JKPK (JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA), Vol 4, No 2, Tahun 2019 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret https://jurnal.uns.ac.id/jkpk
EKSTRAKSI Au DARI BATUAN MINERAL DENGAN HIDROMETALURGI AERASI-SIANIDASI SERTA KAJIAN PERBANDINGAN EFEKTIVITASNYA PADA BERBAGAI METODE DAN PELARUT
Au Extraction from Rocks Mineral with Aeration-Cyanidation Hydrometallurgy and Comparative Study of Its Effectiveness in Various Methods and Solvents
Dhita Ariyanti 1,* dan Muhammad Syaifuddin 2
1 Program Studi Teknokimia Nuklir, Jurusan Teknokimia Nuklir, STTN BATAN Jl. Babarsari, PO BOX 6101 YKBB, Yogyakarta 55281, Indonesia
2 Central Laboratorium, PT. Wilmar Nabati Indonesia Jl. Kapten Darmo Sugondo No. 56, Gresik, Jawa Timur 61124, Indonesia
* Untuk korespondensi: Tel. +62-274-484085, email: dhita.ariyanti@batan.go.idria
Received: April 01, 2019
Accepted: August 29, 2019
Online Published: August 31, 2019
DOI : 10.20961/jkpk.v4i2.29020

## ABSTRAK
Indonesia  merupakan  negara  dengan  potensi  bahan  tambang  yang  sangat  melimpah, salah satunya adalah logam emas (Au)  yang memiliki nilai ekonomis cukup tinggi.  Pemisahan logam  emas  dari  batuan  mineralnya  terdiri  dari  beberapa  metode,  seperti  ekstraksi, hidrometalurgi,  dan  teknologi  membran  emulsifier.  Ketiga  metode  ini  menghasilkan  efektivitas persentase  perolehan  kembali  (% recovery )  yang  berbeda-beda,  bergantung  pada  kondisi optimum masing-masing metode dan jenis pelarutnya. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan pemisahan  logam  emas  dari  batuan  mineral  melalui  metode  hidrometalurgi  dengan  kombinasi pelarut  aerasi-sianidasi.  Metode  hidrometalurgi  merupakan  ekstraksi  logam  dari  batuan menggunakan media cair.  Pengujian  yang digunakan adalah uji kualitatif larutan SnCl 2 dan uji karakterisasi dengan XRF. Hasil menunjukkan bahwa persentase perolehan kembali (% recovery ) logam Au dengan proses preleaching berupa aerasi dan sianidasi selama 24 jam adalah 92,8%. Selain  itu,  proses  sianidasi-aerasi  ini  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan  metode  membran emulsifier dan metode hidrometalurgi berpelarut natrium bisulfit, hidrogen peroksida, dan Cyanex 272 dengan NH 4 Cl 0,9 M.
Kata Kunci: pemisahan, hidrometalurgi, sianidasi, %recovery

## ABSTRACT
Indonesia is a country with abundant mining potential, one of  it is gold (Au) which has a high economic value.  Separation of gold metal from mineral rock consists of several methods, such as extraction, hydrometallurgy, and membrane emulsifier technology. These three methods produce  different  effectiveness  of  percentage  recovery  (%recovery),  depend  on  the  optimum conditions of each method and type of solvent. This study aims to separate the gold metal from mineral  rocks  through  the  hydrometallurgical  method  with  an  aeration-cyanidation  solvent combination. Hidrometallurgy method is liquid extraction from ores. The test used is a qualitative test of SnCl 2 solution and characterization test with XRF. The results showed that the percentage
of recovery  (%recovery) of Au  with  aeration and cyanidation process for 24 hours was  92.8%. Aeration  and  cyanidation  better  than  emulsifier  membrane  method  and  hydrometallurgy  with sodium bisulphite, hydrogen peroxide, Cyanex 272 and NH 4 Cl 0.9 M.
Keywords: separation, hydrometallurgy, cyanidation, %recovery

## PENDAHULUAN
Indonesia merupakan salah satu negara  dengan  potensi  penambangan  emas cukup  tinggi. Data  mining  statistics  of nonpetroleum and natural gas yang dirilis oleh Badan  Pusat  Statistika  menyebutkan  bahwa produksi emas Indonesia tahun 2015 meningkat menjadi 92.339  kg dari 68.220 kg pada tahun 2011. Data BPS juga menyatakan bahwa  persentase  nilai  tambah  produksi emas  menurut  harga  pasar  terhadap  nilai output  mencapai  85,82%  [1]. Hal  ini mengindikasikan bahwa emas masih menjadi komoditas  unggul  bagi  perekonomian  di Indonesia. Sejalan dengan hal tersebut, maka perlu  dilakukan  berbagai  penelitian  untuk meningkatkan  produksi  emas  dari  batuan mineral di berbagai daerah.
Peningkatan  produksi  emas  dapat dilakukan dengan melakukan proses eksplorasi batuan mineral yang mengandung emas.  Selanjutnya,  emas  dipisahkan  dari batuan  mineral  tersebut  dengan  berbagai metode yang sudah pernah diteliti.
Permasalahan  yang  sering  timbul  dari kegiatan  pemisahan  emas  (Au)  adalah rendahnya  persentase  perolehan  kembali ( recovery ) Au dari batuan mineralnya.
Beberapa  metode  pemisahan  logam Au  dari  batuan  mineralnya  telah  banyak diteliti, seperti metode ekstraksi, hidrometalurgi,  dan  teknologi  membran. Dalam  pemisahan  logam  Au  dari  bijihnya
dengan  metode  ekstraksi,  pemilihan  jenis pelarut  sangat  menentukan  persentase perolehan kembali ( recovery ) logam Au. Hal ini  bergantung  pada  rasio  distribusi  zat terlarut (dalam hal ini logam Au) pada pelarut polar  dan  nonpolar  (organik).  Penelitian sebelumnya melaporkan penggunaan larutan  ionik  yang  berasal  dari  kation tetrahexylammonium  dan  tetraoctylammonium dengan anion yang berbeda seperti dicyanamide (Dca-), thiocyanato (SCN-) dan bis(trifluoro  methysulfonyl)  imide  (Tf2N-) untuk ekstraksi logam Au yang terlarut dalam larutan klorida [2]. Telah dilakukan penelitian tentang  penggunaan  larutan ionik lain untuk ekstraksi Au dalam klorida. Dalam penelitian tersebut,  ekstraksi  Au  dilakukan  dengan beberapa  pelarut  seperti  [Bmim][Tf2N], [Bmim][PF6], dan Cyphos 101 [3]. Penelitian lain melaporkan penggunaan pelarut Cyanex 272 dalam kerosin untuk ekstraksi logam Au dalam larutan NH 4 Cl dengan variasi konsentrasi  yang  berbeda  [4].  Logam  Au dalam  HCl  juga  dapat  diesktraksi  dengan fasa  organik  berupa  N-dodecylpiperidine dalam  beberapa  pelarut  anorganik  yang berbeda.  Pelarut  anorganik  yang  berbeda konsentrasi akan menunjukkan hasil persentase  perolehan  (% recovery) yang berbeda-beda [5].
Selain  metode  ekstraksi,  logam  Au dapat dipisahkan dari bijihnya melalui prinsip hidrometalurgi.  Hidrometalurgi  merupakan ekstraksi yang mengolah bijih menjadi logam
dengan media cair. Salah satunya penelitian pemisahan Au dengan prinsip hidrometalurgi menggunakan pelarut aqua regia [6]. Selain aqua regia, beberapa pelarut seperti HCl dan H 2 O 2 [7] serta pelarut natrium bisulfit [8] juga digunakan  sebagai  oksidator  Au.  Selain hidrometalurgi dan ekstraksi cair, pemisahan logam  Au  juga  dapat  dilakukan  melalui teknologi  membran  emulsifier.  Penelitian tentang  penggunaan  teknologi  membran emulsi menyebutkan bahwa mampu menghasilkan persentase recovery logam Au sebesar 83, 24% [9].
Beragam  metode  dan  jenis  pelarut yang digunakan dalam penelitian sebelumnya dikatakan  kurang  efektif  dalam  memisahkan Au dari batuan mineralnya. Selain karena jenis pelarut yang mahal, persentase recovery juga tidak  sampai  100%.  Hal  ini  mendorong penelitian ini untuk mengeksplorasi lebih lanjut tentang  pelarut  yang  digunakan  sebagai ekstraksi  logam  Au  dari  batuan  mineralnya secara  hidrometalurgi.  Penelitian  ini  akan mengkaji tentang efektivitas pemisahan logam Au terhadap penggunaan pelarut sianida yang dikombinasikan dengan aerasi. Pelarut sianida merupakan reagen yang paling sering digunakan  untuk  mengisolasi  emas  pada skala  industri,  selain  itu  sianida  mampu menghasilkan persentase recovery logam Au cukup tinggi. Kombinasi aerasi yang diimplementasikan  sebelum  sianidasi  dalam hidrometalurgi  bertujuan  untuk  mengurangi pembentukan  film  pasif  yang  mengganggu kontak  antara  sianida  dan  logam  Au  dalam proses  oksidasi.  Hasil  penelitian  akan  dikaji perbandingan  efektivitas  berbagai  metode dengan jenis pelarut yang berbeda.

## METODE PENELITIAN

## 1.  Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada penelitian  ini  adalah  ball  mill,  satu  set  alat sianidasi,  bak  penampung  bertingkat,  alat pengaduk, indikator universal, pompa air, dan peralatan  lain  yang  mendukung.  Instrumen yang  digunakan  untuk  analisis  adalah  XRF Minipal  14  PANalytical  dan  ICP-AES/ICPS. Bahan  yang  digunakan  diantaranya  sampel batuan  mineral  natrium  sianida  (NaCN)  1%, kapur  tohor  (CaO),  dan  NaOH  12  M  serta larutan SnCl 2 0,5 M yang dibuat dari padatan alloy dengan kadar timah 60%.

## 2.  Prosedur Kerja
Prosedur  kerja  yang  dilakukan  dalam penelitian ini diantaranya:

## a.  Homogenisasi Batuan Mineral
Batuan  mineral  sebanyak  14  kg dipecah  kemudian  dihaluskan  sampai  75 mesh  dengan  ball  mill  dan  dicampur  sampai homogen.  Penghalusan  batuan  mineral bertujuan  untuk  membebaskan  mineral  Au yang  terjebak  pada  tiap  bagian  sampel batuan.

## b.  Pengujian Kadar Au batuan mineral
Sampel  batuan  dalam  bentuk  lumpur yang  berukuran  +75  mesh  diambil  sebanyak 100 gr, kemudian dikeringkan untuk menghilangkan  kandungan  airnya.  Endapan yang  telah  kering  kemudian  dianalisis kandungan mineralnya dengan menggunakan instrumen  XRF  Minipal  14  PANalytical.  Hasil Au  yang  diperoleh  adalah  jumlah  Au  dalam batuan mineral sebaga raw material.

## c.  Proses Sianidasi
Batuan  yang  telah  dihaluskan  akan dilarutkan  dengan  NaCN  (proses  sianidasi) dan pemberian aerasi ( preleaching ) selama 3 jam  serta  waktu  kontak leaching selama  24 jam  [10].  Perbandingan  berat  batuan  yang telah  dihaluskan  terhadap  larutan  sianida (NaCN) adalah 1:1, diaduk sambil mengatur kondisi  pH  antara  10-11  [11]  menggunakan kapur tohor (CaO), dan ditambah NaOH.

## d.  Pengujian Kadar Au yang Terekstrak
Pulp  yang  terbentuk  disaring,  filtrat hasil pemisahan diuji kualitatif dengan SnCl 2 .
Endapan yang terbentuk dari hasil penambahan  dengan  SnCl 2 dioven  pada suhu  110 o C  selama  2  jam.  Hasil  endapan dianalisis  menggunakan  instrumen  X-Ray fluorescence  (XRF)  Minipal  14  PANalytical. Kandungan Au yang dianalisis ini adalah Au yang terkestraks dari batuan mineral melalui proses sianidasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penggerusan  batuan  mineral  berfungsi untuk  menghomogenkan  batuan  dan  mem- bebaskan mineral Au yang terjebak pada tiap
bagian  sampel  batuan.  Fungsi  pengaturan antara  pH  10  dan  11  agar  hasil  perolehan kembali  logam  Au  dapat  dilakukan  secara maksimal.  Jika  sianidasi  dilakukan  pada  pH dibawah  10  maka  akan  terbentuk  gas  HCN yang sangat beracun, sedangkan HCN tidak mempunyai  kemampuan  untuk  melarutkan emas.  Sedangkan  pada  pH  lebih  besar  dari 11,  maka  akan  terbentuk  peroksida.  Tabel  1 dan  Gambar  1  menunjukkan  kadar  logam pada  batuan  mineral  sebelum  dilakukan ekstraksi.
Tabel  1.  Kadar  logam  pada  batuan  mineral sebelum  dilakukan  ekstraksi  yang diukur dengan XRF
Unsur logam Kadar (%) Al 7.9 Si 34.3 S 7.4 K 3.35 Ca 0.74 Ti 0.68 V 0.04 Cr 0.087 Mn 0.13 Fe 27.8 Cu 9.07 Zn 2.64 Mo 4.1 Ba 0.3 Au 0.07 Pb 1.4
Tujuan  aerasi  ini  adalah  memberikan suplai oksigen dari udara guna mengoksidasi sejumlah  sulfida  yang  larut  menjadi  sulfat seperti pada reaksi:
S 2- (aq) + 2O 2(g) → SO 4 2- (aq) …………… (1)
Keberadaan  sulfida  dapat  membentuk film  pasif  pada  permukaan  emas  selama proses  sianidasi  jika  tidak  dihilangkan, sehingga  dapat  menghalangi  reaksi  antara sianida  dan  emas  pada  waktu  sianidasi. Setelah dihasilkan endapan dari penambahan dengan  SnCl 2 ,  endapan  dianalisis  dengan XRF. Hasil analisis endapan atau residu yang dilakukan dengan XRF disajikan pada Tabel 2 dan  difraktogram  Gambar  2.  Sedangkan
persentase  perolehan  kembali  ( recovery) logam pada Gambar 3.
Tabel 2. Kadar logam pada endapan batuan mineral  setelah  dilakukan  aerasi  dan sianidasi selama 24 jam diukur dengan
XRF Kandungan unsur Kadar logam (%) P 0.2 S tt Fe 3.33 Ni Tt Cu 72.54 Sr tt Sn 6.3
Au
0.065 Pb 17.6
Gambar 2. Spektra XRF hasil pemisahan dengan prinsip hidrometalurgi sianidasi-aerasi
Gambar 3. Diagram persentase perolehan kembali logam dalam endapan batuan mineral setelah dilakukan aerasi dan sianidasi selama 24 jam 3,33 72,54 17,6 0,08 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Fe Cu Pb Au
Kada r L o gam se te lah S ian ida si (%)
Berdasarkan diagram pada Gambar 3, nampak bahwa persentase perolehan kembali ( recovery ) logam Au akibat pemisahan  dengan  prinsip  hidrometalurgi menggunakan  aerasi  sianidasi  mencapai 92,8%.  Dalam  ekstraksi  ini,  tidak  hanya logam Au, tetapi logam Cu, Pb, dan Fe juga terpisah dari batuan mineral.
Keberadaan  logam  lain  selain  Au sangat  berpengaruh  terhadap recovery emas.  Keberadaan  logam-logam  tersebut akan mengkonsumsi sebagian besar oksigen dan  sianida.  Hal  ini  berdampak  pada
pengurangan recovery emas yang dihasilkan.  Secara  teoritis,  logam  akan terlarut  misalnya,  logam  Cu  membentuk tembaga  sianokompleks  [Cu(CN) 2- ]  dan [Cu(CN) 3 2- ], atau logam Fe membentuk besi sianokompleks [Fe(CN) 2 4- ] atau [Fe(CN) 6 3- ].
Jika  dibandingkan  dengan  beberapa metode dan jenis pelarut yang berbeda-beda, maka  prosentase  perolehan  kembali  logam Au  akan  mendapatkan  hasil  yang  berbeda pula.  Data  ekstraksi  emas  dengan  berbagai metode dan pelarut dapat dilihat pada Tabel 3.
Jika  dibandingkan  dengan  beberapa metode  yang  berbeda, efektivitas  perolehan kembali logam Au cukup bervariasi.
Persentase  perolehan  kembali  logam  Au melalui  metode  ekstraksi  dengan  pelarut Cyanex 272  dengan  NH 4 Cl  1  M  diperoleh hingga  100%.  Hal  ini  tentu  sejalan  dengan beberapa kondisi optimum seperti pemilihan jenis  fasa  organik  dan  fasa  anorganik,  rasio
distribusi  kedua  jenis  pelarut,  konsentrasi, pH,  maupun  waktu  kontak.  Penggunaan konsentrasi  larutan  anorganik  yang  kurang tepat  mampu  mempengaruhi  efektivitas perolehan  kembali  logam  Au,  seperti  pada penelitian  dengan  pelarut  Cyanex  272  pada NH 4 Cl  0,9  M  yang  hanya  menghasilkan  % recovery sebesar  60%.  Pada  metode hidrometalurgi, efektivitas yang dicapai tidak
Tabel 3. Data pemisahan logam Au dengan berbagai metode dan pelarut*
Metode Jenis pelarut % recovery Ekstraksi Kation tetrahexylammonium dan tetraoctylammonium dengan anion yang berbeda seperti dicyanamide (Dca-), thiocyanato (SCN-) dan bis(trifluoro methysulfonyl) imide (Tf2N-) [2] >95% [Bmim][Tf2N], [Bmim][PF6], dan Cyphos 101 [3] >90% Cyanex 272 dengan NH 4 Cl 1 M [4] 100% Cyanex 272 dengan NH 4 Cl 0,9 M [4] 60% N-dodecylpiperidine pada 0,1 M tiourea dalam 1 M HCl [5] 100% Hidrometalurgi Natrium bisulfit [8] 88,12% Aqua regia [6] Dilaporkan perbandingan optimum HCl:HNO 3 = 1:3 Glycine cyanide synergistic (CGS) 800 ppm [12] 99,5% Sianidasi dengan hidrogen peroksida [13] 91.3% hingga 92.5%. Aerasi-sianidasi ** 92,8% Membran emulsifier metil isobutil keton (MIBK) [9] 83, 24%
*diambil dari berbagai sumber literatur ** hasil penelitian
sampai 100% seperti pada metode ekstraksi dengan  pelarut  organik.  Hal  ini  tentu  saja diimbangi  dengan  penggunaan  teknologi yang  sederhana  dan  tidak  menggunakan pelarut  organik.  Sedangkan  penggunaan teknologi membran emulsifier memiliki
persentase
perolehan kembali yang tergolong  rendah  jika  dibandingkan  dengan kedua  teknologi  sebelumnya.  Meskipun %recovery logam  Au  tidak  setinggi  pada metode ekstraksi, namun penggunaan pelarut sianida yang dikombinasikan dengan aerasi  terbukti  memiliki %recovery lebih tinggi dibandingkan dengan metode membran emulsifier. Hal ini menjadi pertimbangan  bagi  para  peneliti  untuk mengeksplorasi  berbagai  jenis  pelarut  pada metode  ekstraksi  ataupun  hidrometalurgi guna  mendapatkan  persentase recovery logam Au yang tinggi dalam mineral batuan.

## KESIMPULAN
Persentase
perolehan kembali ( recovery )  logam  Au  dengan  metode hidrometalurgi menggunakan sistem aerasi- sianidasi sekitar 92,8%. Kurang efektifnya % recovery disebabkan adanya logam kompetitor  yang  membentuk  kompleks dengan CN. Sehingga efektivitas logam Au membentuk kompleks dengan CN menurun. Hasil perbandingan beberapa metode pemisahan  logam  Au  dari  batuan  mineral dapat  disimpulkan  bahwa  proses  sianidasi- aerasi  ini  lebih  baik  jika  dibandingkan dengan  metode  membran  emulsifier  dan metode  hidrometalurgi  berpelarut  natrium bisulfit, hidrogen peroksida, dan Cyanex 272 dengan  NH 4 Cl  0,9  M.  Namun,  persentase
perolehan kembali Au pada sianidasi-aerasi ini  belum  lebih  baik  daripada  metode ekstraksi  dengan  beberapa  pelarut  yang lain.  Secara  umum,  kondisi  optimum sianidasi-aerasi  logam  Au  dari  batuan mineral  merupakan  hal  yang  harus  selalu dikembangkan.

## DAFTAR RUJUKAN
[1]  D.  Iswanto ,  “Statistik  Pertambangan Nonminyak  dan  Gas  Bumi  Mining Statistics  of  Non-Petroleum  and  Natural Gas  2011-2015 ”,  Jakarta:  Badan  Pusat Statistika/ BPS-Statistics Indonesia, 2015
[2]  S.  Boudesocque,  A.  Mohamadou,  A. Conreux, B. Marin, and L. Dupont, “The recovery and selective extraction of gold and  platinum  by  novel  ionic  liquids (Accepted Manuscript) ”, Separation and Purification Technology , pp. 1-38, 2018.
[3]  M. Masilela and S. Ndlovu, “Extraction of  Ag  and  Au  from  Chloride  Electronic Waste  Leach  Solutions  Using  Ionic Liquids (Accepted Manuscript) ”, Journal of Environmental Chemical Engineering , pp. 1-21, 2018.
[4]  W.  D.  Xing,  M.  S.  Lee,  and  G. Senanayake, “Recovery  of  metals  from chloride leach solutions of anode slimes by solvent extraction. Part I: Recovery of gold with Cyanex 272 ”, Hydrometallurgy , vol. 180, pp. 58-64, 2018.
[5]  A.  Cieszynska  and  D.  Wieczorek, “Extraction and separation of palladium(II),  platinum(IV),  gold(III)  and rhodium(III) using piperidine-based extractants (Accepted Manuscript) ”, Hydrometallurgy , pp. 1-36, 2018.
[6]  F. Rofika and T. A. Rachmanto , “Proses Hidrometalurgi  Menggunakan  Pelarut Aqua  Regia  Pada  Recovery  Logam Emas (Au) Limbah Elektronik PCB HP ”, Jurnal ENVIROTEK , vol. 9, no. 1, pp. 1- 6, 2017.
[7]  M.  Alimano  and  R.  Rinjani ,  “Penelitian Awal  Ekstraksi  Emas  Dan  Logam Lainnya  Dari  Tanaman  Akar  Wangi
(Vetiveria  Zizanioides)  Menggunakan Metode Klorinasi Basah ”, Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara, vol. 13, no. 1, pp. 45-51, 2017.
[8]  D.  M.  Susiyadi, I.  W.  Dasna,  and  E. Budiasih, “Pemisahan Dan Karakterisasi Emas Dari Batuan Alam dengan Metode Natrium  Bisulfit ” Jurnal  Universitas Negeri Malang , pp. 1-11, 2013.
[9]  I. Santoso, and Tatian , “Ekstraksi Emas
dari  Limbah  Papan  Sirkuit  Telepon Genggam Menggunakan Teknik Membran Cair Emulsi ”, Valensi, vol. 3, no. 2, pp. 45-50, 2013.
[10]  G.  Deschenes  and  G.  Wallingford, “Effect  of  Oxigen  and  Lead  Nitrate  on The Cyanidation of Sulphide Gold Ore ”, Mineral  Engineering ,  vol.  8,  no.  8,  pp.
923-931, 1995.
[11]  R. Perky, R. E. Browner, R. Dunnei, and N. Stoitis , “Low pH Cyanidation of Gold”, Mineral Engineering , vol. 12, no. 12, pp. 1431-1440, 1999.
[12]  E.  A.  Oraby,  J.  J.  Eksteen,  and  B.  C. Tanda , “Gold and copper leaching from gold-copper  ores  and  concentrates using  a  synergistic  lixiviant  mixture  of glycine  and  cyanide ”, Hidrometallurgy , vol. 169, pp. 339-345, 2017.
[13]  T. O. Nunan, I. L. Viana, G. C. Peixoto, H. Ernesto, D. M. Verster, J. H. Pereira, J.  M.  Bonfatti,  and  L.  A.  C.  Teixeira, “Improvements  in  gold  ore  cyanidation by pre-oxidation with hydrogen peroxide ”, Mineral Engineering , vol. 108, pp. 67-70, 2017.