Ekstraksi emas sulfida tinggi menggunakan aluminium. Emas selalu ditemukan dalam batuan mineral logam yang mengandung belerang, termasuk batuan bersulfida tinggi. Pada batuan jenis pyrite / pirit, kandungan emas umumnya antara 0,2 gram / ton hingga 7 gram / ton.

Batuan jenis pyrrhotite memiliki kandungan emas antara 0,2 gram hingga 30 gram per ton ore, dan pada batuan berjenis arsenopyrite, kandungan emas bisa ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih tinggi, bahkan bisa mencapai 16 kg per ton ore.

Batuan emas bersulfida tinggi sulit diolah dengan cara-cara yang biasa, disebabkan banyaknya belerang dan logam-logam dasar dalam batuan tersebut.

Penggunaan merkuri sebagai alat ekstraksi tidak efektif disebabkan belerang dalam batuan bisa membentuk senyawa larut H2S selama proses penggilingan dan penghalusan di dalam tromol atau glundung.

Larutan H2S bereaksi dengan merkuri, membentuk lapisan merkuri II sulfide (lapisan berwarna hitam) di kulit terluar dari dari merkuri :

H2S (l) + Hg (s) → HgS (s) + H2 (g) …………..(i)

Terbentuknya lapisan HgS di klulit terluar dari logam cair merkuri mengakibatkan terhalangnya bijih emas untuk masuk dan melakukan penetrasi ke dalam merkuri, sehingga membawa dampak sebagai berikut :

  • Rendahnya perolehan hasil bullion emas yang teramalgamasi, dimana bijih yang teramalgamasi hanya berasal dari bijh emas yang memiliki diameter beasar dan berkadar tinggi
  • Rusaknya merkuri, yang selanjutnya membentuk butiran-butiran kecil logam merkuri di dalam tromol, dimana proses pecahnya logam-logam merkuri menjadi ukuran yang lebih kecil ini disebabkan terbentuknya lapisan hitam merkuri II sulfida. Makin banyak senyawa sulfida yang larut selama proses amalgamasi di dalam tromol, akan mengakibatkan makin banyaknya merkuri yang membentuk bubur, dan makin tinggi susut berat dari merkuri.
Adanya senyawa sulfida yang larut selama proses amalgamasi juga menyebabkan rusaknya lapisan luar bijih emas, terutama pada bijih emas berkadar emas rendah.

Ini terjadi disebabkan perak pada bijih emas bereaksi dengan H2S, membentuk lapisan hitam Ag2S di permukaan bijih emas. Senyawa perak sulfida yang terbentuk akan menghalangi proses amalgamasi emas.

Ag (s) + H2S (l)     →     Ag2S (s) + H2 (g)                        ……….   (ii)

Belerang dalam batuan emas sulfida tinggi juga menyebabkan sulitnya bijih emas di ekstraksi menggunakan sianida (refractory-sulit diolah). Faktor kesulitan disebabkan kemungkinan terbentuknya banyak senyawa larut Na2S dan H2S selama berlangsungnya proses sianidasi. Na2S dan H2S bereaksi dan merusak permukaan bijih emas, khususnya bijih emas berkadar rendah, yang memiliki kandungan perak tinggi. Perak sulfida yang terbentuk akibat bijih emas bereaksi dengan larutan Na2S atau H2S akan menyebabkan terbentuknya bijih emas pasif, yang pada akhirnya sulit dilarutkan oleh pelarut sianida.

Sianida bebas juga mengalami kerusakan akibat pengaruh larutan Na2S dalam proses sianidasi.

Dalam proses sianidasi, ion sulfida yang terbentuk dari belerang akan bereaksi dengan ion CN-, membentuk senyawa larut thiocyanate, yang memiliki kemampuan pelarutan emas yang sangat rendah. Rusaknya sebagian besar ion sianida bebas memngakibatkan naiknya konsumsi sianida selama berlangsungnya proses leaching.

Batuan emas bersulfida tinggi umumnya mengandung mineral tembaga yang relatif tinggi. Dalam proses sianidasi, tembaga memiliki laju pelarutan yang lebih tinggi dibanding emas dan perak. Jumlah mineral tembaga yang tinggi akan menaikkan pemakaian sianida selama berlangsungnya proses sianidasi.

Pengayaan kandungan emas dari batuan emas sulfida tinggi menggunakan flotasi, juga harus diikuti oleh proses lanjutan yang benar, dimana sebagian besar praktisi pengolahan emas menggunakan flotasi sering mengalami kegagalan dalam hal ini.

Kandungan Belerang Dalam Batuan Emas

Belerang dalam batuan emas umumnya terikat dalam senyawa dengan logam-logam dasar dan logam perak, membentuk senyawa sulfida logam. Tembaga membentuk senyawa sulfida CuS, CuFeS2, Cu2S, 2CuS.CuS.FeS, Cu12As4S13, dimana hampir semua senyawa tembaga yang disebutkan mudah merusak merkuri dalam proses amalgamasi, dan mudah larut dalam sianida. Kandungan belerang dalam batuan emas bersulfida tinggi umumnya antara 5% – 12% dari total kandungan berat batuan.

Pada dasarnya keberadaan belerang dalam batuan emas sulfida tinggi memiliki keuntungan tersendiri, jika pengolahan dilakukan dengan benar dan sesuai dengan kaidah metallurgy. Kombinasi antara belerang dan aluminium mampu menaikkan suhu pada proses pyrometallurgy, dan bisa mereduksi dan melelehkan logam-logam, khususnya logam-logam yang memiliki suhu leleh maksimum di sekitar 12000C.

Ekstraksi Emas Sulfida Tinggi Menggunakan Aluminium

Desulfurisasi dan Metalisasi

Proses ekstraksi emas menggunakan aluminium diawali oleh proses kering (pyrometallurgy), dengan tujuan menghasilkan proses desulfurisasi yang simultan dengan metalisasi dan pelelehan mineral menjadi logamnya.

3 Ag2S (s)  +  2 Al (s)      →    3 Ag (s)    +    Al2S3 (s)      ……………..(iii)

3 CuS (s)  +  2 Al (s)     →    3 Cu (s)    +    Al2S3 (s)               …………….(iv)

3 PbS (s)  +  2 Al (s)   →   3 Pb (s)   +   Al2S3 (s)                ……………..(v)

3 FeS2 (s)  +  4 Al (s)   →   Fe (s)   +   2 Al2S3 (s)                     …..………..(vi)

3 CuFeS2 (s)   +   4 Al (s)   →   3 CuFe (s)   +   2 Al2S3     …………..(vii)

Persamaan reaksi kimia diatas terjadi pada suhu yang terus meningkat tinggi. Naiknya suhu disebabkan teroksidasinya logam aluminium menjadi senyawa Al2S3, yang mengakibatkan lepasnya kalor laten yang terkandung di dalam logam aluminium.

Senyawa Al2S3 akan melepaskan gas sulfur dioksida saat bersentuhan dengan udara, dengan reaksi kimia sebagai berikut :

Al2S3 (s)   +   O2 (g)   →   Al2O3 (s)   +   SO2 (g)          …………..(viii)

Keunggulan dari proses ekstraksi emas dari batuan sulfida tinggi menggunakan aluminium adalah mudahnya melakukan proses desulfurisasi. Investasi peralatan menjadi sangat murah, biaya produksi rendah, kecepatan produksi tinggi, dan volume produksi naik signifikan.

Pada suhu yang optimal (12000C) ,proses ini bisa langsung menghasilkan ingot logam emas.

Proses ekstraksi emas dari batuan emas bersulfida tinggi yang menggunakan aluminium sebagai reduktor dan bahan bakar pada suhu tinggi, sama sekali tidak menggunakan bahan bakar karbon atau pun hidrokarbon sebagai pemanas, dan juga tidak menggunakan energi listrik.

Pada proses ini, energi panas timbul akibat terjadinya oksidasi logam aluminium, dari logam Al0 menjadi kation Al3+.

Energi yang dihasilkan selama proses ini mampu menghasilkan panas yang sangat tinggi, bahkan dengan campuran yang diperkaya, panas yang timbul mampu mencapai suhu maksimum hingga 15000C.

Pengolahan batuan emas sulfide tinggi (sebagian orang menyebutnya dengan istilah emas pirit) menggunakan aluminium merupakan terobosan besar di bidang metalurgi, khususnya berkaitan dengan proses pyrometallurgy terhadap batuan mineral emas yang memiliki kandungan belerang tinggi. Proses ini memiliki langkah yang jauh lebih singkat dan sederhana, dibandingkan proses amalgamasi atau proses pelarutan menggunakan sianida atau menggunakan klorinasi.

Pemisahan Logam dan Pemurnian Emas dan Perak

Bongkahan hasil peleburan tepung batuan emas sulfida tinggi selanjutnya dipisahkan dari silika yang merupakan material pengotor. Paduan logam selanjutnya dipisah dan dimurnikan menggunakan reaksi kimia. Metode dan bahan kimia yang digunakan disesuaikan dengan logam-logam dasar sebagai pengikut, ataupun jika logam-logam dasar merupakan logam yang dominan dalam paduan tersebut.