Daur ulang emas menjadi semakin penting, bukan hanya karena nilainya yang tinggi, tetapi juga karena dampak lingkungan dari penambangan emas primer. Proses penambangan seringkali melibatkan bahan kimia berbahaya seperti sianida dan merkuri, serta menyebabkan kerusakan habitat dan erosi tanah. Daur ulang emas, di sisi lain, dapat mengurangi ketergantungan pada penambangan, meminimalkan limbah elektronik, dan mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan. Artikel ini akan membahas berbagai alat dan teknologi yang digunakan dalam daur ulang emas, dari metode sederhana hingga proses industri yang kompleks.
1. Penghancuran dan Pemisahan Awal: Mempersiapkan Bahan Baku
Langkah pertama dalam daur ulang emas adalah mempersiapkan bahan baku. Ini biasanya melibatkan penghancuran dan pemisahan komponen yang mengandung emas dari material lainnya. Proses ini sangat penting karena efisiensi daur ulang sangat bergantung pada seberapa baik emas dipisahkan dari material lain.
-
Mesin Penghancur (Shredders): Mesin penghancur digunakan untuk mengurangi ukuran material, seperti papan sirkuit, konektor, dan komponen elektronik lainnya. Proses penghancuran ini mempermudah pemisahan emas dan logam berharga lainnya dari material yang tidak berharga. Ada berbagai jenis mesin penghancur yang tersedia, mulai dari mesin kecil untuk penggunaan skala kecil hingga mesin industri besar yang dapat memproses ton material per jam. Beberapa mesin penghancur dilengkapi dengan sistem penyaringan untuk memisahkan debu dan partikel halus selama proses penghancuran.
-
Separator Magnetik: Setelah penghancuran, separator magnetik digunakan untuk memisahkan logam ferromagnetik (seperti besi dan baja) dari material campuran. Proses ini membantu memurnikan material yang mengandung emas dan mempermudah langkah-langkah pemrosesan selanjutnya. Separator magnetik bekerja dengan menggunakan medan magnet untuk menarik dan memisahkan logam ferromagnetik, meninggalkan material non-magnetik seperti emas, tembaga, dan plastik.
-
Separator Eddy Current: Separator eddy current digunakan untuk memisahkan logam non-ferromagnetik seperti aluminium, tembaga, dan emas. Prinsip kerjanya adalah dengan menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah yang menginduksi arus listrik (eddy current) pada logam non-ferromagnetik. Arus listrik ini menghasilkan medan magnet sendiri yang berlawanan dengan medan magnet yang diterapkan, menyebabkan logam terdorong menjauh dari medan magnet. Perbedaan gaya dorong ini memungkinkan pemisahan logam non-ferromagnetik dari material lainnya.
-
Meja Goyang (Shaking Tables): Meja goyang adalah alat yang menggunakan gravitasi dan gerakan untuk memisahkan material berdasarkan densitasnya. Material yang dihancurkan ditempatkan di atas meja yang bergetar dengan pola tertentu. Partikel yang lebih berat, seperti emas, cenderung terkumpul di satu area, sedangkan partikel yang lebih ringan bergerak ke area lain. Meja goyang sering digunakan untuk memurnikan konsentrat emas yang diperoleh dari proses pemisahan lainnya.
2. Peleburan: Memisahkan Emas dari Material Pengotor
Peleburan adalah proses pemanasan material yang mengandung emas pada suhu tinggi untuk melelehkan emas dan memisahkannya dari material pengotor lainnya. Proses ini umumnya dilakukan dalam tungku khusus yang dirancang untuk mencapai suhu tinggi dan mengontrol atmosfer di dalam tungku.
-
Tungku Induksi: Tungku induksi menggunakan induksi elektromagnetik untuk memanaskan material. Tungku ini sangat efisien dan dapat mencapai suhu yang sangat tinggi dengan cepat. Mereka sering digunakan untuk melelehkan emas dan logam berharga lainnya karena mereka memberikan kontrol yang tepat atas suhu dan atmosfer, yang penting untuk menghasilkan logam berkualitas tinggi. Proses peleburan dalam tungku induksi biasanya melibatkan penambahan fluks untuk membantu memisahkan emas dari material pengotor. Fluks bereaksi dengan pengotor dan membentuk terak yang dapat dengan mudah dihilangkan dari lelehan emas.
-
Tungku Krus: Tungku krus adalah jenis tungku yang menggunakan krusibel (wadah tahan panas) untuk menampung material yang akan dilelehkan. Tungku krus dapat dipanaskan dengan berbagai cara, termasuk dengan gas, listrik, atau bahan bakar padat. Mereka sering digunakan untuk peleburan skala kecil karena relatif murah dan mudah dioperasikan.
-
Elektrolisis: Elektrolisis adalah proses elektrokimia yang digunakan untuk memurnikan emas. Proses ini melibatkan penggunaan arus listrik untuk melarutkan emas dari anoda (elektroda positif) dan mengendapkannya pada katoda (elektroda negatif). Elektrolisis menghasilkan emas dengan kemurnian sangat tinggi, seringkali mencapai 99,99%. Proses ini biasanya digunakan untuk memurnikan emas yang diperoleh dari proses peleburan atau pelindian kimia.
3. Pelindian Kimia (Chemical Leaching): Ekstraksi Emas dengan Bahan Kimia
Pelindian kimia adalah proses ekstraksi emas dari material dengan menggunakan larutan kimia. Proses ini sering digunakan untuk mengekstrak emas dari bijih emas dengan kadar rendah atau dari limbah elektronik yang kompleks.
-
Sianidasi: Sianidasi adalah proses pelindian kimia yang paling umum digunakan untuk ekstraksi emas. Proses ini melibatkan penggunaan larutan sianida untuk melarutkan emas dari material. Larutan sianida kemudian diproses untuk memulihkan emas dari larutan. Meskipun efektif, sianidasi memiliki dampak lingkungan yang signifikan karena sianida sangat beracun. Oleh karena itu, penggunaan sianidasi harus dilakukan dengan hati-hati dan di bawah pengawasan ketat.
-
Pelindian Tiosulfat: Pelindian tiosulfat adalah alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk sianidasi. Proses ini menggunakan larutan tiosulfat untuk melarutkan emas. Tiosulfat kurang beracun dibandingkan sianida dan dapat digunakan untuk mengekstrak emas dari material yang mengandung tembaga, yang dapat mengganggu proses sianidasi.
-
Aqua Regia: Aqua regia adalah campuran asam nitrat dan asam klorida yang sangat korosif. Campuran ini dapat melarutkan emas, yang tidak dapat dilarutkan oleh asam nitrat atau asam klorida saja. Aqua regia sering digunakan untuk mengekstrak emas dari sampel kecil atau untuk membersihkan peralatan laboratorium yang terkontaminasi emas.
4. Elektrorefining: Pemurnian Emas Tingkat Tinggi
Elektrorefining adalah proses elektrolisis yang digunakan untuk memurnikan emas ke tingkat kemurnian yang sangat tinggi. Proses ini melibatkan penggunaan anoda yang terbuat dari emas yang tidak murni dan elektrolit yang mengandung garam emas. Ketika arus listrik dilewatkan melalui sel elektrolitik, emas dari anoda larut ke dalam elektrolit dan kemudian diendapkan pada katoda sebagai emas murni.
-
Sel Elektrolitik: Sel elektrolitik terdiri dari anoda (emas yang tidak murni), katoda (biasanya lembaran emas murni), dan elektrolit. Elektrolit biasanya mengandung larutan garam emas, seperti larutan emas klorida. Selama proses elektrorefining, anoda perlahan-lahan larut, dan emas murni diendapkan pada katoda. Pengotor yang ada dalam anoda, seperti perak dan tembaga, dapat larut ke dalam elektrolit, tetapi mereka tidak diendapkan pada katoda. Pengotor ini kemudian dapat dipulihkan dari elektrolit menggunakan metode lain.
-
Pengontrol Arus dan Tegangan: Kontrol yang tepat atas arus dan tegangan sangat penting untuk keberhasilan elektrorefining. Arus yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pembentukan dendrit (pertumbuhan kristal yang tidak diinginkan) pada katoda, yang dapat mengurangi kemurnian emas yang dihasilkan. Tegangan yang terlalu rendah dapat menyebabkan proses pengendapan menjadi lambat. Pengontrol arus dan tegangan digunakan untuk memastikan bahwa proses elektrorefining berjalan dengan optimal.
5. Pemulihan Logam Berharga Lainnya: Maksimalkan Nilai Daur Ulang
Selain emas, limbah elektronik dan material daur ulang lainnya seringkali mengandung logam berharga lainnya, seperti perak, tembaga, platinum, dan paladium. Pemulihan logam-logam ini dapat meningkatkan nilai ekonomi dari proses daur ulang dan mengurangi limbah.
-
Presipitasi Logam: Presipitasi logam adalah proses kimia yang digunakan untuk memisahkan logam dari larutan dengan menambahkan reagen yang menyebabkan logam tersebut mengendap sebagai padatan. Proses ini dapat digunakan untuk memulihkan perak, tembaga, dan logam berharga lainnya dari larutan pelindian.
-
Ekstraksi Pelarut: Ekstraksi pelarut adalah proses pemisahan yang menggunakan dua pelarut yang tidak saling larut untuk memisahkan logam dari larutan. Logam akan larut lebih baik dalam salah satu pelarut, memungkinkan pemisahannya dari pelarut lainnya. Ekstraksi pelarut sering digunakan untuk memulihkan platinum dan paladium dari larutan.
-
Resin Pertukaran Ion: Resin pertukaran ion adalah material polimer yang memiliki kemampuan untuk mengikat ion logam dari larutan. Resin ini dapat digunakan untuk memulihkan logam berharga dari larutan dengan melewatkan larutan melalui kolom yang berisi resin. Logam-logam tersebut kemudian dapat dipulihkan dari resin dengan menggunakan larutan stripping.
6. Analisis dan Pengujian: Memastikan Kualitas dan Kemurnian
Setelah proses daur ulang selesai, penting untuk menganalisis dan menguji emas yang dihasilkan untuk memastikan kualitas dan kemurniannya. Ini penting untuk menentukan nilai pasar emas dan untuk memastikan bahwa emas tersebut memenuhi standar yang diperlukan untuk aplikasi tertentu.
-
Spektrometri Serapan Atom (AAS): AAS adalah teknik analisis yang digunakan untuk menentukan konsentrasi logam dalam sampel. Teknik ini melibatkan penyinaran sampel dengan cahaya pada panjang gelombang tertentu yang diserap oleh atom logam yang dianalisis. Jumlah cahaya yang diserap sebanding dengan konsentrasi logam dalam sampel.
-
Spektrometri Emisi Plasma Induktif (ICP-OES): ICP-OES adalah teknik analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi unsur suatu sampel. Teknik ini melibatkan pengionisasi sampel dalam plasma yang diinduksi secara induktif dan kemudian mengukur cahaya yang dipancarkan oleh ion-ion tersebut. Intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan konsentrasi unsur dalam sampel.
-
Uji Gravimetri: Uji gravimetri adalah metode sederhana untuk menentukan kemurnian emas dengan mengukur berat sampel emas dan membandingkannya dengan volume yang ditempati. Metode ini didasarkan pada fakta bahwa emas memiliki densitas yang diketahui, sehingga kemurnian emas dapat diperkirakan dari densitasnya.
Dengan menggunakan kombinasi alat dan teknik ini, daur ulang emas dapat menjadi proses yang efisien dan berkelanjutan. Daur ulang emas tidak hanya mengurangi dampak lingkungan dari penambangan emas primer, tetapi juga menghasilkan sumber daya berharga yang dapat digunakan kembali dalam berbagai aplikasi.