Diagnostic leach test adalah metode analisis laboratorium yang digunakan untuk memahami distribusi atau keberadaan emas dalam mineral bijih atau produk pengolahan. Teknik ini sangat penting dalam industri pertambangan emas karena memberikan informasi mengenai asosiasi emas dengan mineral tertentu, sifat refraktori bijih, dan potensi proses ekstraksi yang optimal. Diagnostic leach test pertama kali dikembangkan oleh Anglo American Research Laboratories (AARL) pada pertengahan 1980-an dan telah menjadi alat analisis standar untuk mengevaluasi bijih emas, terutama yang bersifat refraktori.
Prinsip utama diagnostic leach test adalah menghilangkan mineral-mineral tertentu secara berurutan dari matriks bijih menggunakan larutan kimia selektif (biasanya asam oksidatif) untuk membebaskan emas yang terkait dengan mineral tersebut. Setelah setiap tahap pelarutan mineral, proses sianidasi dilakukan untuk mengekstrak emas yang telah terbebaskan. Emas yang terdeteksi dalam larutan sianida memberikan gambaran akurat tentang jumlah emas yang terkait dengan mineral yang dihancurkan pada tahap sebelumnya. Proses ini diulang dengan larutan yang semakin kuat secara berurutan untuk menghasilkan catatan lengkap mengenai keberadaan emas dalam bijih. Teknik ini memungkinkan metalurgis untuk mengidentifikasi mineral pengganggu (seperti sulfida, karbonat, atau silikat) yang dapat menghambat ekstraksi emas dan menentukan strategi pengolahan yang tepat.
Diagnostic leach test dilakukan dalam beberapa tahap yang dirancang untuk menargetkan kelompok mineral tertentu. Berikut adalah tahapan umum dalam prosedur diagnostic leach test berdasarkan standar yang umum digunakan:
- Tahap 1: Reduksi dan Sianidasi Awal
Bijih emas direduksi hingga ukuran partikel tertentu (biasanya P80 sekitar 45-150 µm) untuk memastikan liberasi mineral yang memadai. Sampel kemudian di-leaching dengan larutan sianida (biasanya 0.1-1.5% NaCN pada pH 9.5-11) selama 24 jam pada suhu kamar. Tahap ini bertujuan untuk mengekstrak emas yang sudah bebas (free-milling gold) atau emas yang mudah larut dalam sianida tanpa pre–treatment. Residu-nya disaring dan disimpan untuk tahap berikutnya.
- Tahap 2: Pelarutan dengan Asam Klorida (HCl)
Residu dari tahap sianidasi awal diolah dengan larutan asam klorida (HCl, konsentrasi sekitar 12%) pada suhu terkontrol (misalnya 60°C) selama 8 jam. HCl efektif melarutkan mineral seperti kalsit, dolomit, galena, pirotit, hematit, dan goetit. Setelah pelarutan, residu disaring, dicuci, dan dikeringkan, kemudian di-leaching kembali dengan sianida untuk mengekstrak emas yang terbebaskan dari mineral-mineral tersebut. Perbedaan hasil pengujian emas antara sianidasi tahap 1 dan tahap 2 menunjukkan jumlah emas yang terkait dengan mineral yang larut dalam HCl.
- Tahap 3: Pelarutan dengan Asam Sulfat (H₂SO₄)
Residu dari tahap sebelumnya diolah dengan asam sulfat (H₂SO₄, konsentrasi sekitar 48%) pada suhu 80°C selama 5 jam. Asam sulfat menargetkan mineral sulfida yang lebih tahan, seperti sfalerit, pirit yang tidak stabil, serta sulfida tembaga dan seng. Setelah proses ini, residu disaring dan di-leaching kembali dengan sianida untuk mengekstrak emas yang terbebaskan. Hasil tahap ini menunjukkan emas yang terkait dengan mineral sulfida yang larut dalam H₂SO₄.
- Tahap 4: Pelarutan dengan Asam Nitrat (HNO₃)
Residu dari tahap 3 diolah dengan asam nitrat (HNO₃) pada kondisi panas untuk melarutkan mineral sulfida yang lebih tahan, seperti pirit, markasit, dan arsenopirit. Proses ini diikuti oleh sianidasi untuk mengekstrak emas yang terbebaskan. Tahap ini mengidentifikasi emas yang terenkapsulasi dalam mineral sulfida yang lebih refraktori.
- Tahap 5: Pelarutan dengan Asam Hidrofluorat (HF) atau Roasting
Pada tahap akhir, residu diolah dengan asam hidrofluorat (HF, konsentrasi sekitar 20%) untuk melarutkan mineral silikat yang mungkin mengandung emas terenkapsulasi. Alternatifnya, residu dapat dilakukan proses roasting pada suhu tinggi untuk menghilangkan material karbonaceous yang dapat mengganggu sianidasi. Sianidasi terakhir dilakukan untuk mengekstrak emas yang tersisa. Emas yang masih tersisa setelah tahap ini dianggap terkunci dalam silikat atau sulfida halus yang sangat refraktori.
Setelah setiap tahap sianidasi, larutan dianalisis menggunakan teknik seperti Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) atau Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) untuk mengukur kandungan emas. Residu terakhir juga dapat diuji dengan fire assay untuk menentukan emas yang tidak dapat diekstrak. Data dari setiap tahap dihitung untuk menghasilkan neraca metalurgi, yang menunjukkan distribusi emas dalam berbagai fase mineral. Informasi ini digunakan untuk merancang alur proses, mengoptimalkan parameter pengolahan, atau mengevaluasi efek reagen tertentu pada kinerja ekstraksi.
Diagnostic leach test memiliki beberapa kelebihan, seperti kemampuan untuk menangani sampel yang representatif, hasil yang mudah diinterpretasikan, dan fleksibilitas untuk berbagai jenis bijih atau produk pengolahan. Teknik ini juga membantu mengidentifikasi sifat refraktori bijih dan menentukan pre–treatment yang diperlukan, seperti pemanggangan, oksidasi tekanan, atau bio-oksidasi. Namun, diagnostic leach test memiliki keterbatasan, yaitu tidak dapat memberikan informasi rinci tentang spesiasi emas, ukuran butir, atau tingkat liberasi tanpa bantuan teknik mineralogi seperti QEMSCAN atau MLA. Selain itu, diagnostic leach test hanya menunjukkan asosiasi emas dengan kelompok mineral tertentu, bukan mineral spesifik, sehingga diperlukan analisis mineralogi tambahan untuk hasil yang lebih akurat.
Diagnostic leach test adalah alat analisis yang sangat berharga dalam pengolahan emas untuk memahami distribusi emas dalam bijih dan mengevaluasi sifat refraktori. Dengan pendekatan berurutan menggunakan pelarutan asam dan sianidasi, diagnostic leach test memberikan data penting untuk merancang flowsheet metalurgi, menyelesaikan masalah di pabrik pengolahan, dan mengoptimalkan penggunaan reagen. Meskipun memiliki keterbatasan, ketika dikombinasikan dengan teknik mineralogi modern, diagnostic leach test menjadi alat yang kuat untuk meningkatkan efisiensi ekstraksi emas.
Referensi
Celep. (2008). Characterization of refractrory behaviour of complex gold/silver ore by diagnostic leaching. ScienceDirect. DOI: ResearchGate
Lorenzen, L. (1995). Some guidelines to the design of a diagnostic leaching experiment. Minerals Engineering, 8(1-2), 247-256. DOI: https://doi.org/10.1016/0892-6875(94)00122-S
