Makalah Kimia

Uji Selektivitas dan Penentuan Rekoveri Akhir pada Pemisahan Logam Emas dengan Metode Agregasi Hidrofobik

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas kimia

Disusun :

Irfan Fahrizza

XII-IIA 2

DEPARTEMEN PENDIDIKAN  KABUPATEN SERANG

SMA NEGERI 1 ANYER

Jl. Raya Anyer-Sirih Km. 127,600 Anyer.  ( 0254 ) 601243 

 TAHUN 2012/2013

ABSTRAK

Pemisahan zat dengan metode agregasi hidrofobik selalu dimulai dari partikel koloid. Kelemahan dari tehnik ini terutama pada faktor selektivitas pemisahan dan rekoveri. Penelitian ini telah mengembangkan pemisahan logam emas dengan metode agregasi hidrofobik yang dimulai dari sistem larutan. Sistem Larutan yang dipilih adalah dalam bentuk kompleks [AuCl₄]^-. Selektivitas pemisahan logam emas terhadap ion logam pengganggu {Ag (I), Cu (II), Fe (III), Zn (II), dan Pb (II)}, serta anion pengganggu {sulfat, nitrat, bromida, dan iodida}, telah diuji dalam penelitian ini. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode agregasi hidrofobik yang dimulai dari sistem larutan dapat memisahkan logam emas dengan selektivitas yang tinggi. Selektivitas pemisahan ditentukan oleh pH larutan dengan pH optimum = 2,0. Hasil rekoveri akhir dengan surfaktan DTMAB, TTMAB, dan HTMAB berturut-turut adalah sebesar 92,60 ± 0,89 %; 90,30 ± 1,32 %; dan 89,40 ± 1,51 %.

  

KATA PENGANTAR

            Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan karunia-Nya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul “Uji Selektivitas dan Penentuan Rekoveri Akhir pada Pemisahan Logam Emas dengan Metode Agregasi Hidrofobik “. Saya mengalami banyak rintangan dan hambatan dalam proses pembuatan makalah ini, namun saya dapat menyelesaikannya dengan baik dan tepat pada waktunya.

            Saya mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Yudistira Erlan selaku guru mata pelajaran Kimia yang telah membimbing saya dalam pengerjaan makalah ini.

            Saya menyadari bahwa makalah ini masih sangat jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu saya harapkan, agar makalah ini menjadi lebih baik dan berguna di masa yang akan datang.    

Anyer, Maret 2013

                                                                                                            Penulis

Daftar Isi

Kata Pengantar...............................................................................................        i

Daftar Isi.........................................................................................................       ii

Bab I. Pendahuluan                                                                          

1.1   Latar Belakang..........................................................................                   iii

1.2   Rumusan Masalah......................................................................                  iii

1.3   Maksud dan Tujuan.....................................................................................     iv

Bab II. Pembahasan

2.1 Uji Selektivitas dan Penentuan Rekoveri Akhir pada Pemisahan Logam   Emas dengan Metode Agregasi Hidrofobik..............................................                                                           1

Bab III. Penutup

3.1 Kesimpulan................................................................................................. 5

Daftar Pustaka....................................................................................................... 6

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang Masalah

             Metode agregasi hidrofobik merupakan metode pemisahan dari suatu partikel koloid yang bersifat hidrofob yang jika partikel tersebut diagitasi dengan kecepatan relatif tinggi maka dapat menggumpal sehingga dapat dipisahkan dari ampurannya¹⁾. Sampai saat ini, pemisahan zat dengan metode agregasi hidrofobik selalu diawali dari partikel koloid. Dalam proses ini terjadi perubahan dari partikel koloid menjadi agregat²⁾. Mekanisme pemisahan yang terjadi ada dua tahap. Pertama, adsorpsi surfaktan ke permukaan partikel koloid. Kedua, terbentuknya agregat akibat tumbukan antar partikel hidrofobik setelah diagitasi dengan kecepatan yang relatif tinggi³⁾. Salah satu kelemahan dari teknik ini terutama terletak pada faktor selektivitas pemisahan⁴⁾. Hal ini disebabkan, partikel koloid tersebut diperoleh dengan cara dispersi, yaitu dengan menggerus bongkahan bijih logam menjadi bentuk serbuk yang sangat halus. Untuk mendapatkan serbuk dengan ukuran yang sangat kecil (ukuran partikel koloid) tanpa terkotori oleh zat lain, merupakan pekerjaan yang tidak mudah. Hal ini merupakan masalah lain yang dihadapi dalam proses pemisahan zat dengan metode agregasi hidrofobik yang dimulai dari partikel koloid.

            Penelitian ini bertujuan mengembangkan metode agregasi hidrofobik yang dimulai dari sistem larutan. Sampel penelitian yang dipilih dalam upaya mengembangkan metode tersebut adalah emas, yang dalam bentuk larutan berupa kompleks [AuCl₄]^-. Menurut teori orbital molekul dengan pendekatan teori group dan simetri, kompleks [AuCl₄]^- termasuk senyawa dengan point group D_4h yang berbentuk segi empat planar⁴⁾. Keempat ligan Cl^- memiliki kedudukan yang setara terhadap atom pusat. Adsorben yang digunakan untuk mengikat kompleks [AuCl₄]^- adalah surfaktan amonium kuaterner yang bersifat kationik⁵⁾. Partikel primer dapat terbentuk sebagai hasil interaksi pasangan ion antara ligan Cl^- dalam kompleks [AuCl₄]^- dengan surfkatan kationik amonium kuaterner⁶⁾. Partikel primer yang terbentuk, jika diagitasi dengan kecepatan yang relatif tinggi dapat terbentuk agregat yang stabil, sehingga emas dapat dipisahkan dari campurannya.

            Dalam bijih emas, di samping mengandung emas juga terdapat logam perak dan tembag⁷⁾. Di samping itu, ada beberapa logam lain yang sering ditemukan dalam bijih emas antara lain besi, seng, dan timbal^8,9). Untuk menguji selektivitas pemisahan emas terhadap logam-logam pengganggu tersebut, dilakukan uji selektivitas.

            Dalam diagram spesiasi kompleks, keberadaan masing-masing spesies ion kompleks dari berbagai jenis logam merupakan fungsi pH¹⁰⁾. Dengan mengatur harga pH larutan, dapat dikondisikan bahwa hanya spesies ion logam tertentu yang dapat berinteraksi dengan surfaktan kationik amonium kuaterner, sedangkan spesies ion logam lain yang tidak dikehendaki dapat terpisah. Asumsi dasar inilah yang digunakan dalam mengembangkan selektivitas pemisahan dalam penelitian ini.

1.2  Rumusan Masalah

1.      Bagaimanakah uji selektivitas dan penentuan rekoveri akhir pada pemisahan logam emas dengan metode agregasi hidrofobik ?

1.3  Maksud dan Tujuan

1.      Mengetahui uji selektivitas dan penentuan rekoveri akhir pada pemisahan logam emas dengan metode agregasi hidrofobik.

BAB II

ISI

2.1 Uji Selektivitas dan Penentuan Rekoveri Akhir pada Pemisahan Logam   Emas dengan Metode Agregasi Hidrofobik

                Dalam diagram spesiasi kompleks, keberadaan masing-masing spesies ion kompleks dari berbagai jenis logam merupakan fungsi pH. Oleh karena itu, keberadaan masing-masing spesies ion logam dan jumlah fraksinya dalam hubungannya dengan fungsi pH, secara mudah dapat diketahui. Hal ini sangat membantu dalam mengembangkan metode pemisahan, terutama yang berhubungan dengan selektivitas pemisahan. Dengan mengatur pH larutan, dapat dikondisikan bahwa spesies ion logam tertentu berada dalam jumlah maksimal. Spesies ion logam tersebut dapat diikat dengan menggunakan adsorben (misalnya surfaktan), sementara spesies ion logam lain yang tidak dikehendaki dapat dipisahkan. Asumsi dasar inilah yang digunakan untuk mengembangkan selektivitas pemisahan dalam penelitian ini.

                Berdasarkan atas diagram spesiasi kompleks dan tabel keberadaan spesies ion logam dalam lingkungan asam klorida, telah dikembangkan selektivitas pemisahan logam emas dengan metode agregasi hidrofobik. Pada harga pH lebih besar dari 1, keberadaan spesies ion-ion logam Cu(II), Fe(III), Zn(II), dan Pb(II), semuanya berada dalam bentuk kationik. Dengan demikian, ion logam tersebut secara teori tidak mengganggu dalam proses pemisahan logam emas dengan metode agregasi hidrofobik. Hal ini disebabkan karena surfaktan yang digunakan adalah surfaktan yang bersifat kationik dan mekanisme pembentukan partikel primer melewati mekanisme pasangan ion, sehingga surfaktan amonium kuaterner tidak mungkin berinteraksi dengan ion-ion logam tersebut untuk membentuk partikel primer. Dalam penelitian ini, yang menjadi persoalan adalah keberadaan spesies ion Ag(I). Spesies ion Ag(I), dalam rentangan pH antara 0 sampai dengan 0,8 berada dalam bentuk kompleks [AgCl₂]^-, sedangkan dalam rentangan pH antara 0,8 sampai dengan 1,0 akan terjadi perubahan dari [AgCl₂]^- menjadi AgCl. Keberadaan AgCl dapat bercampur dengan agregat emas, sedangkan keberadaan [AgCl₂]^- dimungkinkan dapat berinteraksi dengan surfaktan kationik amonium kuaterner dan membentuk partikel primer.

         Pengaruh pH terhadap selektivitas pemisahan emas menunjukkan bahwa ion logam Ag(I) sangat terpengaruh oleh perubahan harga pH. Pada harga pH < 1, selektivitas pemisahannya kurang baik, pada harga pH > 1, selektivitas pemisahannya semakin tidak baik. Selektivitas pemisahan emas terhadap ion logam Fe(III), menunjukkan bahwa pada pH < 0,5 selektivitas pemisahannya kurang baik, dan pada harga pH antara 1,5 sampai dengan 4, selektivitas pemisahannya sangat baik. Selektivitas pemisahan emas terhadap ion-ion logam Cu(II), Zn(II), dan Pb(II), pada rentangan pH antara 0 sampai dengan 4 adalah sangat baik.

            Dalam penelitian ini telah diupayakan untuk mengatasi keberadaan ion Ag(I), antara lain dengan penambahan larutan amonia sehingga terbentuk kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺ yang diharapkan tidak akan berinteraksi dengan surfaktan amonium kuaterner. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan penambahan larutan amonia maka harga pH naik menjadi 10,2. Di samping itu, telah dicoba dengan menambahkan campuran buffer, namun harga pH masih cukup tinggi yaitu sekitar 6,7. Hal ini tidak efektif karena pada harga pH lebih besar dari 6, pembentukan agregat emas dengan surfaktan amonium kuaterner tidak dapat terbentuk.

                Cara lain untuk mengatasi spesies ion Ag(I) adalah dengan sistem penyaringan endapan AgCl yang terbentuk. Dalam pemisahan emas dengan metode agregasi hidrofobik yang dikembangkan ini, semua ion logam berada dalam sistem larutan. Logam-logam yang tidak berada dalam sistem larutan secara otomatis sudah terpisah pada waktu dilakukan penyaringan. Dengan mengatur sistem larutan pada harga pH antara 1,0 sampai dengan 2,0 maka secara otomatis keberadaan spesies ion Ag(I) sudah terpisah dari sistem larutan. Hal ini disebabkan karena keberadaan spesies perak terendap dalam bentuk AgCl. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanpa penyaringan, selektivitas pemisahan emas terhadap ion Ag(I) adalah kurang baik dan setelah dilakukan penyaringan selektivitas pemisahannya menjadi lebih baik.

                Pengaruh dari anion sulfat, nitrat, bromida, dan iodida, secara umum dapat dijelaskan bahwa keberadaan anion tersebut tidak mempengaruhi hasil rekoveri emas. Secara kinetika keberadaan anion tersebut berpengaruh terhadap waktu pembentukan partikel primer menjadi lebih lama, yaitu dari 15 detik menjadi 25 detik, namun hal ini tidak berpengaruh secara signifikan terhadap waktu pemisahan emas dengan metode agregasi hidrofobik.

                Berdasarkan hasil uji selektivitas pemisahan emas terhadap pengaruh konsentrasi ion logam pengganggu menunjukkan bahwa selektivitas pemisahan emas dipengaruhi oleh banyaknya konsentrasi masing-masing ion logam pengganggu yang ada dalam sampel penelitian. Semakin besar konsentrasi ion logam pengganggu maka selektivitas pemisahannya cenderung mengalami penurunan.

                Keberadaan ion logam pengganggu dalam sistem larutan, merupakan penghalang dalam proses pembentukan partikel primer dan proses pembentukan agregat emas. Semakin besar konsentrasi ion logam pengganggu dalam sampel penelitian, maka proses pembentukan partikel primer dan proses pembentukan agregat emas semakin terhambat. Hal ini mengakibatkan rekoveri emas yang diperoleh semakin kecil.

                Hasil rekoveri akhir yang diperoleh dalam penelitian ini, masing-masing dengan surfaktan DTMAB, TTMAB, dan HTMAB berturut-turut adalah sebesar 92,60 ± 0,89 %; 90,30 ± 1,32 %; dan 89,40 ± 1,51 %.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

         Metode agregasi hidrofobik yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat memisahkan logam emas dengan selektivitas yang tinggi terhadap pengaruh ion-ion logam pengganggu yang meliputi ion logam Ag(I), Cu(II), Fe(III), Zn(II), dan Pb(II). Selektivitas pemisahan emas terhadap ion-ion logam pengganggu dipengaruhi oleh pH larutan dengan pH optimum sebesar 2,0. Hasil rekoveri akhir dengan surfaktan DTMAB, TTMAB, dan HTMAB berturut-turut adalah sebesar 92,60 ± 0,89 %; 90,30 ± 1,32 %; dan 89,40 ± 1,51 %.

DAFTAR PUSTAKA

Shouci, L., dan Zongfu, D., ”Separation of Ultrafine Mineral Particles by Hydrophobic Aggregation Methods in: Plumpton, A.J. (Editor), Proc.Int. Symposium on The Production and Processing of Fine Particles”, Canadian Inst. of Mining and Metallurgy, Pergamon Press, New York, 309 – 316 (1988).

Sitomurni, A.I., ”Proses Shear Flocculation dan Penerapannya dalam Benefisiasi Mineral”, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 58, 22 – 34 (1994).

Rubio, J., dan Hoberg, H., ”The Process of Separation of Fine Mineral Particles by Flotation with Hydrophobic Polymeric Carrier”, International Journal of Mineral Processing, 37, 109 – 122 (1993).

Miessler, G. L., dan Tarr, D. A., ”Inorganic Chemistry”, Prentice-Hall Inc., London, 84 – 177 dan 271 – 338 (1991).

Rosen, M. J., ”Surfactants and Interfacial Phenomena”, John Willey and Sons, New York, 40 – 71 (1978).

Suharta, Surdia, N.M., Buchari, dan Onggo, D., ”Mekanisme Pembentukan Partikel Primer dari Kompleks [AuCl₄]^- dengan Surfaktan Kationik Amonium Kuaterner”, Prosiding Seminar Kimia Bersama ITB-UKM Keempat, FMIPA-ITB, 433 – 442 (2000).

Sparrow, G.J., dan Woodcock, J.T, ”Cyanide and Other Lixiviant Leaching Systems for Gold with Some Practical Applications”, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 14, 193 – 247 (1995).

Abrantes, L.M., dan Costa, M.C., ”Electro-oxidation as a Pretreatment for Gold Recovery”, Hydrometallurgy, 40, 99 – 110 (1994).

Bruckard, W.J., Sparrow, G.J., dan Woodcock, J.T., ”Gold and Silver Extraction from Hellyer Lead-Zinc Flotation Middlings Using Pressure Oxidation and Thiourea Leaching”, Hydrometallurgy, 34, 17 – 41 (1993).

Aprahamian, V.H., dan Demopoulos, G.P., ”The Solution Chemistry and Solvent Extraction Behavior of Cu, Fe, Ni, Zn, Pb, Sn, Ag, As, Sb, Bi, Se and Te in Acid Chloride Solution Reviewed from The Standpoint of PGM Refining”, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 14, 143 – 167 (1995).