Pemurnian Emas Menggunakan Aqua Regia

Aqua regia terbentuk akibat bercampurnya larutan asam nitrat (HNO3) dan asam klorida (HCl) dengan perbandingan 1 : 3. Pencampuran 2 jenis larutan ini menghasilkan peristiwa redoks, dimana pada akhirnya akan menghasilkan beberapa senyawa kimia baru, dan juga teroksidasinya ion klor menjadi gas klorin. Reaksi spontan yang terjadi sebagai berikut :

HNO3 (l)  +  3 HCl (l)  ======è  NOCl (g)  +  Cl2 (g)  +  H2O (aq)          ……..(i)

Hasil dari persamaan reaksi kimia di atas hanyalah salah satu dari banyaknya kemungkinan varian hasil lainnya. Dari reaksi (i) terlihat bahwa pencampuran larutan HNO3 dan HCl menghasilkan gas klor, dimana gas ini tercipta dari hasil oksidasi yang dilakukan oleh ion NO3 pada ion Cl.

III.1. Persiapan Peralatan Pengolahan

Tak seperti asam nitrat yang hanya bereaksi dengan sebagian jenis logam, air raja bereaksi dan melarutkan hampir semua jenis logam. Besi dan nikel yang merupakan bahan dasar logam stainless steel larut sangat lambat dalam HNO3, namun bereaksi sangat cepat dalam air raja. Atas dasar ini, peralatan-peralatan yang digunakan dalam metode klorinasi tidak boleh terbuat dari logam. Alat-alat yang digunakan harus terbuat dari kaca tahan panas (pyrex) atau bahan-bahan yang terbuat dari plastik tahan asam.

Alat-alat yang digunakan antara lain :

  • Tabung /wadah tempat dilakukannya reaksi klorinasi. Wadah harus berupa kaca semacam panci masak pyrex, atau beaker glass, atau erlenmeyer. Jika menggunakan plastik, pakailah wadah plastik yang kuat dan transparan. Logam-logam dasar yang diklorinasi umumnya bereaksi sangat cepat, oleh karena itu gunakan wadah yang relative besar, khususnya jika dibandingkan dengan volume logam yang akan dimurnikan.
  • Pengaduk batang kaca atau plastik. Pengaduk kaca bisa diperoleh di took-toko yang menjual bahan kimia dan peralatan-peralatan laboratorium. Pengaduk berfungsi untuk membentuk larutan homogeny, dan berbagai keperluan lainnya.
  • Masker pelindung pernafasan. Gunakan masker yang baik dan memiliki pori-pori yang halus. Masker yang baik adalah masker yang terbuat dari karbon aktif, atau masker yang menggunakan alat saring dari bahan zeolite. Proses klorinasi menghasilkan gas NOCl dan gas Cl2 yang bersifat oksidator kuat. Gas ini sangat berbahaya jika terhirup langsung, dan merusak logam-logam yang bersinggungan dengannya. Oleh karena itu, disamping menghindari terhirup langsung, juga jauhkan peralatan-peralatan logam dari uap aqua regia . Pada dasarnya gas buang dari air raja bisa dinetralisir menggunakan reduktor kuat. Pada video Praktek Pemurnian Emas Menggunakan Aqua Regia dijelaskan bagaimana cara menetralisir limbah gas dari proses klorinasi.
  • Sarung tangan karet tebal yang mampu melindungi sebagian besar dari tangan dan lengan. Perlindungan sarung tangan perlu dilakukan, karena proses pemurnian emas menggunakan air raja memiliki tingkat resiko tinggi. Cairan air raja dapat merusak kulit dan pakaian yang terkena.
  • Kacamata pelindung. Gunakan kacamata plastik yang mampu melindungi sebagian besar dari wilayah mata dan sekitar mata. Cairan aqua regia yang terkena mata bisa menyebabkan kebutaan permanen.
  • Baju laboratorium atau warepack. Gunakan baju yang aman, agar kulit tubuh bisa terhindar dari resiko terpercik cairan air raja dan bahan-bahan kimia lainnya.
  • Pinset penjepit logam yang panjang dan terbuat dari stainless steel. Pinset berguna saat dilakukan peleburan logam, atau saat mengambil bagian-bagian kecil yang berbahaya jika kontak langsung dengan kulit.
  • Kertas saring bebas abu. Kertas saring digunakan untuk memisahkan bagian terlarut dari bagian yang tak terlarut.
  • Media dudukan kertas saring. Kertas saring harus ditempatkan pada media yang mampu meloloskan cairan, namun media tersebut harus bersifat tahan asam dan asam nitrat. Jenis media dapat berupa corong kaca pyrex, atau corong plastik, atau saringan tepung yang terbuat dari plastik.
  • Topless yang terbuat dari kaca atau plastik. Topless berguna untuk tempat penampungan cairan logam yang telah larut dalam aqua regia, atau untuk proses reduksi larutan emas klorida (tetrakloroaurat).
  • Kaca datar untuk penjemuran bubuk putih perak klorida.
  • Burner adalah alat bakar yang mampu menghasilkan suhu hingga 16000C. Alat ini berguna untuk melelehkan logam emas dan logam perak yang telah dimurnikan. Burner umumnya menggunakan bahan bakar gas. Hati-hati dalam penggunaan burner, pastikan bahwa anda menggunakan petunjuk pemakaian yang benar.
  • Kowi / crushibel. Kowi merupakan mangkok yang terbuat dari gerabah atau keramik, atau dapat terbuat dari bahan grafit. Kowi yang digunakan harus memiliki daya tahan yang baik terhadap paparan suhu tinggi.

III.2. Bahan Kimia Yang Dibutuhkan

Pemurnian emas yang dilakukan menggunakan air raja membutuhkan penggunaan beberapa jenis bahan kimia. Bahan-bahan kimia yang akan digunakan sebagai berikut :

  1. Asam nitrat pekat. Senyawa kimia ini memiliki rumus kimia HNO3. Dalam bahasa Inggris, asam nitrat disebut dengan nama Nitric Acid. Proses klorinasi sebaiknya menggunakan bahan baku asam nitrat teknis, yaitu asam nitrat yang memiliki konsentrasi 68%.
  2. HCl pekat / HCl teknis. Nama dagang HCl adalah asam klorida, atau muriatic acid. HCl teknis biasanya memiliki konsentrasi 32% – 36 %. Konsentrasi HCl bisa turun karena sifat dari larutan ini, yang mudah sekali menguap.
  3. Garam ferro sulfat (FeSO4). Garam ini mudah diperoleh di took-toko kimia. Fero sulfat berfungsi mereduksi ion emas menjadi logamnya.
  4. Garam sodium metabisulfite. Sodium metabisulfite memiliki rumus kimia Na2S2O5. Senyawa ini juga berfungsi sebagai reduktor ion emas.
  5. Garam HN4Cl (ammonium klorida / ammonium chloride). Garam ini berfungsi mendeteksi adanya cemaran ion logam platina di dalam logam yang telah terlarut dalam air raja.
  6. Urea, yang berfungsi untuk proses denitrifikasi.
  7. NaCl (garam dapur). Seperti halnya proses pemurnian emas menggunakan asam nitrat, salah satu dari rangkaian proses pemurnian emas menggunakan klorinasi juga membutuhkan larutan NaCl, yang digunakan setelah selesainya tahap pemurnian emas. NaCl digunakan untuk memisahkan unsur perak dari unsur-unsur klimia larut lainnya. NaCl yang baik haruslah garam yang memiliki kadar NaCl yang cukup tinggi. Oleh karena itu, disarankan anda menggunakan NaCl dari garam industri.
  8. NaOH atau soda api. Soda api digunakan pada proses substitusi senyawa tak larut perak klorida menjadi perak oksida.
  9. Borax digunakan pada proses peleburan logam emas dan perak. Borax berfungsi sebagai fluks selama berlangsungnya peleburan. Sifat borax yang oksidator membuat lelehan emas atau perak menjadi bersih dan terhindar dari kontaminasi logam-logam lain yang sebelumnya masih ada menyertai emas dan perak. Biasanya logam-logam kontaminan antara lain tembaga dan timbal. Jenis unsure kimia lainnya adalah jenis metalloid seperti stibium, arsenic, dan tellurium. Kontaminan yang sedikit dapat dengan mudah dioksidasi oleh borax.
  10. Ca(OH)2 atau kapur masak. Senyawa kimia ini berfungsi sebagai penetralisir cairan kimia yang terkena bagian-bagian tubuh kita, terutama cairan yang terpercik saat dilakukannya proses kimia. Ca(OH)2 atau kalsium hidroksida juga digunakan untuk menetralisir pH air limbah, khususnya sebelum dilakukan proses sulfidasi cairan logam.
  11. Sodium sulfida atau Na2 Senyawa kimia ini berfungsi menetralisir limbah cair yang akan dibuang. Limbah cair hasil dari proses klorinasi mengandung ion-ion logam ikutan, yang sebagian diantaranya berbahaya terhadap lingkungan. Penetralan limbah sangat diperlukan, agar limbah yang dibuang telah aman terhadap lingkungan.

III.3. Proses Klorinasi

Proses klorinasi hanya optimal dilakukan jika logam emas yang akan duimurnikan memiliki kadar emas yang tinggi, dan kadar perak yang rendah. Perak bereaksi dengan air raja, menghasilkan 2 jenis senyawa, perak klorida / AgCl yang berupa suspensi putih, dan senyawa kompleks dikloroargentat yang larut dalam air raja. Kadar perak yang tinggi dalam bullion yang akan dimurnikan dapat mengakibatkan passifnya logam terhadap air raja. Lapisan perak klorida bisa menutupi permukaan logam dari serangan gas klorin, sehingga proses klorinasi berjalan lamban, atau terhenti sama sekali.

Oleh karena itu, logam paduan emas yang akan dimurnikan sebaiknya memiliki kadar emas awal minimum 85%, dan kadar perak yang tak boleh lebih besar dari 15%.

To be continued…

Bab selanjutnya :