Skripsi Tanpa Bab Pembahasan PDF [PDF]

Citation preview

STUDI KARAKTERISASI BIJIH EMAS DARI KABUPATEN TANGGAMUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE DIAGNOSTIC LEACHING



(Skripsi)



Oleh ASTRIA GESTA ANGGRAINI



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2020



ABSTRACT



STUDY OF GOLD ORE CHARACTERIZATION FROM TANGGAMUS REGENCY BY USING DIAGNOSTIC LEACHING METHOD By ASTRIA GESTA ANGGRAINI



It has been conducted a study of gold ore characterization from Tanggamus regency using diagnostic leaching method. The purpose of this research was to know the characteristics of gold ore covering chemical composition, microstructure, mineral phases and percent extraction of gold and silver using diagnostic leaching methods. The initial characterization gold ore used the analysis XRF, fire assay, and XRD. The XRF results showed that the composition of the elements with the highest levels of Si, Fe, and S as well as the composition of compounds SiO2, SO3 and Fe2O3. The results of analysis fire assay obtained an Au and Ag value rate of 4.03 ppm and 90 ppm respectively. The results of XRD characterization formed were hexagonal phase of silica minerals and a cube phase of the mineral pyite. The diagnostic leaching method of the parameters include a leaching agent whose treatment using some of the solvent that followed by leaching of cyanide obtained filtrate analyzer by ICPOES and residues analyzer with XRD and SEM-EDX. The results of gold extraction from various stages of the solvent increased in the treatment stage with HNO3 solvent of 28.3% and the acquisition of percent silver exctraction wit out acid solvent treatment of 84.3%, so that gold ore form Tanggamus regency included in the type of high refractory ore as well as gold inclusion with a pyrite mineral (FeS2) which is indicated by increasing percent of gold extraction on treatment with HNO3 solvent and the loss of the pyrite minerals shown in the results of the XRD. SEM characterization surface morphology from gold ore surface in residual samples (a), (b), (d), (e) in the form of rock grains in the mineral phase was more homogeneous, spread evenly on the surface area and the residue (c) in the form of inhomogeneous rocks and EDX spectrum results indicating that the Fe element decreases and in accordance with the disappearance of the S element.



Keywords: gold ore, characterization, diagnostic leaching



ABSTRAK



STUDI KARAKTERISASI BIJIH EMAS DARI KABUPATEN TANGGAMUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE DIAGNOSTIC LEACHING Oleh ASTRIA GESTA ANGGRAINI



Telah dilakukan studi karakterisasi bijih emas dari Kabupaten Tanggamus dengan menggunakan metode diagnostic leaching. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karasteristik bijih emas meliputi komposisi kimia, mikrostruktur, fasa mineral dan persen ekstraksi emas dan perak menggunakan metode diagnostic leaching. Karakterisasi awal bijih emas menggunakan analisis XRF, fire assay, dan XRD. Hasil XRF menunjukkan bahwa komposisi unsur dengan kadar tertinggi yaitu Si, Fe dan S serta komposisi senyawa SiO2, SO3 dan Fe2O3. Hasil analisis fire assay diperoleh kadar Au dan Ag masing-masing sebesar 4,03 ppm dan 90 ppm. Hasil XRD yang terbentuk yaitu fasa hexagonal mineral silika dan fasa kubus mineral pirit. Metode diagnostic leaching parameternya meliputi leaching agent yang perlakuannya menggunakan beberapa pelarut yang tahapannya diikuti leaching sianida diperoleh filtrat yang dianalisis dengan ICPOES dan residu dianalisis dengan XRD dan SEM-EDX. Hasil ekstraksi emas dari berbagai tahapan pelarut meningkat pada tahap perlakuan dengan pelarut HNO3 sebesar 28,3% dan perolehan persen ekstraksi perak tanpa perlakuan pelarut asam sebesar 84,3%, sehingga bijih emas dari Kabupaten Tanggamus termasuk tipe bijih refractory tinggi serta emas terinklusi dengan mineral pirit (FeS2) yang ditunjukkan dengan meningkatnya persen ekstraksi emas pada perlakuan dengan pelarut HNO3 dan hilangnya mineral pirit yang ditunjukkan pada hasil XRD. Karakterisasi SEM morfologi permukaan dari bijih emas sampel residu (a), (b), (d), dan (e) berbentuk butiran batuan dengan fasa mineral lebih homogen, menyebar secara merata pada area permukaan dan sampel residu (c) tidak homogen serta hasil spektrum EDX menunjukkan bahwa menurunnya unsur Fe hilangnya unsur S.



Kata Kunci: bijih emas, karakterisasi, diagnostic leaching



STUDI KARAKTERISASI BIJIH EMAS DARI KABUPATEN TANGGAMUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE DIAGNOSTIC LEACHING



Oleh



ASTRIA GESTA ANGGRAINI



Skripsi



Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS



Pada



Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung



FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2020



Judul



Nama Mahasiswa



: STUDI KARAKTERISASI BIJIH EMAS DARI KABUPATEN TANGGAMUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE DIAGNOSTIC LEACHING



: Astria Gesta Anggraini



Nomor Pokok Mahasiswa : 1517011083



Program Studi



: Kimia



Fakultas



: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam



MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing



Dr. Hardoko Insan Qudus, M.S. NIP 19610203 198703 1 002



Fika Rofiek Mufakhir, S.T., M.T. NIP 19830405 200801 1 008



2. Ketua Jurusan Kimia FMIPA



Mulyono, Ph.D. NIP 19740611 200003 1 002



MENGESAHKAN



1. Tim Penguji Ketua



: Dr. Hardoko Insan Qudus, M.S.



....................



Sekretaris



: Fika Rofiek Mufakhir, S.T., M.T.



.....................



Penguji Bukan Pembimbing : Prof. Dr. Tati Suhartati, M.S.



2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam



Dr. Eng Suripto Dwi Yuwono, S.Si., M.T. NIP 19740705 200003 1 001



Tanggal Lulus Ujian Skripsi : 04 Maret 2020



.....................



SURAT PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI



Yang bertanda tangan di bawah ini Nama



: Astria Gesta Anggraini



Nomor Pokok Mahasiswa : 1517011083 Jurusan



: Kimia



Fakultas



: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam



Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul : “Studi Karakterisasi Bijih Emas Dari Kabupaten Tanggamus Dengan Menggunakan Metode Diagnostic Leaching” Adalah benar karya sendiri dan saya juga tidak keberatan jika sebagian atau seluruh data di dalam skripsi tersebut digunakan oleh dosen atau program studi untuk kepentingan publikasi sesuai dengan kesepakatan.



Bandar Lampung, Mei 2020 Yang bertanda tangan,



Astria Gesta Anggraini NPM. 1517011083



RIWAYAT HIDUP



Penulis bernama lengkap Astria Gesta Anggraini, lahir di Bandar Lampung pada tanggal 18 Agustus 1997 dan merupakan anak ketiga dari empat bersaudara. Pasangan Bapak Yahno Saring, S.Pd dan Ibu Werda Yanti. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 1 Gedong Air Bandar Lampung pada tahun 2009, pendidikan Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 10 Bandar Lampung pada tahun 2012, pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 7 Bandar Lampung yang diselesaikan pada tahun 2015. Pada tahun 2015, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN).



Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten Praktikum Analitik I untuk mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA Unila pada tahun 2018. Pengalaman organisasi penulis dimulai sebagai Kader Muda Himpunan Mahasiswa Kimia (KAMI) FMIPA Unila. Penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa Kimia (HIMAKI) FMIPA Unila periode 2016/2017 dan 2017/2018 sebagai anggota Biro Usaha Mandiri (BUM).



Penulis menyelesaikan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Balai Pengawasan dan Sertifikasi Mutu Barang (BPSMB), Bandar Lampung pada bulan Februari 2018 dengan judul “Uji Homogenitas dan Stabilitas Terhadap Sampel Biji Kopi Dengan Parameter Kadar Air di BPSMB Provinsi Lampung”. Pada tahun yang sama penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Pelindung Jaya, Kecamatan Gunung Pelindung, Kabupaten Lampung Timur periode JuliAgustus 2018.



iii



MOTTO



“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (QS. Al-Insyirah ayat 5)



“Barangsiapa yang memberi kemudharatan kepada seorang muslim, maka Allah akan memberikan kemudharatan kepadanya, barangsiapa yang merepotkan (menyusahkan) seorang muslim maka Allah akan menyusahkan dia” (Hadis riwayat Abu Dawud : 3635)



Kegagalan mengakibatkan kekecewaan Kekecewaan mengajarkan kesabaran Kesabaran mengajarkan keikhlasan



Dengan segala kerendahan hati dan rasa syukur kepada Allah SWT kupersembahkan skripsi ini kepada:



Kedua Orang Tuaku Tercinta Bapak Yahno Saring, S.Pd dan ibu Werda Yanti yang telah memberikan motivasi, doa, semangat, dan kasih sayang yang tiada henti-hentinya



Orang-orang yang telah menyayangi, membantu, dan memberikan semangat serta saran dalam kehidupanku



Teman-Teman Seperjuangan Kimia



Dan almamater tercinta, Universitas Lampung



SANWACANA



Alhamdulillah Puji syukur penulis haturkan kahadirat Allah SWT. atas segala rahmat, hidayat dan kemudahan yang selalu diberikan kepada hamba-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi Karakterisasi Bijih Emas Dari Kabupaten Tanggamus dengan Menggunakan Metode Diagnostic Leaching” sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.



Penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1.



Bapak Dr. Hardoko Insan Qudus, M.S., selaku pembimbing satu yang telah membimbing, memberikan banyak ilmu, nasihat, arahan, kritik dan saran yang sangat berarti bagi penulis selama penelitian hingga tersusunya skripsi ini.



2.



Bapak Fika Rofiek Mufakhir, M.T., selaku pembimbing kedua yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan, gagasan bimbingan, arahan, kritik, saran dan motivasi selama penyusunan skripsi ini.



3.



Ibu Prof. Dr. Tati Suhartati, M.S., selaku pembahas atas semua saran, kritik, dan nasihat yang membantu dalam penyusunan skripsi ini.



3



4.



Ibu Prof. Dr. Buhani, M.Si., selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, arahan dan motivasi selama masa kuliah.



5.



Bapak Mulyono, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.



6.



Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, S.Si., M.T., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Lampung.



7.



Seluruh staf pengajar Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Lampung atas ilmu pengetahuan selama proses pendidikan, serta seluruh staf administrasi dan pramubakti Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.



8.



Ibu Dr. Eng. Widi Astuti sebagai Kepala Balai Penelitian Teknologi Mineral–LIPI yang telah memberikan fasilitas dan dana penelitian.



9. Koordinator Laboratorium Hidro-Elektro Metalurgi, Koordinator Laboratorium Analisis, Koordinator Laboratorium Piro Metalurgi Balai Penelitian Teknologi Mineral – LIPI yang mengizinkan penggunakan tempat dan peralatan penelitian. 10. Kedua orang tuaku tercinta, Bapak Yahno Saring, S.Pd dan Ibu Werda Yanti yang telah berjuang dan berkorban demi penulis. Terima kasih atas segala perhatian, semangat dan dukungan moral maupun materi, serta do’a yang selalu diberikan kepada penulis. 11. Keluarga tersayang dan Tercinta Mas Rian, Mas Aris dan Adek Ino yang telah mendukung, mendo’akan dan selalu memotivasi penulis.



4



12. Teman-Teman seperjuangan di LIPI Berty, Devi, Sonia, Chichi, Mba Felic, Kak Rivo, Kak Rizal, Iqbal, Mba Puala, dan Mba Safira, terima kasih telah membantu, memotivasi dan semangat yang diberikan. 13. Teman-teman terbaikku sejak Maba (Secret Women) Nurmalia, Pipit, Rafika dan Fitri terima kasih telah memberi semangat dan canda tawa diberikan. 14. Teman-teman seperjuangan kompre Februari Icha, Dwi, Ammar dan Ijhad terima kasih atas bantuan dan semangat yang diberikan. 15. Teman-teman KKN Desa Pelindung Jaya Julian, Agung, Agnes, Khadijah, Fitri, Restu dan Kak Alam terima kasih selama 32 harinya tetap semangat guys. 16. Teman-Teman SMA ku Vivi, Fitri, Lilis, Desti, Puspita, dan Rini terima kasih telah memberi semangat. 17. Keluarga Chemistry 2015 (Kelas B) tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih kalian selama kuliah selalu menjadi kelas panutan dan aku didalamnya akhirnya menjadi termotivasi dan rajin hehe. 18. Keluarga Chemistry 2015 tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas kebersamaan yang telah dilalui dalam kehidupan dikampus dari awal sampai sekarang. See you guys! 19. Semua pihak yang telah membantu dan mendo’akan penulis secara tulus dalam proses penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 20. Almamater tercinta Universitas Lampung.



5



Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut dan berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membaca, khususnya rekan-rekan mahasiswa kimia.



Bandar Lampung, Penulis



Mei 2020



Astria Gesta Anggraini



6



DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ............................................................................................ xviii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................xx I.



PENDAHULUAN ...........................................................................................1 A. Latar Belakang ...........................................................................................1 B. Tujuan Penelitian .......................................................................................5 C. Manfaat Penelitian .....................................................................................6



II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................7 A. B. C. D. E. F.



Bijih Emas..................................................................................................7 Bijih Emas di Provinsi Lampung ...............................................................9 Pengolahan Bijih Emas............................................................................ 12 Definisi Refractory...................................................................................16 Sianidasi Emas ........................................................................................ 18 Metode Karakterisasi Bijih Emas ........................................................... 22 1. Mineral Liberation Analyzer (MLA) ..................................................22 2. Diagnostic Leaching .......................................................................... 25 G. Analisis Karakterisasi Bijih Emas ............................................................27 1.X-Ray Flourence (XRF) ........................................................................27 2.X-Ray Difraction (XRD) .......................................................................30 3.Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray (SEM-EDX) ...........................................................................................33 4. Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICPOES) ......................................................................................................35



III. METODE PENELITIAN .............................................................................38 A. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................................38 B. Alat dan Bahan .........................................................................................38 C. Prosedur Penelitian ..................................................................................39 1. Preparasi Sampel .................................................................................39



2. Pembutan Larutan ...............................................................................40 3. Metode Diagnostic Leaching ..............................................................41 4. Analisis Bijih emas .............................................................................46 1. Analisis X- Ray Flourence (XRF) ...................................................46 2. Analisis Fire Assay..........................................................................46 3. Analisis X- Ray Difraction (XRD) ................................................. 47 4. Analisis Scanning Electron Microscope (SEM) .............................48 5. Analisis Kandungan Emas dan Perak............................................. 48 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .....................................................................50 A. Karakterisasi Awal Bijih Emas ................................................................50 1. Analisis Kimia .....................................................................................51 2. Analisis Mineralogi ..............................................................................53 B. Hasil Ekstraksi Bijih Emas ......................................................................54 1. Hasil Ekstraksi Emas ...........................................................................55 2. Hasil Ekstraksi Perak ...........................................................................56 3. Pengaruh Konsumsi Sianida Pada Proses Leaching ............................58 C. Hasil Analisis XRD Residu Bijih Emas ..................................................60 D. Hasil Analisis SEM-EDX Residu Bijih Emas .........................................62 V. SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................71 A. Simpulan ..................................................................................................71 B. Saran ........................................................................................................72 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................73 LAMPIRAN ..........................................................................................................79 Lampiran 1. Diagram Alir .................................................................................80 Lampiran 2. Perhitungan ...................................................................................86 Lampiran 3. Data Penelitian ..............................................................................91 Lampiran 4. Hasil Analisis ................................................................................96



xvii



DAFTAR TABEL



Tabel



Halaman



1.



Potensi sumber daya dan cadangan emas primer di Provinsi Lampung .........10



2.



Potensi sumber daya dan cadanagan perak di Provinsi Lampung ..................10



3.



Klasifikasi bijih emas refractory.....................................................................16



4.



Kelarutan dari senyawa sianida.......................................................................19



5.



Metode diagnostic leaching dengan penghancuran selektif bijih emas..........26



6.



Hasil analisis x-ray flouresence (XRF) bijih emas ..........................................51



7.



Hasil analisis fire assay bijih emas .................................................................52



8.



Data analisis XRD sampel bijih emas awal ....................................................91



9.



Data analisis XRD residu hasil leaching CN ..................................................91



10. Data analisis XRD residu hasil leaching NaOH+CN .....................................91 11. Data analisis XRD residu hasil leaching HCl+CN.........................................92 12. Data analisis XRD residu hasil leaching HNO3+CN .....................................92 13. Data analisis XRD residu hasil leaching HF+CN...........................................92 14. Data persen ekstraksi emas dengan pengaruh pelarut terhadap bijih emas ....93



15. Data persen ekstraksi perak dengan pengaruh pelarut terhadap bijih emas ...93 16. Data konsumsi sianida pada leaching CN awal ..............................................94



17. Data konsumsi sianida pada leaching CN dengan pengaruh pelarut NaOH ..............................................................................................................94



18. Data konsumsi sianida pada leaching CN dengan pengaruh pelarut HCl ......94 19. Data konsumsi sianida pada leaching CN dengan pengaruh pelarut HNO3 ...95 20. Data konsumsi sianida pada leaching CN dengan pengaruh pelarut HF ........95



xix



DAFTAR GAMBAR



Gambar



Halaman



1. Sebaran mineral dan logam dasar ....................................................................11 2. Spesifikasi sianida dan hidrogen sianida pada larutan aqueous terhadap pH. ....................................................................................................................20 3. Diagram Eh-pH untuk sistem CN-H2O pada 25°C ..........................................21 4. Hasil analisis MLA yang menunjukkan emas (a) acanthit (b) sampel bijih ....23 5. Bagian-bagian alat XRF ...................................................................................28 6. Pola difraksi Bragg .........................................................................................32 7. Skema alat SEM ...............................................................................................33 8. Skema alat ICP-OES ........................................................................................36 9. Sampel bijih emas berukuran ≤ 53 µm ............................................................50 10. Hasil XRD karakterisasi awal bijih emas.........................................................53 11. Hasil ekstraksi emas setiap tahap perlakuan bijih emas dengan diagnostic leaching ............................................................................................................55 12. Hasil ekstraksi perak setiap tahap perlakuan bijih emas dengan diagnostic leaching ............................................................................................................57 13. Pengaruh konsumsi sianida pada proses leaching bijih emas terhadap waktu 58 14. Perbandingan pola hasil XRD residu bijih emas (a) leaching CN, (b) leaching NaOH+CN, (c) leaching HCl+CN, (d) leaching HNO3+CN, dan (e) leaching HF+CN ........................................................................................61 15. Mikrograf permukaan bijih emas Kabupaten Tanggamus dengan perbesaran 500x (a) leaching sianida dan (b) leaching sianida dengan perlakuan basa NaOH ......................................................................................63 16. Spektrum EDX residu leaching sianida ...........................................................64



17. Spektrum EDX residu leaching sianida dengan perlakuan larutan basa NaOH ...............................................................................................................64 18. Mikrograf permukaan bijih emas Kabupaten Tanggamus dengan pembesaran 500x (c) leaching sianida dengan perlakuan asam HCl, (d) leaching sianida dengan perlakuan asam HNO3 dan (e) leaching sianida dengan perlakuan asam HF ..............................................................................66 19. Spektrum EDX residu leaching sianida dengan perlakuan larutan asam HCl .68 20. Spektrum EDX residu leaching sianida dengan perlakuan larutan asam HNO3 ................................................................................................................68 21. Spektrum EDX residu leaching sianida dengan perlakuan larutan asam HF ..69 22. Diagram alir preparasi sampel .........................................................................80 23. Diagram alir tahap pertama metode diagnostic leaching .................................81 24. Diagram alir tahap kedua metode diagnostic leaching ....................................82 25. Diagram alir tahap ketiga metode diagnostic leaching ....................................83 26. Diagram alir tahap keempat metode diagnostic leaching ................................84 27. Diagram alir tahap kelima metode diagnostic leaching ...................................85 28. Hasil analisis XRF bijih emas ..........................................................................96 29. Hasil analisis SEM mapping dan distribusi unsur mapping residu leaching sianida awal. .....................................................................................................97 30. Hasil analisis SEM mapping dan distribusi unsur mapping residu leaching sianida perlakuan basa NaOH. .........................................................................98 31. Hasil analisis SEM mapping dan distribusi unsur mapping residu leaching sianida perlakuan asam HCl. ............................................................................99 32. Hasil analisis SEM mapping dan distribusi unsur mapping residu leaching sianida perlakuan asam HNO3 .......................................................................100 33. Hasil analisis SEM mapping dan distribusi unsur mapping residu leaching sianida perlakuan asam HF. ...........................................................................101



xxi



I. PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Indonesia mempunyai kekayaan alam yang cukup melimpah diantaranya dalam bentuk mineral logam. Beberapa mineral logam yang dihasilkan dari industri pertambangan berupa timah, nikel, emas, perak dan lain-lain (Virman dkk., 2014). Emas ditemukan di bumi dalam bentuk logam yang terdapat di dalam retakanretakan kuarsa dan dalam bentuk mineral. Mineral (misalnya emas) dapat dijumpai dalam bentuk primer dan sekunder. Emas primer masih menyatu dengan batuan induknya, yaitu dalam bentuk butiran (porphyry) dan dalam bentuk urat (vein), sedangkan emas sekunder sudah terlepas dari batuan induknya berupa rombakan bersama pasir dan tanah yang terangkut serta diendapkan pada daerahdaerah yang lebih rendah seperti lembah-lembah sungai sebagai endapan plaser. Emas sekunder sering disebut emas plaser (place). Keberadaan mineral (misalnya emas) pada umumnya ditemukan pada daerah bermedan berat, pegunungan tinggi dan terjal serta berhutan lebat (Yanuarsyah dan Suwarno, 2017).



Umumnya, emas ditemukan dalam bentuk logam (native) yang terdapat di dalam retakan-retakan batuan kuarsa dan dalam bentuk senyawa (Rusdiarso, 2007). Rata-rata keberadaan emas di bumi sekitar 0,005 gram/ton (Eugene and Mujumdar, 2009). Emas merupakan unsur logam minor, artinya kadar emas pada



2



batuan secara umum relatif rendah. Biasanya emas bergabung dengan senyawa lain secara kompleks, sehingga unsur emas menarik dijadikan sebagai objek penelitian yaitu metode ekstraksi dari batuan alam (Nancy et al., 2010). Emas diperoleh dengan cara mengisolasinya dari batuan bijih emas. Metode yang saat ini banyak di pilih untuk eksploitasi emas skala industri adalah metode amalgamasi dan metode sianidasi (Steele et al., 2000).



Namun, kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Metode amalgamasi membutuhkan waktu yang singkat, tetapi emas hasil ekstraksi dengan metode tersebut hanya mencapai 40% dan penggunaan air raksa dalam metode ini berdampak mencemari lingkungan (Rusdiarso, 2007). Metode sianida memiliki kelebihan antara lain proses ekstraksi yang sederhana dan memiliki kemurnian emas 80% (Supriyadijaja dan Widodo, 2009). Proses sianidasi juga dapat mencemari lingkungan, yakni menghasilkan gas HCN yang beracun (Gibbons, 2005). Namun, apabila limbah ditangani dengan baik, menjadi tidak berbahaya karena sifat racun sianida bersifat sementara dan mudah terurai di lingkungan (Sulistiyono dkk., 2016). Proses detoksifikasi dilakukan dengan mengubah bentuk sianida dalam larutan menjadi padatan yang stabil ataupun menjadi CNO(sianat) dengan Na2S2O5 (natrium metabisulfit), sianat akan terdegradasi menjadi NH4+ (amonium) dan CO32- (karbonat) yang banyak dijumpai di lingkungan (Pitoi, 2008).



Beberapa faktor yang mempengaruhi dari hasil pengolahan menggunakan metode sianidasi diantaranya adalah ukuran butir umpan pengolahan. Pengecilan ukuran



3



bertujuan untuk membebaskan atau melepaskan mineral berharga dari ikatan mineral pengotornya (liberasi), menjadi butiran yang bebas sempurna (free particle) (Widara dan Rauf, 2017).



Kompleksitas mineralogi adalah faktor penyebab dari hasil perolehan emas pada bijih emas (Zhou and Cabri, 2004). Bijih emas yang diperoleh dari alam biasanya dalam dua bentuk yang ditentukan berdasarkan sianidasi yaitu free milling dan refractory. Hasil recovery > 90% dapat diperoleh dari bijih emas free milling dan bijih emas refractory sering ditandai rendahnya recovery < 50% melalui proses pelindian sianida secara konvensional (Celep et al., 2008).



Bijih emas yang bersifat refractory umumnya terbungkus oleh mineral-mineral seperti arsenopirit, pirit, pirhotit, kalkopirit atau silika. Emas yang terkunci dalam mineral sulfida refractory biasanya terbentuk dalam ikatan kimia sebagai logam emas berukuran mikro atau nano. Mineral yang terbungkus ini menghambat proses sianida yang merupakan metode umum untuk memperoleh logam emas, sehingga menjadi tidak efektif dan perolehan emas bisa turun hingga 20% saja (Handayani dan Suratman, 2017). Metode diagnostic leaching dipilih untuk mengetahui perlakuan bijih refractory (Henley et al., 2000). Metode karakterisasi ini sangat menentukan dalam pemilihan metode untuk praolahan emas dari bijih refractory. Metode praolahan yang dapat diterapkan dalam bijih refractory yaitu biooksidasi, oksidasi tekanan dan pemanggangan (Miller and Brown, 2005). Metode diagnostic leaching dalam penelitian ini dilakukan untuk mengetahui atau mengidentifikasikan emas yang terinklusi dalam mineral dari bijih emas yang



4



terbungkus oleh mineral-mineral tersebut dan akan dibebaskan menggunakan serangkaian langkah-langkah leaching. Kemungkinan kehadiran emas sebagai inklusi mikro dalam pirit, arsenik, galena atau silika. Metode analisis yang tepat adalah diagnostic leaching karena metode ini akan memberikan informasi tentang keberadaan emas dalam matriks atau fasa mineral tertentu secara tepat, bahkan dengan tahapan yang lebih rumit (Mufakhir et al., 2018). Metode diagnostic leaching merupakan teknologi alternatif untuk mengetahui karakterisasi bijih emas karena desainnya sederhana dan biayanya rendah. Proses diagnostic leaching awalnya menghilangkan mineral yang paling tidak stabil dan selanjutnya mulai melarutkan mineral yang lebih stabil untuk membebaskan emas (Henley et al., 2000).



Selain itu, ekstraksi emas setelah setiap tahap diagnostic leaching dilakukan verifikasi dengan menggunakan teknik analisis mineralogi. Namun demikian, emas yang tak terlihat yang dalam bentuk koloid atau larutan padat, tidak terdeteksi dengan menggunakan teknik analisis mineralogi (Goodall et al., 2005). Maka dapat dilakukan dengan menggunakan analisis AAS atau ICP-OES untuk mengetahui perolehan emas dan perak dalam sampel. Pada penelitian ini menggunakan analisis ICP-OES kelebihannya karena multi elemen, produktivitas tinggi dan sangat ekonomis untuk banyak sampel (Wildan, 2016).



Pada penelitian ini menggunakan sampel bijih emas dari Kabupaten Tanggamus. Setiawan dkk., 2005 telah melakukan penelitian tentang batuan dari daerah Kota Agung yang secara administratif terletak di Kabupaten Tanggamus dan



5



menyimpulkan bahwa batuan formasi hulu simpang menunjukkan komposisi mineralogi batuan bervariasi dari asam ke basa, sedangkan proses perubahan ditandai dengan kristalisasi kelompok klorit, karbonat (epidemi), epidote, silika, dan tanah liat yang berhubungan dengan endapan mineral logam seperti pirit, kalkopirit, sfalerit, magnetit, galena, tetrahidrit dan emas. Tipe batuan yang mengandung mineral-mineral logam yang bisa diidentifikasi adalah bijih sulfida (pirit, kalkopirit, sfalerit, galena, tetrahidrit), bijih oksida (magnetit) dan emas.



Mineral pembawa emas biasanya berasosiasi dengan mineral ikutan (gangue minerals). Mineral ikutan tersebut umumnya kuarsa, karbonat, turmalin, flourpar, dan sejumlah kecil mineral non logam lainnya. Mineral pembawa emas juga berasosiasi dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Pada penelitian ini menggunakan parameter yaitu leaching agent yang mempengaruhi kelarutan mineral pengikut emas dan hasil ekstraksi emas. Karakterisasi bijih emas menggunakan metode diagnostic leaching dilakukan untuk mengetahui emas yang terinklusi dalam fasa mineral, sehingga dari metode ini dapat diharapkan memberikan informasi terkait bijih emas dalam praolahan yang lebih tepat.



B. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui karakteristik bijih emas meliputi komposisi kimia, mikrostruktur dan komposisi fasa mineral yang terkandung dalam bijih emas. 2. Untuk mengetahui persen ekstraksi emas dan perak dari bijih emas secara bertahap dengan menggunakan metode diagnostic leaching.



6



C. Manfaat Penelitian Adapun manfaat dilakukannya penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Memberikan informasi mengenai penggunaan metode diagnostic leaching dengan karakterisasi bijih emas asal Kabupaten Tanggamus. 2. Memberikan informasi data akan keberadaan emas yang terbungkus dalam matrik atau fasa mineral tertentu sebagai bahan evaluasi dalam proses pengolahan selanjutnya.



II. TINJAUAN PUSTAKA



A. Bijih Emas Pada umumnya bijih emas ditemukan dalam bentuk logam (native) yang terdapat di dalam retakan-retakan batuan kuarsa dan dalam bentuk mineral yang terbentuk dari proses magmatisme atau pengkonsentrasian di permukaan. Beberapa endapan terbentuk karena proses metasomatisme kontak dan aktivitas hidrotermal, yang membentuk bijih dengan kandungan utama silika. Bijih emas juga ditemukan dalam bentuk emas aluvial yang terbentuk karena proses pelapukan terhadap batuan-batuan yang mengandung emas (goldbearing rocks). Emas ditemukan pertama kali dalam bentuk bebatuan berwarna kuning. Unsur emas dalam tabel periodik unsur memiliki simbol Au (aurum) yang berasal dari penamaan latin yang memiliki arti dewi yang bersinar (Lagma, 2008).



Di alam ada dua tipe deposit emas, yakni sebagai urat (vein) dalam batuan beku dan sebagai endapan. Batuan beku emas akan berasosiasi dengan urat kuarsa dan sangat kaya akan unsur besi. Beberapa bijih emas telah diketahui mengandung beberapa logam lain dalam jumlah yang berbeda-beda (Sayiner, 2013). 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



8



dengan endapan sulfida yang telah teroksidasi. Mineral pembawa emas terdiri dari emas native, emas telurida, dan sejumlah paduan senyawa emas dengan unsur-unsur belerang, antimon, dan selenium (Suryaningsih dkk., 2017).



Emas merupakan logam mulia dengan harga tinggi. Emas terjadi secara alamiah di alam sebagai unsur. Pada tabel periodik unsur, emas merupakan unsur dengan nomor atom 79 dengan lambang Au termasuk golongan transisi. Emas yang terdapat di alam umumnya berupa butiran-butiran halus bersama tembaga, perak dan kadang bersama logam-logam golongan platina. Hal ini dimungkinkan karena kemiripan sifat dari unsur-unsur tersebut. Emas sering diperoleh dalam bentuk senyawa mineral telurida (AuTe2) dan silvanit (AuAgTe4) (Handayani dan Suratman, 2017). Membahas emas sebagai logam mulia tidak lepas kaitannya dengan perak yang terdapat dalam satu golongan transisi. Perak berasal



dari bahasa latin argentum, merupakan salah satu unsur kimia dalam tabel periodik unsur yang memiliki simbol Ag dan menempati golongan 1B bersama Cu dan Au yang merupakan logam mulia. Perak memiliki nomor atom 47, massa atom 107,870 g/mol. Perak merupakan salah satu dari tujuh logam yang dikenal sejak zaman dahulu, termasuk di antaranya yaitu emas, tembaga, besi, merkuri, timah, dan timbal. Pada sedimen, konsentrasi Ag berkisar antara 0,05-0,12 mg/kg (Boyle, 1979).



Terdapat berbagai metode yang di pilih dalam penentuan kandungan emas dan perak yaitu metode fire assay. Metode fire assay merupakan salah satu cara gravimetri yang melibatkan proses peleburan (smelting). Metode ini hanya untuk



9



menentukan logam mulia seperti emas dan perak (Haffty et al., 1997). Metode lain dapat menggunakan ICP-MS karena alat ini untuk analisis semua unsur yang ada dalam tabel periodik unsur (Irzon dan Permanadewi, 2010). Selain itu kandungan perak juga dapat ditentukan dengan AAS. Syarat analisis mengunakan AAS harus berupa larutan sehingga sampel harus di ekstraksi menggunakan pelarutnya terlebih dahulu. Pelarut untuk ekstraksi emas ataupun perak antara lain mengunakan amalgamasi, sianida, aqua regia, dan lain-lain.



B. Bijih Emas Provinsi Lampung Emas di Pulau Sumatera sendiri memiliki cadangan yang cukup banyak terutama di Lampung. Namun, baru beberapa titik saja yang bisa diprediksi potensinya. Sumber daya mineral tereka (inferred mineral resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitas diperoleh berdasarkan hasil tahap prospeksi. Sumber daya mineral terunjuk (indicated mineral resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitas diperoleh berdasarkan hasil tahap eksplorasi umum. Sumber daya mineral terukur (measured mineral resource) adalah sumber daya mineral yang kuantitas dan kualitas diperoleh berdasarkan hasil tahap eksplorasi rinci (Badan Standar Nasional, 1998). Data potensi sumber daya dan cadangan emas primer di Provinsi Lampung ditunjukkan pada Tabel 1 dan potensi sumber daya dan cadangan perak di Provinsi Lampung ditunjukkan pada Tabel 2 (ESDM, 2018).



10



Tabel 1. Potensi sumber daya dan cadangan emas primer di Provinsi Lampung



Sumber daya (ton)



Cadangan (ton)



Kabupaten Tereka



Tertunjuk



Terukur



Terkira



Terbukti



Lampung Tengah



-



15.857,5



10.287,5



-



-



Pesawaran



-



-



-



255.475



-



Tanggamus



1.041.593



1.183.689



949.767



807.091



-



Way kanan



-



-



-



870.309



-



Tabel 2. Potensi sumber daya dan cadangan perak di Provinsi Lampung



Sumber daya (ton)



Cadangan (ton)



Kabupaten Tereka



Tertunjuk



Terukur



Terkira



Terbukti



Pesawaran



-



-



-



86.975



-



Tanggamus



851.343



1.100.692



846.708,4



807.091



-



Pulau Sumatera memiliki Pegunungan Bukit Barisan yang disusun oleh rangkaian gunung api yang berasosiasi dengan mineralisasi. Sejak zaman Belanda beberapa lokasi di daerah ini telah terbukti membawa mineralisasi. Indikasi mineralisasi di Pegunungan Bukit Barisan, khususnya di bagian sayap barat berasosiasi dengan batuan-batuan vulkanik, seperti Kabupaten Rejang Lebong di Bengkulu dan Kota Agung di Lampung. Mineralisasi di kedua lokasi tersebut berasosiasi dengan batuan vulkanik formasi hulusimpang. Kota Agung terletak di sebelah barat Kota Bandar Lampung yang secara administratif terletak di Kabupaten Tanggamus,



11



Provinsi Lampug (Handayani dan Suratman, 2017). Peta sebaran emas primer di Kabupaten Tanggamus ditunjukkan pada Gambar 1.



Gambar 1. Sebaran endapan mineral dan logam dasar (Setiawan dkk., 2005).



Morfologi Kabupaten Tanggamus secara umum terbagi menjadi empat unit morfologi, yaitu morfologi dataran rendah, perbukitan menggelombang, daerah pegunungan dan kerucut gunung api (Sukmawardany dkk., 2018). Hasil petrografi dari 30 contoh batuan Kabupaten Tanggamus dan daerah sekitar menunjukkan komposisi mineralogi batuan bervariasi dari asam sampai basa (Setiawan dkk., 2005). Potensi cebakan emas primer di Indonesia sangat tinggi, dalam bentuk sumber daya sekitar 4.240 ton dan cadangan 3.445 ton logam emas (Suprapto, 2006). Penyebaran bijih tersebut dapat dijumpai sebagian besar di Kabupaten Tanggamus yang ditemukan dalam bijih emas primer pada mineral lempung. Mineral dalam bijih yang dapat teridentifikasi seperti pirit (FeS2),



12



kalkopirit (CuFeS2), sfalerit (ZnS), galena (PbS), magnetit (Fe3O4), tetrahidrit ((CuFe)12Sb4S13) dan emas (Au) (Setiawan dkk., 2005).



C. Pengolahan Bijih Emas Pengolahan adalah suatu proses yang dilakukan untuk memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya melalui beberapa tahap. Pengolahan emas umumnya dapat dilakukan dengan dua metode pengolahan yaitu cara amalgamasi dan sianidasi. Metode amalgamasi merupakan proses pengikatan logam emas dari bijih tersebut dengan menggunakan merkuri (Hg) dalam tabung yang disebut sebagai gelundung (amalgamator). Amalgamator selain berfungsi sebagai tempat proses amalgamasi juga berperan dalam mereduksi ukuran bijih emas dari yang berukuran kasar hingga menjadi berbutir halus (80 - 200 mesh) dengan media gerus berupa batangan besi. Amalgamator tersebut dapat diputar dengan tenaga penggerak air sungai melalui kincir atau tenaga listrik (dinamo), selanjutnya dilakukan pencucian dan pendulangan untuk memisahkan amalgam (perpaduan logam emas atau perak dengan Hg) dari ampas (tailing). Amalgam yang diperoleh diproses melalui pembakaran (penggebosan) untuk memperoleh perpaduan logam emas-perak (bullion). Selanjutnya dilakukan pemisahan antara logam emas (Au) dari logam perak (Ag) dengan menggunakan larutan perak nitrat (Wahyu dkk., 2006).



Kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa hasil proses amalgamasi menimbulkan berbagai permasalahan. Di samping terjadinya pemborosan sumber daya mineral dan juga menimbulkan terjadinya degradasi lingkungan. Terjadinya



13



pemborosan sumber daya mineral karena banyak logam emas yang terbuang bersama dengan ampas (tailing) yang tingkat perolehan (recovery) logam emas yang masih rendah < 60%. Namun, secara teoritis tingkat recovery emas dalam amalgamasi jarang melebihi 85%, sehingga penggunaan metode amalgamasi secara langsung ini menimbulkan permasalahan yaitu perolehan emas yang rendah dan kehilangan merkuri yang cukup tinggi. Kehilangan merkuri yang cukup tinggi ini telah mencemari air sungai (Widodo dan Amiddun, 2011). Pengolahan dengan metode amalgamasi memiliki kekurangan yaitu tingkat toksisitas dari merkuri yang tinggi dan dapat membahayakan lingkungan jika terakumulasi dan proses kinerja yang rendah jika dibandingkan dengan alternatif yang tersedia. Hal inilah yang membuat perusahaan tambang tidak meyukai proses ini (Eugene and Mujumdar, 2009).



Metode ekstraksi emas dengan menggunakan sianida. Metode ini banyak di pilih oleh perusahaan tambang besar dunia yaitu dengan memanfaatkan sianida dalam mengekstrak emas dari padatan melalui metode leaching. Leaching adalah proses emas yang di ekstraksi dari bijih dengan sianidasi. Proses leaching dengan menggunakan sianida memiliki persen perolehan emas lebih besar. Ada tiga metode dalam pengambilan emas dengan pelarutan sianida yang biasa di pilih dalam industri pertambangan baik skala kecil atau besar di antaranya heap leaching yaitu proses pemisahan emas dengan cara menyiramkan larutan sianida pada tumpukan bijih emas (diameter > 10 cm) yang sudah dicampur dengan batu kapur, efektifitas ektraksi ini antara 35%-65% (Zanbak, 2012). VAT leaching yaitu proses pemisahan emas dengan cara merendam bijih emas (diameter > 5 cm)



14



yang sudah dicampur dengan batu kapur dan larutan sianida pada bak kedap, efektifitas ekstraksi larutan ini berkisar 40% - 70%. Agitated tank leached yaitu proses pemisahan emas dengan cara mengaduk bijih emas yang sudah dicampur dengan batu kapur dan larutan sianida pada suatu tangki dan diaerasi dengan gelembung udara. Lamanya pengadukan biasanya selama 24 jam untuk menghasilkan pelindian yang optimal. Air lindian yang dihasilkan kemudian dikumpulkan untuk kemudian proses berikutnya. Efektifitas ekstraksi mencapai 90% (Syaifuddin, 2010).



Ada beberapa faktor yang mempengaruhi dari hasil pengolahan menggunakan metode sianidasi di antaranya adalah ukuran butir umpan pengolahan. Tujuan dari pengecilan ukuran untuk membebaskan atau melepaskan mineral berharga dari ikatan mineral pengotornya (liberasi), menjadi butiran yang bebas sempurna (free particle). Proses leaching sianidasi diawali dengan pengecilan ukuran umpan, hal ini bertujuan agar emas dapat terbebaskan dari batuan induknya. Liberasi bijih ini menjadi sangat penting antara lain karena dapat mengurangi kehilangan emas yang masih terperangkap dalam batuan induk dan dapat dilakukan konsentrasi bijih tanpa kehilangan emas berlebihan yang dapat meningkatkan kemampuan ekstraksi emas (Widara dan Rauf, 2017).



Pada pengolahan emas, proses sianidasi menjadi tidak efektif dan secara drastis menurunkan perolehan emas menjadi rendah di bawah 50%. Hal ini terjadi karena proses sianidasi diterapkan untuk bijih emas yang bersifat refractory yaitu



15



bila partikel-partikel logam emas berukuran sangat kecil (berdiameter 50 µm) dan terinklusi dalam mineral-mineral sulfida seperti pirit, arsenopirit, dan kalkopirit. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan proses praolahan untuk menghilangkan mineral sulfida dalam bijih sehingga emas yang terinklusi di dalamnya dapat terbebaskan. Cara praolahan emas untuk bijih emas refractory diantaranya yaitu roasting dan biooksidasi. Proses praolahan konvensional yang telah dikenal adalah dengan pemanggangan (roasting) untuk mengubah sifat sulfida menjadi oksida. Pemanggangan adalah proses pemanasan material yang menghasilkan reaksi untuk menghilangkan zat volatil seperti sulfur, arsenik, antimon tanpa menyebabkan fusi yang secara umum menggunakan furnace. Proses pemanggangan kalkopirit menjadi hematit dan tembaga(II) oksida menjadi produk akhir terjadi di atas temperatur 900oC. Perlakuan awal yang benar dari bijih emas primer sebelum pelindian akan memberikan nilai pelarutan emas yang lebih baik dan mengurangi konsumsi reagen. Proses tersebut mempunyai beberapa kelemahan, yaitu memerlukan konsumsi energi yang tinggi (prosesnya berlangsung pada suhu 600°C - 800°C), serta melepaskan gas pencemar SO2 (Handayani dan Suratman, 2017).



Proses praolahaan biooksidasi telah dikembangkan untuk bijih emas refractory dengan menggunakan bakteri acidithiobacillus ferrooxidans (dulu dikenal dengan thiobacillus ferrooxidans) dan beberapa bakteri indigenos yang disebut sebagai biooksidasi atau pelindian bakteri untuk melarutkan mineral-mineral sulfida pembungkus emas (Shumilova, 2016). Reaksi biooksidasi tersebut dapat berlangsung pada suhu 2°C - 40°C dan pH 1,0-6,0. Metode ini memberikan



16



alternatif baru dalam praolahan bijih refractory karena lebih ekonomis, konsumsi energinya rendah serta tidak menghasilkan gas pencemar (Karthikeyan et al., 2015).



D. Definisi Refractory Berdasarkan hasil pelindian sianida, bijih emas yang diperoleh dari alam biasanya ditentukan dalam dua bentuk yaitu “free milling” dan “refractory”. Melalui proses pelindian sianida secara konvensional, ekstraksi emas tinggi > 90% dapat diperoleh dari bijih emas free milling sedangkan bijih emas refractory sering ditandai rendahnya ekstraksi emas sekitar < 50% (Celep et al., 2008). Istilah umum



refractory dalam pemrosesan emas yang diterapkan pada dua konsep tentang ekstraksi emas dari bijihnya. Pertama, definisi umum untuk refractory adalah bahwa bijih tidak akan memberikan recovery emas yang tinggi dengan sianidasi. Kedua, konsep mengacu pada emas yang tidak di ekstraksi dari bijih setelah sianidasi. Hal ini dapat dianggap sebagai komponen dari bijih emas refractory. Adapun klasifikasi untuk bijih emas refractory berdasarkan ekstraksi total yang dilakukan dengan sianidasi disajikan pada Tabel 3 (Rees, 2000).



Tabel 3. Klasifikasi bijih refractory



Klasifikasi Bijih