ELECTROWINNING
Electrowinning ( EW ) adalah cara paling efesien digunakan
dalam ekstraksi emas dan perak yang terdapat di air kaya /
PLS (
Pregnant Liquid
Solution
) yang melibatkan penggunaan
larutan alkali sianida sebagai larutan elektrolit, dengan memberikan ion
listrik searah pada elektroda yang digunakan sehingga terjadi proses
reduksi-oksidasi ( prinsip elektrolisis / reaksi redoks ) dalam
suatu sel.
Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit oleh arus
listrik searah dengan menggunakan dua macam elektroda dalam sel elektrokimia
yang disebut sel elektrolisis. Prinsip elektrolisis pertama kali digunakan dalam
proses recovery emas di Witwatersrand pada tahun 1894 ( Johnson, 1912 ).
Reaksi sel yang terjadi adalah :
Anoda : 2OH- → O2 + H2O + 2e-
Kotoda : 2Au(CN)2- + 2e- → 2Au + 4CN-
Overall : 2Au(CN)2- + 2OH- → 2Au + O2
+ H2O + 4CN-
Reaksi electrochemical dalam proses elektrowining emas sebagai
berikut :
Au(CN)2- + e- →
Au + 2CN- (1)
E = -0.6 + 0.059*log [Au (CN)2-]
– 0.118 log [CN-]
O2 + 2H2O
+ 4 e-→
4 OH- (2)
2 H2O + 2e-
→ H2
+ 2OH- (3)
E = -0.4 – 0.059 log [OH-]
2 H2O
→ 4 H+
+ O2 + 4 e-
(4)
E = -0.83 – 0.059 log [OH-]
2OH- + CN-
→ CNO-
+ H2O + 2 e-
(5)
E = -0.97-0.0295log [CN-]
+ 0.0295 log [CNO-]
- 0.059 log [OH-]
Prinsip elektrolisis pada electrowinning terdiri dari tiga
komponen utama, yaitu : larutan elektrolit ( larutan alkali sianida ). sumber
arus searah ( Rectifier ), elektroda ( anoda dan katoda ) dalam sebuah
kompartemen.,
Elektroda tersebut adalah katoda ( elektroda yang dihubungkan
dengan kutub negatif ) dan anoda ( elektroda yang dihubungkan dengan kutub
positif ). Jumlah katoda pada proses elektrowining lebih banyak dari pada anoda.
Dimana Katoda = Anoda +1
Elektroda dapat menggunakan :
Pada sel elektrolisis energi listrik menyebabkan terjadinya
reaksi kimia. Dalam larutan elektrolit, zat terlarut mengalami ionisasi. Kation
( ion positif ) akan bergerak ke katoda, dan anion ( ion negatif ) akan bergerak
ke anoda. Elektroda tersebut adalah katoda ( elektroda yang dihubungkan dengan
kutub negatif ) dan anoda
( ektroda yang dihubungkan dengan kutub positif ). Pada anoda
terjadi reaksi oksidasi, yaitu anion ( ion negatif ) ditarik oleh anoda dan
jumlah elektronnya berkurang sehingga bilangan oksidasinya bertambah, sedangkan
pada katoda terjadi reaksi reduksi.
Pada elektrolisis, potensial sel ditentukan untuk mengetahui
elektroda mana yang akan berperan sebagai elektroda positif dan negatif. Harga
potensial oksidasi-reduksi biasanya dinyatakan sebagai potensial reduksi
standar, yaitu potensial reduksi bila pereaksi dan hasil reaksi mempunyai
aktivitas satu ( a=1 ) dan reaksinya reduksi. Jika potensial reduksi positif
berarti mudah tereduksi, tetapi jika negatif berarti sukar tereduksi ( mudah
teroksidasi ).
Dari tabel di atas, contoh penggunaan sel elektroda dimana besi
merupakan suatu katoda dengan harga potensial reduksi +0,77 volt dan aluminium
sebagai anoda dengan potensial reduksi -1,66 volt.
Metode ini hanya dapat dilakukan untuk logam-logam yang
keelektropositifannya rendah seperti Cu, Sn, Pb, Ag, Au, Zn, Cr, dan Ni. Jadi
metode ini digunakan untuk logam yang tidak bereaksi dengan air, mudah
dioksidasi pada anoda, dan mudah direduksi pada katoda. Proses ini akan
menghasilkan endapan lumpur logam ( slime ) yang biasanya tidak ikut menempel di
kutub katoda ( karena tidak larut ). Selanjutnya slime ini yang harus diolah
lagi melalui peleburan dengan menambahkan flux lagi seperti borax untuk ikat
pengotor. Logam campur (bullion) yang dihasilkan selanjutnya dilanjutkan ke
tahap pemurnian.
Pada proses electrowinning akan melepaskan gas H+
membuat pH menjadi turun sehingga berisiko mengasilkan gas HCN. Gas ini sangat
berbahaya dan bersifat korosif terhadap anoda, untuk itu larutan alkali sianida
harus dijaga pada pH 12,5.
Calcining ( Kalsinasi )
Sebelum peleburan, terlebih dahulu katoda ( steel wool )
dikalsinasi dalam oven dengan suhu tinggi. Tujuan dari kalsinasi adalah untuk
mengoksidasi steel wool dan kotoran logam dasar seperti tembaga. Kotoran oksida
akan dengan mudah terangkat ke atas bersama slag pada saar proses peleburan
berikutnya. Apabila tanpa perlakuan kalsinasi di awal, saat peleburan akan
membutuhkan fluks dalam jumlah yang lebih banyak..
Katoda ( steel wool ) yang telah berisi cake (
lumpur hasil EW ) diangkat dari sel kompartemen kemudian ditaruh di dalam nampan
stainless steel yang kemudian ditempatkan ke dalam oven kalsinasi dengan suhu
750o C. Perlu
diperhatikan, pada saat menaruh steel wool di nampan stainless steel, diberi
jarak antara steel wool dengan dasar agar udara (oksigen) dapat tersirkulasi
dengan baik sehingga seluruh permukaan dapat teroksidasi dengan merata. Agar
temperatur terjaga dengan konstan, oven sebaiknya dilengkapi.dengan thermostate
dan panel thermo control.
