Pelatihan Pengolahan Merkuri dari Cinnabar

Merkuri sulfida bereaksi dengan udara pada suhu tinggi (12000C), menghasilkan uap logam merkuri dan gas SO2. Pada suhu ini, reaksi yang terjadi menghasilkan panas yang sangat tinggi, dan mampu melelehkan beberapa jenis logam lainnya.

HgS (s)  +  O2 (g)  ====>  Hg (s)  +  SO2 (g)    ………………………………(i)

Penerapan persamaan reaksi di atas tak semudah teori, karena memerlukan beberapa rekayasa sains dan teknologi, mulai dari pengoptimalan suhu, hingga pengamanan terhadap kemungkinan bocornya uap merkuri dan pencemaran gas beracun SO2.

Penyulingan Merkuri Secara Tradisional.

Saat ini di beberapa tempat banyak ditemukan pengolahan cinnabar yang dilakukan secara pyrometallurgy, yang melibatkan logam besi (Fe) sebagai reduktor, dan kapur (CaO atau CaCO3tabung penyulingan merkuri tradisional) sebagai penapis kemungkinan terbentuknya gas sulfur dioksida. Gambar 1. Menampilkan alat proses penyulingan merkuri secara tradisional, yang biasa dipakai oleh kalangan perajin merkuri tradisional.

 

 

 

Gbr 1. Tabung Penyulingan Merkuri Secara Tradisional

Penjelasan reaksi kimia atas proses ini sebagai berikut :

HgS (s)  +  Fe (s)  ========>   Hg (s)  +  FeS  (s)    ……………………..(ii)

Pada reaksi (ii), senyawa cinnabar yang bersentuhan secara fisik dengan logam besi bereaksi redoks pada suhu tinggi (7000C – 9000C). Untuk mencapai suhu ini, dibutuhkan panas dari lingkungban (pemanasan dari luar tabung). Bagian yang tak bersentuhan dengan besi tak bereaksi pada suhu ini.

Pemanasan tabung yang terus dilakukan (hingga di sebagian sisi di dalam tabung terbentuk suhu 12000C) ada kemungkinan juga berhasil menimbulkan reaksi kimia, yang terjadi disebabkan tertinggalnya sebagian udara di dalam tabung (tabung tidak divakumkan), sehingga menghasilkan reaksi kimia seperti berikut ini.

HgS (s)  +  O2 (g)  =======>  Hg (s)  +  SO2 (g)    ………………………….(iii)

Gas SO2 yang terbentuk pada reaksi (iii) bereaksi dengan kapur masak (iv) atau kapur mentah (lime / CaCO3) pada reaksi (v), menghasilkan tepung gypsum dan gas CO2 (jika menggunakan kapur mentah).

SO2 (g)  +  CaO (s)  =======>  CaSO3 (s)    …………………….…………..(iv)

SO2 (g)  +  CaCO3 (s)  =========>   CaSO3 (s)  +  CO2 (g)     ………(v)

Pada proses ini, agar kontak fisik antara cinnabar dan logam besi dalam jumlah yang luas, maka logam besi yang digunakan harus berupa serbuk besi halus, dalam jumlah yang besar juga. Berdasarkan beberapa praktek yang telah dilakukan, untuk memperoleh hasil maksimal, maka perbandingan berat antara besi dan batuan cinnabar harus berada di angka 1 : 2 hingga 2 : 3 berat / berat. Artinya, dalam setiap 2 kg cinnabar memerlukan 1 kg serbuk besi, dan perolehan maksium berada di 3 kg cinnabar berbanding lurus dengan 2 kg serbuk besi. Kontak fisik yang intens juga mensyaratkan ukuran partikel cinnabar yang harus halus, untuk mendapatkan luasan kontak yang maksimum.

Proses ekstraksi merkuri yang dilakukan menggunakan cara tradisional rentan terhadap kemungkinan kerugian, yang terjadi disebabkan hal-hal berikut ini :

  • Tingkat recovery yang rendah. Dari hasil beberapa percobaan, pengolahan yang menggunakan bahan baku cinnabar yang memiliki kandungan merkuri 68%, ternyata merkuri yang dihasilkan hanya mencapai maksimum 85% dari total kandungannya dalam bahan baku. Pada bahan baku dengan kandungan merkuri yang lebih rendah, maka tingkat recovery pun turun, sehingga jika menggunakan bahan baku yang berkadar merkuri di bawah 30%, hampir tak terdeteksi terjadinya recovery merkuri.
  • Biaya produksi yang sangat mahal, karena melibatkan banyaknya serbuk besi dan kapur yang digunakan selama proses ekstraksi. Pada kondisi kandungan merkuri dalam batuan yang hanya berkisar 40% – 50%, maka pengolahan menggunakan sistem ini dapat dikatakan tidak layak untuk dilakukan.
  • Cara tradisional mensyaratkan perlunya batuan sebagai bahan baku merkuri dihaluskan terlebih dahulu, untuk memperluas kontak fisik antara molekul HgS dan logam besi. Proses penghalusan memakan biaya dan waktu, sehingga menambah besar komponen produksi.
  • Dinding bagian dalam dari tabung mengalami korosi yang cepat, disebabkan kontak fisik antara dinding dengan serbuk / tepung cinnabar pada suhu tinggi mengakibatkan terjadinya reaksi kimia seperti reaksi (i). Oleh karena itu factor usia tabung juga menjadi komponen biaya produksi yang sangat penting, dikarenakan cepatnya terjadi penyusutan akibat kerusakan alat.
  • Tingginya penggunaan bahan bakar selama proses penyulingan. Untuk mengekstrak secara maksium, dibutuhkan lama pembakaran (dari luar tabung) antara 8 – 12 jam, di mana para pengrajin merkuri melakukan ini menggunakan kayu sebagai bahan pemanas tabung.

Ke halaman 2…