http://www.youtube.com/watch?v=s-WO97CZKns

3. ELECTROWINNING ( EW ) Electrowinning ( EW )

3. ELECTROWINNING ( EW )

Electrowinning ( EW ) adalah cara terbaru dan paling efesien digunakan dalamekstraksi  emas dan perak yang terdapat di air kaya / PLS ( Pregnant Liquid Solution ) yang melibatkan penggunaan larutan alkali sianida sebagai larutan elektrolit dengan prinsip elektrolisis ( reaksi redoks ) dalam suatu sel.

Reaksi sel yang terjadi adalah :

Anoda : 2OH^- → O₂ + H₂O + 2e^-
Kotoda : 2Au(CN)₂^- + 2e^- → 2Au + 4CN^-
Overall : 2Au(CN)₂^- + 2OH^- → 2Au + O₂ + H₂O + 4CN^-

Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit oleh arus listrik searah dengan menggunakan dua macam elektroda dalam sebuah kompartemen. Elektroda tersebut adalah katoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif) dan anoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif). Elektroda dapat menggunakan :  

Pada sel elektrolisis energi listrik menyebabkan terjadinya reaksi kimia. Dalam larutan elektrolit, zat terlarut mengalami ionisasi. Kation (ion positif) akan bergerak ke katoda, dan anion (ion negatif) akan bergerak ke anoda. Elektroda tersebut adalah katoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif) dan anoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif). Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion (ion negatif) ditarik oleh anoda dan jumlah elektronnya berkurang sehingga bilangan oksidasinya bertambah, sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi.

Pada elektrolisis, potensial sel ditentukan untuk mengetahui elektroda mana yang akan berperan sebagai elektroda positif dan negatif. Harga potensial oksidasi-reduksi biasanya dinyatakan sebagai potensial reduksi standar, yaitu potensial reduksi bila pereaksi dan hasil reaksi mempunyai aktivitas satu (a=1) dan reaksinya reduksi. Jika potensial reduksi positif berarti mudah tereduksi, tetapi jika negatif berarti sukar tereduksi (mudah teroksidasi).

Metode ini hanya dapat dilakukan untuk logam-logam yang keelektropositifannya rendah seperti Cu, Sn, Pb, Ag, Au, Zn, Cr, dan Ni. Jadi metode ini digunakan untuk logam yang tidak bereaksi dengan air, mudah dioksidasi pada anoda, dan mudah direduksi pada katoda. Proses ini akan menghasilkan endapan lumpur logam (cake) pada kutub katoda yang dapat langsung dilebur ( smelting ).

Pada proses electrowinning akan melepaskan gas H⁺ membuat pH menjadi turun sehingga berisiko mengasilkan gas HCN. Gas ini sangat berbahaya dan bersifat korosif terhadap anoda, untuk itu larutan alkali sianida harus dijaga pada pH 12,5.

Hukum Faraday Akibat aliran arus listrik searah ke dalam larutan elektrolit akan terjadi perubahan kimia dalam larutan tersebut. Menurut Michael Faraday (1834) lewatnya arus 1F mengakibatkan oksidasi 1 massa ekivalen suatu zat pada suatu elektroda (anoda) dan reduksi 1 massa ekivalen suatu zat pada elektroda yang lain (katoda).

Hukum Faraday I : Massa zat yang timbul pada elektroda karena elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir melalui larutan, disimbolkan dengan :

         e.i.t                               e.i.t
W = --------      atau     W = -----------
           F                                96.500
dimana 
W = massa zat yang dihasilkan
e = massa ekivalen
i = arus yang mengalir ( Ampere)
t = waktu (detik)

Hukum Faraday II : Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut.

Rumus: m₁ : m₂ = e₁ : e₂ 
m = massa zat (gram)
e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi

REFINING / Pemurnian Emas

Refining, yaitu melakukan pengolahan logam kotor melalui proses kimia agar diperoleh tingkat kemurnian tinggi dengan tahapan sebagai berikut :

1. SMELTING ( peleburan ) adalah proses reduksi bijih ( abu hasil roasting atau cake hasil electrowinning ) pada suhu tinggi ( 1.200 ^oC ) hingga mendapatkan material lelehan.

Dengan menambahkan Flux formula, salah satunya Borax - Sodium Borate ( Na₂B₄O₇. 10H₂O ) sebagai bahan kimia tambahan untuk proses smelting. Fungsi borax dalam proses smelting yaitu mengikat kotoran penggangu selain logam ( slag / terak ). Sehingga ketika mencair, matte ( logam lelehan ) akan berada di bawah sedangkan bagian atas disebut slag / terak yang ditangkap oleh silika berupa semacam kaca yang mudah untuk dipecahkan. Produk reduksi selama proses pelelehan disebut Dore bullion (Au-Ag alloy).

2. SIZE REDUCTION ( Pengecilan ukuran ) yaitu mereduksi dore bullion (Au-Ag alloy) yang masih berukuran besar menjadi butiran-butiran kecil, sebelum diproses ke tahap parting. Idealnya besaran butiran sekitar diameter 2-3 mm dengan kadar emas 25% atau kurang.  Bila perlu dilakukan Quartering, yaitu menurunkan kadar emas dengan penambahan yang tepat dari tembaga atau perak agar tercapai kadar emas 25%.

Proses ini dilakukan berdasarkan proses perlakuan kimia untuk bahan fase padat yang umumnya sangat dipengaruhi oleh luas permukaan dari bahan padat tersebut. Semakin luas permukaannya, maka perlakuan kimia akan semakin baik. Dimana luas permukaan dari suatu bahan padat berhubungan erat dengan ukuran dari bahan tersebut, artinya semakin kecil ukuran dari bahan padat, maka permukaannya akan semakin luas.

3. PARTING, yaitu proses untuk memisahkan emas dengan perak dan logam dasar dari dore bullion ( Au-Ag alloy ) dengan larutan asam nitrat ( HNO₃ ). Dipasaran kita dapat temukan asam nitrat kadar 68%.

Hasil setelah perebusan terakhir, endapan yang ada sudah halus dan berwarna coklat seperti bubuk kopi. Endapan ini merupakan bullion emas ( High Au Bullion ) dengankadar emas mencapai 98%, untuk hasil lebih baik dapat diproses dengan Aqua Regiaagar dapat diperoleh kadar hingga 99.6%.

Sedangkan air hasil bilasan yang ditampung diember dilanjutkan pada proseshydrometalurgi untuk diambil peraknya.

4. MELTING. Untuk mendapatkan logam emas, endapan bullion emas ( High Au Bullion ) selanjutnya dilebur dengan penambahan borax ( Na₂B₄O₇•10H₂O ). Tujuan pemakaian borax di sini adalah selain untuk mengikat kotoran yang masih ada, juga untuk menahan bullion agar tidak beterbangan saat terkena hembusan dari blander nantinya.

Setelah bullion dilebur akan tampak menggumpal seperti gumpalan di dasar kowi. Biarkan dingin dahulu beberapa detik hingga membeku sebelum dicongkel.

Bila menginginkan emas berwarna kuning mengkilat, caranya : dimasak dalam panci yang dipanaskan hingga dua kali proses pemasakan dengan larutan yang terdiri dari :

• Salpeter / sendawa sebanyak 2 %
• Tawas sebanyak 1 %,
• NaCl sebanyak 1 %,
• Air

Sendawa / Salpeter disebut juga niter, ada tiga mineral yang mendukung nama ini, salpeter biasanya adalah kalium nitrat ( KNO₃ ), salpeter Norwegia / salpeter kapur / kalsium nitrat ( Ca(NO₃)2 ), salpeter natrium / natrium nitrat ( NaNO₃ ). 

Studio kita