Proses smelting emas (Au) merupakan tahap penting dalam ekstraksi logam mulia dari bijih refractory, yang sering mengandung arsenik dan sulfur tinggi, sehingga memerlukan pretreatment untuk membebaskan emas yang terenkapsulasi dalam mineral seperti pirit dan arsenopirit. Dalam konteks bijih low-grade, smelting melibatkan kombinasi pyrometallurgi dan hidrometallurgi, dimulai dari bio-oksidasi untuk mengoksidasi sulfida dan meningkatkan laju leaching emas. Metode pool bio-oksidasi, misalnya, menggunakan bakteri seperti Acidithiobacillus ferrooxidans untuk mengoksidasi Fe²⁺ dan senyawa sulfur, mencapai tingkat oksidasi arsenik 39-69% dan emas 49-83% setelah 60 hari. Proses ini diikuti dengan leaching sianida untuk melarutkan emas, menghasilkan tailing sianida sebagai limbah padat yang mengandung residu beracun. Efisiensi smelting bergantung pada kondisi seperti aerasi, yang meningkatkan laju leaching emas hingga 14-22%, sementara model Boltzmann digunakan untuk memprediksi kinetika oksidasi. Pendekatan ini mendukung pemanfaatan sumber daya emas yang berkelanjutan, terutama di wilayah dengan bijih kompleks seperti Zambia atau Cina.
Mineralogi bijih refractory emas menunjukkan bahwa emas sering hadir sebagai native gold atau electrum, dengan distribusi ukuran tidak merata dan enkapsulasi dalam sulfida seperti pirit (6.53%) dan arsenopirit (13.56%), serta gangue seperti kuarsa (40.59%) dan klorit (11.75%). Pretreatment fisik seperti penggilingan hingga 73% lolos 74 μm diperlukan untuk membebaskan emas kasar, diikuti pemisahan gravitasi menggunakan shaking table untuk memulihkan emas native dengan grade 91.24 g/t dan recovery 57.58%. Flotasi bulk sulfida kemudian diterapkan pada tailing gravitasi, menggunakan reagen seperti natrium silikat (2000 g/t) sebagai regulator dan campuran kolektor SBX:ADD (180 g/t) untuk meningkatkan floatabilitas sulfida. Proses gabungan gravitasi-flotasi mencapai recovery total emas 90.94%, menghasilkan konsentrat yang dikirim untuk smelting lanjutan di fasilitas metallurgi. Arsenik tinggi (6.50%) dalam bijih mempersulit smelting, karena dapat memperkaya arsenik selama peleburan dan sulit dikendalikan, sehingga pretreatment ini krusial untuk mengurangi risiko lingkungan dan meningkatkan yield emas. Metode ini lebih ramah lingkungan dibandingkan oksidasi mikrobial atau kimia, menghindari toksisitas tinggi dan siklus panjang.
Bio-oksidasi kolam untuk bijih emas refractory low-grade mengandung arsenik melibatkan inokulasi bakteri untuk mengoksidasi pirit dan arsenopirit, membebaskan emas yang terenkapsulasi melalui reaksi oksidasi bertahap. Bakteri seperti Ferroplasma acidiphilum dan Leptospirillum ferrodiazotrophum memulai oksidasi sulfida, sementara Acidithiobacillus ferrooxidans melanjutkan oksidasi senyawa sulfur. Proses ini dilakukan dalam leaching kolam dengan 500 kg bijih, mencapai tingkat oksidasi sulfur 24-41% setelah 60 hari, dengan aerasi meningkatkan efisiensi leaching emas secara signifikan. Kinetika oksidasi difit menggunakan model Boltzmann dengan varians >0.98, memprediksi siklus optimal 60 hari untuk oksidasi arsenik dan sulfur. Dalam smelting emas, bio-oksidasi ini berfungsi sebagai pretreatment untuk meningkatkan aksesibilitas emas terhadap leaching sianida, mengurangi konsumsi reagen dan meningkatkan recovery keseluruhan. Pendekatan ini memberikan panduan teoritis untuk bijih serupa, mempromosikan pemanfaatan rasional sumber daya emas di area dengan tantangan geografis dan iklim.
Proses leaching sianida dalam smelting emas menghasilkan tailing sianida sebagai limbah padat, yang mengandung sianida total dan sianida mudah dilepaskan, dengan komposisi utama SiO₂ (60.56%), Al₂O₃ (20.42%), dan Fe₂O₃ (6.42%). Lebih dari 90% pabrik emas di Cina menggunakan teknologi sianidasi, menghasilkan miliaran ton tailing yang disimpan di kolam tanpa pengelolaan leachate memadai, menyebabkan pencemaran air, tanah, dan udara. Eksperimen leaching dinamis mensimulasikan infiltrasi air hujan, menunjukkan konsentrasi sianida menurun seiring waktu dan intensitas leaching, dengan pelepasan kumulatif mengikuti kinetika orde kedua (R² >0.97). Mekanisme pelepasan melibatkan disolusi permukaan, difusi, dan oksidasi-reduksi, dipengaruhi lebih oleh intensitas leaching daripada suhu, dengan model Elovich terbaik untuk memprediksi perilaku jangka panjang. Manajemen limbah ini krusial dalam smelting emas untuk mencegah kerugian ekonomi hingga 10 miliar USD per tahun akibat polusi, dengan analisis SEM-EDS mengonfirmasi perubahan morfologi tailing pasca-leaching. Studi ini menekankan perlunya fasilitas pengolahan leachate untuk mengurangi risiko lingkungan dari tailing sianida.
Pemulihan emas dari tailing sianida low-grade menggunakan chlorination roasting melibatkan penambahan agen klorinasi seperti CaCl₂ untuk membentuk klorida logam volatil atau larut, membebaskan emas dari fase besi seperti hematit. Proses ini dimulai dengan pelletizing tailing (Au 1.71 g/t) dengan aditif seperti coke internal (6 wt%), coke eksternal (1 wt%), konsentrat sulfida tembaga (9 wt%), dan kaolin (2 wt%), diikuti roasting di kiln rotary pada 730 °C selama 90 min. Transformasi fase menunjukkan reduksi hematit menjadi magnetit di atas 600 °C, dengan pembentukan fase matte (wurtzite, chalcocite) di atas 700 °C untuk menangkap emas. Flotasi pasca-roasting menggunakan kolektor seperti aerofloat dan xanthate mencapai grade konsentrat 33.46 g/t dan recovery 76.7%, dengan tingkat tailing rendah 0.17 g/t. Mekanisme melibatkan transfer massa di fase mikro-cair garam leleh, mengurangi suhu roasting dibandingkan metode tradisional dan meminimalkan korosi. Pendekatan ini mendukung pemanfaatan tailing berbahaya, mengurangi dampak lingkungan dan meningkatkan pemulihan logam berharga seperti Ag dan Cu.
Aspek lingkungan dalam smelting emas mencakup pelepasan sianida dari limbah padat, dengan eksperimen menunjukkan konsentrasi awal tinggi (hingga 678 mg/L) yang melebihi standar emisi, menurun melalui dua tahap: pelepasan cepat permukaan diikuti difusi lambat. Intensitas leaching (0.5-2 mm/min) lebih memengaruhi daripada suhu (2-22 °C), karena gaya geser yang lebih besar memfasilitasi reaksi oksidasi dan pelepasan sianida. Model kinetik seperti orde kedua dan Elovich (R² >0.98) memvalidasi mekanisme heterogen, termasuk erosi permukaan dan penyumbatan pori yang mengurangi pelepasan lanjutan. Di Cina, tailing sianida mencakup 50% limbah industri padat, menyebabkan polusi luas karena penyimpanan tidak memadai, dengan elemen berat seperti As dan Cu menambah toksisitas. Manajemen efektif melibatkan prediksi model untuk penilaian risiko, menekankan pencegahan pelepasan sianida mudah dilepaskan yang lebih bioavailable dan beracun. Integrasi teknologi ini dalam smelting emas mempromosikan praktik berkelanjutan, mengurangi kerugian ekonomi dari polusi.
Secara keseluruhan, kemajuan dalam proses smelting emas menekankan integrasi pretreatment seperti bio-oksidasi dan chlorination roasting untuk menangani bijih refractory dan tailing, mencapai recovery tinggi sambil mengurangi dampak lingkungan. Kombinasi gravitasi-flotasi memberikan preconcentration efisien, sementara model kinetik memprediksi pelepasan polutan untuk manajemen lebih baik. Penggunaan bakteri dalam bio-oksidasi dan aditif dalam roasting menurunkan biaya dan suhu operasi, meningkatkan aksesibilitas emas. Studi dari berbagai sumber menyoroti pentingnya kondisi optimal seperti aerasi dan intensitas leaching untuk efisiensi. Proses ini terus berkembang untuk bijih kompleks dan limbah, mendukung ekonomi sirkular dalam industri emas.
REFERENSI
Xu Wang, dkk. (2019). Mineralogy and Pretreatment of a Refractory Gold Deposit in Zambia. Minerals. DOI: https://doi.org/10.3390/min9070406
