Pengendapan Emas Menggunakan Sodium MetabisufIte (Na2S2O5) Dari Larutan AQUA REGIA

Proses pengendapan emas dengan kemurnian dan kualitas tinggi secara konvensional melibatkan reduksi spesi ionik emas terlarut menjadi logamnya. Proses ini umumnya diawali dengan melarutkan emas, baik murni maupun tidak, dalam larutan aqua regia (campuran asam nitrat dan asam klorida) untuk menghasilkan larutan yang mengandung ion emas klorida, seperti AuCl₃​ ​ atau AuCl₃​⋅HCl.

Tantangan utama dalam proses ini adalah keberadaan sisa asam nitrat dalam larutan aqua regia. Asam nitrat merupakan agen pengoksidasi kuat yang dapat menghambat reaksi reduksi sehingga menghalangi pengendapan emas metalik. Berbeda dengan praktik di masa lalu yang berfokus pada penghilangan asam nitrat, metode yang lebih efisien adalah dengan menyesuaikan pH larutan secara cermat.

Untuk mengoptimalkan pengendapan, pH larutan dinaikkan hingga mencapai rentang 2 hingga 4, dengan kondisi paling ideal antara 2 hingga 3. Penyesuaian ini krusial karena pada pH di bawah 2, daya oksidasi asam nitrat masih terlalu kuat, sedangkan pada pH di atas 4 dapat terbentuk endapan oksida dan hidroksida emas yang tidak diinginkan. Penyesuaian pH ini dilakukan melalui penambahan basa—seperti natrium hidroksida (NaOH), kalium karbonat(Na₂CO₃) , atau kalsium hidroksida (CaOH) —sambil menjaga suhu campuran reaksi di bawah 50°C, idealnya antara 20°C hingga 40°C.

Setelah kondisi pH dan suhu yang tepat tercapai, agen pereduksi ditambahkan dalam jumlah yang cukup untuk mengendapkan emas metalik. Berbagai jenis agen pereduksi dapat digunakan, antara lain natrium sulfit, natrium metabisulfite, hidrazin, sulfur dioksida, fero sulfat, atau asam hipofosfat. Terakhir, emas metalik murni yang telah mengendap dapat dipisahkan dari campuran reaksi melalui metode penyaringan atau dekantasi (Heidelberg, 1974). Berikut cara melakukan pengendapan emas dengan salah satu agen pereduksi yaitu Sodium Metabilsulfite.

Presipitasi Emas dari Larutan Aqua Regia Menggunakan Natrium Metabisulfit: Tinjauan Proses dan Kimia

Emas (Au), sebagai logam mulia dengan nilai ekonomi tinggi, memerlukan proses pemurnian yang efisien untuk memisahkannya dari logam lain atau dari bahan pembawanya. Salah satu metode hidrometalurgi yang paling umum untuk melarutkan emas adalah menggunakan aqua regia. Namun, melarutkan emas hanyalah langkah awal. Langkah krusial berikutnya adalah mengendapkannya kembali dalam bentuk padat dan murni dari larutan tersebut. Di sinilah peran agen presipitasi atau reduktor menjadi sangat penting.

Natrium Metabisulfit (Na₂S₂O₅​) adalah salah satu reduktor yang paling andal, efektif, dan umum digunakan dalam industri pemurnian emas, baik skala besar maupun kecil, untuk mengendapkan emas dari larutan aqua regia. Artikel ini akan membahas prinsip dasar, reaksi kimia, tahapan proses, serta faktor-faktor kunci yang terlibat dalam metode ini.

1. Prinsip Dasar: Dari Ion Menjadi Logam

Proses ini didasarkan pada reaksi redoks (reduksi-oksidasi).

• Pelarutan (Oksidasi): Aqua regia, campuran pekat dari Asam Nitrat (HNO₃)​) dan Asam Klorida (HCl), bekerja dengan mengoksidasi emas (Au⁰) menjadi ion emas (Au³⁺). Asam Klorida kemudian menyediakan ion klorida (Cl^—) untuk membentuk kompleks ion tetrakloroaurat ([AuCl₄​]^— ) yang stabil dan larut dalam air. Ion inilah yang memberikan warna kuning khas pada larutan emas.
• Pengendapan (Reduksi): Natrium Metabisulfit (SMB) bertindak sebagai agen pereduksi. Ketika dilarutkan dalam air, terutama dalam kondisi asam, SMB akan menghasilkan gas Sulfur Dioksida (SO₂​) yang merupakan agen pereduksi sebenarnya. SO₂​ akan mereduksi ion emas (Au³⁺) dalam kompleks kembali menjadi emas metalik (Au⁰) yang tidak larut, sehingga mengendap sebagai padatan halus berwarna coklat.
  

2. Reaksi Kimia yang Terlibat
Memahami reaksi kimia adalah kunci untuk mengontrol proses ini secara efektif.

• Pelarutan Emas dalam Aqua Regia:

Au_(s) +HNO_3(aq) +4HCl_(aq) →HAuCl_4(Aq) +NO(_g)+2H₂​O_(l)

Dalam persamaan ini, emas padat (Au) diubah menjadi Asam Kloroaurat (HAuCl₄​) yang larut.

• Pelepasan Agen Reduktor (Sulfur Dioksida):

Natrium Metabisulfit bereaksi dengan asam (sisa HCl dalam larutan) untuk menghasilkan SO2₂.

Na₂S₂O_5(S) +2HCl_(aq) →2NaCl_(aq) +2SO2_2(g)  +H₂​O_(l)

• Reaksi Pengendapan Emas (Reduksi):

Sulfur Dioksida kemudian mereduksi ion emas, menghasilkan endapan emas murni.

2HAuCl_4(Aq) +3SO2_2(g) +6H2₂O_(l) →2Au_(s) +8HCl_(aq) +3H₂SO_4(aq)

Dapat dilihat bahwa produk samping dari reaksi ini adalah Asam Klorida dan Asam Sulfat. Endapan emas (Au) yang terbentuk biasanya berupa serbuk berwarna coklat.

3. Tahapan Proses Pengendapan

Proses pengendapan emas dengan SMB harus dilakukan secara sistematis dan hati-hati.

1. Denitrifikasi (Penghilangan Sisa Asam Nitrat): Sisa Asam Nitrat (HNO₃) dalam larutan aqua regia akan bereaksi dengan agen pereduksi dan dapat melarutkan kembali emas yang baru saja mengendap. Denitrifikasi dapat dilakukan dengan pemanasan larutan secara perlahan atau dengan penambahan Urea ((NH₂​)₂​CO) atau Asam Sulfamat hingga tidak ada lagi gelembung gas nitrogen yang keluar.
2. Penyesuaian pH: Proses pengendapan paling efisien terjadi pada rentang pH yang sedikit asam, biasanya antara 2 hingga 3. pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat memengaruhi efisiensi dan kemurnian endapan.
3. Preparasi Larutan SMB: Natrium Metabisulfit dilarutkan dalam air (sebaiknya air demineralisasi) untuk membuat larutan jenuh atau dengan konsentrasi tertentu
4. Proses Pengendapan: Larutan SMB ditambahkan secara perlahan ke dalam larutan emas sambil diaduk. Perubahan akan terlihat: larutan yang tadinya jernih kekuningan akan mulai menjadi lebih gelap dan keruh, kemudian secara bertahap terbentuk endapan serbuk coklat. Penambahan berlebih harus dihindari.
5. Pematangan Endapan (Digestion): Setelah semua SMB ditambahkan, larutan dibiarkan selama beberapa jam agar semua partikel emas yang sangat halus sempat mengendap sempurna ke dasar wadah.
6. Penyaringan dan Pencucian: Endapan emas dipisahkan dari larutan menggunakan kertas saring berkualitas tinggi. Endapan kemudian dicuci beberapa kali, pertama dengan Asam Klorida encer untuk menghilangkan sisa logam pengotor, dan kemudian dengan air panas atau amonia encer untuk menghilangkan sisa garam tembaga dan asam.
7. Pengeringan dan Peleburan: Serbuk emas yang telah bersih dikeringkan, kemudian dilebur pada suhu di atas titik leleh emas (1064°C) untuk membentuk dore atau batangan emas padat.

4. Faktor-Faktor Keberhasilan Pengendapan Emas dari Aqua Regia Menggunakan Natrium

• Hilangnya Asam Nitrat: Keberhasilan mutlak bergantung pada penghilangan total sisa HNO₃ sebelum penambahan SMB.
• Temperatur: Reaksi pengendapan sedikit lebih cepat pada suhu hangat (sekitar 40-60°C), namun suhu terlalu tinggi dapat menyebabkan pembentukan partikel yang sangat halus dan sulit disaring.
• Stoikiometri: Jumlah SMB yang ditambahkan harus cukup untuk mereduksi semua emas, tetapi tidak berlebihan karena dapat mengendapkan logam pengotor lain dan menyulitkan pemurnian.
• Pengadukan: Pengadukan yang lambat dan konsisten memastikan reaksi berjalan merata di seluruh volume larutan.

5. Kelebihan dan Kekurangan Natrium Metabisulfit

Kelebihan:

• Selektivitas Tinggi: Dalam kondisi yang terkontrol, SMB sangat selektif untuk mengendapkan emas dan logam grup platina lainnya.
• Efisiensi: Mampu mengendapkan emas hingga kadar yang sangat rendah dari larutan.
• Biaya: Relatif lebih murah dibandingkan beberapa agen pereduksi lainnya.
• Kemurnian: Dapat menghasilkan emas dengan kemurnian sangat tinggi (di atas 99.9%).

Kekurangan:

• Gas Beracun: Proses ini melepaskan gas Sulfur Dioksida (SO₂​) yang sangat beracun, berbau tajam, dan iritan bagi sistem pernapasan. Wajib dilakukan di dalam lemari asam (fume hood) dengan ventilasi yang sangat baik.
• Memerlukan Kontrol Ketat: Kesalahan dalam kontrol pH atau proses denitrifikasi dapat menyebabkan kegagalan total dalam pengendapanSumber: PATENT RECOVERY OF GOLD FROM SOLUTION IN AQUA REGIA (Heidelberg, 1974)