya di bawah 400 ppm.
2. Pemisahan Emas dari Larutan Standar Emas dengan Metode Sianida dan Metode Natrium Bisulfit
Pemisahan emas dari larutan standar emas dengan metode sianida dan metode natrium bisulfit bertujuan untuk membandingkan keefektifan kedua metode dalam pemisahan emas dari larutan standar emas. Tahapan penelitian dan pengamatan pemisahan emas dari larutan standar emas dengan metode sianida dan metode natrium bisulfit dapat dilihat pada Tabel 4.1.
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Tidak ada endapan
Ada endapan
Tabel 1 Tahapan Penelitian dan Pengamatan Pemisahan Emas dari Larutan Standar Emas dengan Metode Sianida dan natrium Bisulfit
Tahapan Penelitian Pengamatan 1. Metode Sianidasi
a) 5mL larutan standar emas ditambah NaOH 2 M sampai pH 11.
b) Ditambahkan natrium sianida 1% 15 mL dan diaduk 24 jam
c) Ditambahkan 0,5 gram seng foil dan didekantasi
d) Seng foil dibakar.
e) Emas yang terbentuk dicuci dengan HNO3
2 M.
f) Ditimbang emas yang terbentuk.
*2. Metode Natrium Bisulfit
a) 5 mL larutan standar emas ditambah 5 mL NaHSO3 1 M. (dilakukan secara duplo)
b) Endapan dicuci dengan HCl 32% dan diuapkan
c) Endapan dicuci dengan aquades dan diuapkan
d) Ditimbang endapan kering
e) Endapan kering dibakar dengan alat pembakar
f) Emas yang terbentuk ditimbang
a) Terbentuk larutan tidak berwarna.
b) Terbentuk larutan tidak berwarna.
c) Seng foil menjadi hitam
d) Terbentuk butiran emas e) Pengotor larut dalam HNO3
f) Massa yang diperoleh 0,0334 g
a) Terbentuk endapan hitam.
b) Endapan menjadi coklat muda.
c) Endapan oranye tua
d) Massa endapan kering 0,0589 g (1), 0,0569 g (2), rata-rata 0,0579 g e) Terbentuk butiran emas
f) Massa emas 0,0534 gram
*Prosedur 2(a-d) dilakukan secara duplo
Emas yang diperoleh dari metode sianida sebesar 0,0334 g, yang berasal dari 5 mL hasil pelarutan emas murni seberat 1,04 g dengan 80 mL air raja. Rendemen emas dapat diperoleh melalui perhitungan sebagai berikut:
× ,
, X 100% = 51,38%
Hasil emas yang diperoleh dari metode natrium bisulfit sebesar 0,0534 g, yang berasal dari 5 mL hasil pelarutan emas murni seberat 1,04 g dengan 80 mL air raja. Rendemen emas dapat diperoleh melalui perhitungan sebagai berikut:
× ,
, X 100% = 82,15%
Gambar 2 Spektrum Energi Hasil Pemisahan Emas pada Larutan Standar Emas Metode Natrium Bisulfit
Gambar 3 Spektrum Energi Hasil Pemisahan Emas dari Larutan Standar Emas dengan Metode Sianida
Tabel 2. Perbandingan unsur-unsur pemisahan emas dengan metode sianida dan metode natrium bisulfit dapat dilihat pada
Berdasarkan analisis EDX, metode natrium bisulfit menghasilkan emas dengan kemurnian 83%, lebih tinggi dari kemurnian emas yang dihasilkan metode sianida, yaitu 78%.
Keefektifan metode natrium bisulfit dan metode sianida dapat dilihat pada rendemen dan kemurnian emas yang dihasilkan dari larutan standar emas. Metode natrium bisulfit lebih efektif dibandingkan metode sianida karena memiliki rendemen dan kemurnian yang lebih tinggi daripada metode sianida.
3. Penerapan Metode Pengendapan Emas Menggunakan Natrium Bisulfit Pada Batuan Alam Jawa Timur
Tahapan penelitian dan pengamatan penerapan metode natrium bisulfit pada sampel batuan alam Jawa Timur disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Tahapan Penelitian dan Pengamatan Penerapan Metode Natrium Bisulfit pada Batuan Alam Jawa Timur
Tahapan Penelitian Pengamatan 1. Batu Jawa Timur 6,0081 g
a) Dihaluskan dengan mortar b) Dibakar pada suhu 1000 °C
c) Ditambah 10 mL larutan HCl 32% dan diaduk selama 2 jam
d) Didekantasi
e) Residu hasil dekantasi ditambah 20 mL air raja dan diaduk selama 3 jam lalu
didekantasi
f) Ditambah 5 mL NaHSO3 1 M dan dibiarkan
sampai terendap sempurna lalu didekantasi g) Endapan dicuci dengan HCl 32% kemudian
diuapkan dan dicuci ulang dengan aquades kemudian diuapkan
h) Endapan kering ditimbang
i) Endapan kering dibakar dengan alat pembakar
j) Emas yang terbentuk ditimbang
a) Batuan menjadi serbuk. b) Serbuk merah kecoklatan c) Terbentuk filtrat dan residu
d) Filtrat berwarna oranye dan endapan berwarna coklat kemerahan
e) Terbentuk residu dan filtrat. Filtrat dan endapan berwarna kuning
Massa residu sebesar 5,2 g
f) Terbentuk endapan hitam dan filtrat tidak berwarna.
g) Endapan berwarna coklat muda
h) Massa endapan 0,0655 g
i) Terbentuk butiran emas
j) Massa emas 0,0613 g
Unsur Metode Natrium Bisulfit
Wt(%) At(%) Unsur Metode sianida
Analisis pendahu wilayah di Jawa Timur m unsur dalam batuan alam pada batuan alam Jawa T
Massa Au dalam
huluan dengan XRF batuan alam yang diperoleh d r memiliki kandungan emas sebesar 6,10%. Kandu am Jawa Timur pada analisis XRF bisa dilihat pad
-unsur dalam Batuan Alam Jawa Timur pada Analisis
Si S In Ca
1.2 0.06 1.7 88.28
Ti Fe Cu Mn
0.065 1.41 0.42 0.82
sur yang paling dominan adalah Ca yaitu 88,28 % eperti Fe, S, Cu yang dapat menggaggu ketika dila
ja. Air raja dapat melarutkan semua senyawa yang rmasuk emas. Kandungan yang ada di pasir bukan n dalam bentuk senyawa.Senyawa yang terkandu senyawa sulfida, oleh karena itu perlu dilakukan dungan senyawa yang dominan untuk meningkatk Wijayanti, 2012). Berdasarkan analisis XRF, Kons
a Timur dapat dihitung dengan cara:
m batuan = %Au dalam batuan x massa batuan = 6,10% x 6,0081 g
bisulfit dapat memisahkan emas pada konsentra gga emas dalam batuan alam Jawa Timur dapat d
bisulfit.
awa Timur yang dilarutkan dengan air raja mengha rakloroaurat (III). Natrium bisulfit berfungsi untuk mpleks tetrakloroaurat (III) seperti pada persamaa
uCl4 (aq) + 3H2O (l)
3NaHSO4 (aq) + 8 HCl (aq) + 2Au (s) (Alicia, 20
ng diperoleh dari batuan alam Jawa Timur sebesa s dapat diperoleh melalui perhitungan sebagai beri
Rendemen yang diperoleh 1,020 % mengalami penurunan dari persen massa awal yang dianalisis menggunakan XRF, yaitu 6,12%. Penurunan ini disebabkan luas permukaan batuan yang telah dihaluskan kurang luas, hanya 75 mesh, sehingga proses ekstraksi dengan air raja tidak optimal. Selain itu proses pembakaran pada krusibel menyebabkan emas banyak yang menempel pada krusibel tersebut. Proses pemekatan yang tidak optimal juga menyebabkan sedikitnya rendemen emas yang diperoleh.
Berdasarkan analisis EDX, kemurnian emas hasil pemisahan pada batuan alam Jawa Timur adalah 88,12%. Perbandingan Unsur-unsur metode natrium bisulfit pada batuan alam Jawa Timur dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Perbandingan Unsur-unsur Metode Natrium Bisulfit pada Batuan Alam Jawa Timur
Kemurnian emas tidak jauh berbeda dengan kemurnian emas pada pemisahan larutan standar karena konsentrasi emas pada batuan alam tinggi, yaitu sebesar 18000 ppm. Konsentrasi 18000 ppm melebihi konsentrasi minimum pada metode natrium bisulfit, yaitu sebesar 400 ppm.
PENUTUP Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Metode natrium bisulfit lebih efektif dibandingkan dengan metode sianida. Hal ini dapat dibuktikan dari nilai massa emas yang diperoleh, rendemen emas yang dihasilkan dan kemurnian emas pada metode natrium bisulfit lebih tinggi daripada metode sianida.Rendemen emas yang diperoleh dari metode natrium bisulfit sebesar 82,15% sedangkan pada metode sianida menghasilkan rendemen sebesar 51,38%. Emas yang diperoleh pada metode natrium bisulfit memiliki kemurnian sebesar 83,21% lebih tinggi daripada metode sianida yang memiliki kemurnian 78,36%. Metode natrium bisulfit dapat digunakan pada konsentrasi larutan emas lebih dari 400 ppm.
2. Rendemen yang diperoleh dari pemisahan emas batuan Alam Jawa Timur dengan metode natrium bisulfit sebesar 1,020 %.
Unsur Metode Natrium Bisulfit
Wt(%) At(%)
Au Ca Cl O
88.12 04.84 01.30 05.74
Saran
Luas permukaan batuan yang telah dihaluskan seharusnya berukuran 200mesh atau lebih untuk memaksimalkan pelarutan emas ketika penambahan air raja. Proses pembakaran harus dilakukan pada wadah yang tahan pada suhu tinggi untuk
memaksimalkan emas yang didapat pada proses pembakaran. Proses pemekatan dilakukan lebih dari sekali supaya senyawa-senyawa lain, selain emas dapat
dihilangkan. Metode natrium bisulfit dapat digunakan pada konsentrasi larutan emas lebih dari 400 ppm.
DAFTAR PUSTAKA
Alicia. 2012. What is exactly chemical process and why gold drops. Gold Refining Forum (online), (http://goldrefiningforum.com).diakses 10 Juni 2013. Deschenes. G. 1998. Leaching of Gold from Chalcopyrite Concentrate by Thiourea.
Hydrometalurgy, 20: 180 – 202.
Housecroft, C. E & Sharpe, A. G. 2005. Inorganic Chemistry 2nd ed. England: Ashford Colour Press Ltd., Gosport.
Lutvi M. & Damayanti R. 2009. Karakterisasi Merkuri dalam Sedimen dan Air Pada Pengolahan Tailing Amalgamasi di Kegiatan Pertambangan Emas Rakyat Secara Sianidasi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral: Prosiding Pertambangan.
Kasongo, K. 2008. Enhanced Leaching of Gold and Silver from A Zinc Refinery Residue in Cyanide Media: Effect of Alkaline Pre-treatment of Jarosite Minerals. South Africa: Tshwan University Of Technology.
Kurnia, A. 2011. Peningkatan Kualitas Bijih Emas Kadar Rendah dengan Metode Hidrometallurgi. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November.
Park, Y. J & Fray, D. J. 2008. Recovery of High Purity Precious Metals from Printed Circuit Boards. Journal of Hazardous Materials. 164: 1152-1158.
Pitoy, M. M., Wuntu, A. D., & Koleangan, H. S. J. 2008. Detoksifikasi Sianida pa Tailing Tambang Emas dengan Natrium Metabisulfit (Na2S2O5) dan
Hidrogen Peroksida (H2O2). Manado: UNSRAT Manado
Rusli, A. M. 2009. Pengembangan Metode Ekstraksi Emas terhadap Batuan Berkadar Emas Rendah. Bandung: Institut Teknologi Bandung. Simanjuntak, FN. 2010. Penentuan Kandungan Bijih Emas dari Batuan
Penambangan Masyarakat Desa Beuteung-Aceh dengan Metode Sianidasi dan Pemurnian secara Elaktrolisis. Medan: Universitas Sumatra Utara. Steele, I. M., L. J., Gaspar, J. C., McMahon, G., Marquez, M. A. & Vasconcellos,
M. A. Z. 2000. Comparative Analysis of Sulfides for Gold using SXRF and SIMS. The Canadian Mineralogist, 38: 1 – 10.
Supriyadijaja, A & Widodo. 2009. Studi Penggunaan H2O2 pada Pelarutan Bijih
Emas Sukabumi Selatan dengan Larutan Sianida. Sukabumi selatan: LIPI. Svehla, G. 1979. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro.
Jakarta : PT Kalman Media Pusaka.
Wijayanti, F. A. 2012. Peningkatan Kandungan Emas Dari batuan Mineral Melalui Penghilangan Unsur-unsur Mayor. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang.
