Teknik dan Kaedah untuk Memproses Emas daripada Bijih
Pemprosesan emas daripada bijih merupakan satu siri proses teknikal untuk mengasingkan dan menulenkan emas daripada bahan batuan yang mengandungi mineral berharga. Oleh kerana emas secara amnya tidak ditemui dalam bentuk "tulen" yang mudah didapati di alam semula jadi, kaedah yang tepat diperlukan—daripada penyediaan bijih, pemisahan fizikal, pelarutan dan penapisan akhir. Artikel ini membincangkan teknik dan kaedah biasa untuk pemprosesan emas daripada bijih, berserta prinsip kerja, kelebihan dan kekurangannya, serta aspek keselamatan dan alam sekitar yang penting.
1. Ciri-ciri Bijih Emas dan Kepentingan Pengujian Awal
Sebelum memilih kaedah pemprosesan, langkah penting ialah memahami ciri-ciri bijih tersebut. Bijih emas boleh:
– Bijih oksida (biasanya lebih mudah diproses).
– Bijih sulfida (selalunya "refraktori" kerana emas terperangkap dalam mineral sulfida seperti pirit/arsenopirit).
– Bijih karbon atau preg-robbing (karbon semula jadi menyerap kompleks emas sekali gus mengurangkan pemulihan).
– Placer/aluvial (butiran emas bebas dalam pasir/kerikil sungai).
Dalam amalan perindustrian, ujian metalurgi seperti analisis kandungan emas (ujian kebakaran), ujian mineralogi (mikroskopi/XRD) dan ujian larut lesap berskala makmal dijalankan untuk menganggarkan pemulihan dan menentukan laluan proses yang paling berkesan.
2. Penyediaan Bijih: Penghancuran dan Pengisaran
Peringkat awal pemprosesan adalah untuk mengurangkan saiz bijih supaya mineral emas dibebaskan daripada batuan pengotor.
1) Menghancurkan
Bijih dari lombong pada amnya bersaiz besar, kemudian dihancurkan menggunakan penghancur rahang atau penghancur kon hingga bersaiz sentimeter.
2) Pengisaran/penggilingan
Selepas itu, bijih dikisar menggunakan kilang bebola atau kilang SAG kepada saiz yang lebih halus (contohnya, 80% melepasi 75–150 mikron), bergantung pada keperluan pembebasan.
Matlamatnya bukan sekadar untuk menghalusi bahan, tetapi untuk mencapai saiz optimum. Bahan yang terlalu kasar menyukarkan penyingkiran emas, manakala bahan yang terlalu halus meningkatkan penggunaan reagen dan merumitkan pemisahan pepejal-cecair.
3. Kepekatan Graviti: Mengeksploitasi Perbezaan dalam Graviti Tentu
Jika bijih mengandungi emas bebas yang agak kasar, kaedah graviti sangat berkesan kerana emas mempunyai graviti tentu yang tinggi.
Peralatan biasa:
– Kotak air paip (biasa digunakan pada skala kecil/plaser).
– Penumpu lingkaran.
– Meja yang boleh digoncang.
– Penumpu Knelson atau penumpu Falcon (penumpu emparan).
Kelebihan kaedah graviti adalah kesederhanaan relatifnya, kos operasi yang rendah, dan kekurangan pergantungan kimia. Kelemahannya termasuk ketidakberkesannya untuk emas yang sangat halus atau emas yang terikat dalam mineral sulfida.
4. Pengapungan: Memusatkan Mineral Beralas Emas
Bagi bijih sulfida, emas sering dikaitkan dengan pirit, kalkopirit atau arsenopirit. Dalam kes ini, pengapungan boleh digunakan untuk menghasilkan pekatan sulfida gred tinggi, sekali gus mengurangkan isipadu bahan yang memerlukan pemprosesan selanjutnya.
Prinsip pengapungan:
– Zarah mineral dijadikan hidrofobik dengan pengumpul (cth. xanthate).
– Udara ditiup supaya mineral hidrofobik melekat pada buih dan terapung sebagai buih (pekat).
– Mineral lain kekal dalam pulpa sebagai sisa buangan.
Produk pengapungan (pekatan) biasanya diproses lebih lanjut melalui proses larut lesap atau pengoksidaan (terutamanya untuk bijih refraktori).
5. Pelarutan: Melarutkan Emas Secara Kimia
Pelarutan adalah jantung bagi banyak kilang emas moden. Emas yang dibebaskan dilarutkan menjadi kompleks larut dan kemudian diperoleh semula.
a) Sianidasi
Kaedah perindustrian yang paling banyak digunakan ialah pelarutan sianida, kerana ia berkesan dan selektif untuk banyak bijih. Emas membentuk kompleks larut dalam larutan sianida di bawah keadaan pH alkali dan kehadiran oksigen.
Dua konfigurasi biasa:
– CIL (Karbon-dalam-Luncat): karbon teraktif diletakkan terus ke dalam tangki lincat untuk menyerap emas terlarut.
– CIP (Karbon-dalam-Pulp): pelindian dilakukan dahulu, kemudian pengkarbonan pada peringkat seterusnya.
Kelebihan: pemulihan yang tinggi pada bijih yang sesuai dan terbukti pada skala besar.
Cabaran: memerlukan kawalan ketat terhadap parameter proses dan pengurusan sisa yang selamat.
b) Pelindian Timbunan
Untuk bijih gred rendah dan telap, pelindian timbunan digunakan:
– Bijih dihancurkan, kadangkala diaglomerasi, dan kemudian disusun di atas pad yang tertutup rapat.
– Larutan lindian dituang (disiram) dari atas.
– Larutan yang mengandungi logam berharga dikumpulkan di bawah dan diproses untuk mendapatkan semula emas tersebut.
Kaedah ini mempunyai kos modal yang lebih rendah berbanding loji CIL/CIP, tetapi biasanya lebih perlahan dan pemulihan boleh menjadi lebih rendah.
c) Alternatif Bukan Sianida (Bergantung pada Kebolehlaksanaan)
Beberapa alternatif yang telah dikaji/dilaksanakan adalah terhad:
– Pelarutan tiosulfat (potensi untuk bijih yang merampas bijih sebelum bersalut).
– Pelarutan halida (klorida/bromida di bawah keadaan tertentu).
Walau bagaimanapun, secara amnya aplikasinya memerlukan kawalan proses yang lebih kompleks dan tidak sebiasa sianidasi untuk kebanyakan lombong.
6. Pemprosesan Bijih Refraktori: Pengoksidaan Sebelum Pelarutan
Bijih refraktori ialah bijih di mana emas "terkunci" dalam mineral sulfida atau disekat oleh matriks tertentu, menjadikan sianida tidak berkesan tanpa rawatan awal. Kaedah rawatan awal termasuk:
1) Pemanggangan
Sulfida teroksida pada suhu tinggi, menjadikan emas lebih terdedah. Kawalan pelepasan (contohnya, SO₂/As) diperlukan.
2) Pengoksidaan Tekanan (POX)
Pengoksidaan dalam autoklaf bertekanan dengan oksigen. Pemulihan mungkin tinggi, tetapi kos modalnya tinggi.
3) Bio-pengoksidaan (BIOX)
Menggunakan bakteria untuk mengoksidakan sulfida di bawah keadaan terkawal. Ia "lebih sejuk" daripada pemanggangan, tetapi memerlukan masa pemprosesan dan pengurusan bioreaktor.
Selepas pra-pengoksidaan, bijih/pekatan dilarutkan (biasanya dengan sianida) untuk melarutkan emas.
7. Pemulihan Emas daripada Larutan: Karbon Aktif, Resin dan Pemendakan
Setelah emas larut, langkah seterusnya ialah mengeluarkannya daripada larutan.
– Penjerapan karbon teraktif (CIP/CIL): karbon menjerap kompleks emas. Karbon kemudiannya dielusi (dilucutkan) menggunakan larutan khas untuk melepaskan emas.
– Resin-dalam-Pulp (RIP): resin penukar ion menggantikan karbon di bawah keadaan tertentu, kadangkala lebih tahan terhadap pengotoran.
– Pemendakan zink (Merrill–Crowe): larutan yang kaya dijernihkan dan dinyahoksidakan, dan kemudian emas dimendakkan menggunakan serbuk zink. Kaedah ini sesuai untuk larutan yang agak bersih.
Hasil akhirnya biasanya merupakan enap cemar/pekatan yang kemudiannya dicairkan menjadi doré (aloi emas-perak) sebelum ditapis lebih lanjut.
8. Peleburan dan Penapisan
Produk yang diperoleh semula (contohnya, mendakan elusi atau Merrill–Crowe) dikeringkan dan kemudian dicairkan menggunakan fluks untuk menghasilkan bar doré. Doré kemudiannya ditulenkan di kilang penapisan melalui:
– Proses elektrolisis (cth. Wohlwill untuk emas ketulenan tinggi).
– Proses Miller (menggunakan klorin untuk mengasingkan bendasing tertentu).
Penapisan menghasilkan emas gred tinggi (cth. 99,99%) mengikut piawaian perdagangan.
9. Pengurusan Tailing, Air Proses dan Aspek Alam Sekitar
Pemprosesan emas sentiasa menghasilkan sisa (baki pepejal) dan air proses, yang mesti diuruskan dengan selamat. Amalan biasa termasuk:
– Penebalan dan penyimpanan sisa buangan di TSF (kemudahan penyimpanan sisa buangan) dengan reka bentuk geoteknik.
– Kitar semula air proses untuk mengurangkan penggunaan air.
– Penyahtoksifikasi sisa reagen (cth. pengurangan sisa sianida melalui proses pengoksidaan tertentu jika perlu).
– Pemantauan kualiti air, kestabilan empangan sisa buangan dan rancangan penutupan lombong.
Aspek Kesihatan dan Keselamatan Pekerjaan (K3) juga penting: penggunaan reagen, kawalan habuk, pencegahan pendedahan kepada bahan berbahaya dan prosedur kecemasan mesti menjadi sebahagian daripada sistem operasi.
10. Kesimpulannya
Teknik dan kaedah untuk memproses emas daripada bijih sangat bergantung pada jenis bijih, saiz pembebasan, dan ciri-ciri mineralogi. Laluan proses biasa termasuk penghancuran dan pengisaran, kepekatan graviti dan/atau pengapungan, larut lesap (selalunya sianidasi dalam CIL/CIP atau larut lesap timbunan), pemulihan emas daripada larutan, dan kemudian peleburan dan penapisan. Bagi bijih refraktori, langkah pra-pengoksidaan seperti pemanggangan, POX, atau bio-pengoksidaan diperlukan untuk mengekstrak emas dengan berkesan. Yang paling penting, kejayaan pemprosesan emas moden juga ditentukan oleh pelaksanaan kawalan proses yang ketat, pengurusan tailing dan air yang bertanggungjawab, serta komitmen terhadap keselamatan pekerjaan dan perlindungan alam sekitar.
Jika anda mahu, saya boleh menyesuaikan artikel ini kepada konteks skala perindustrian (dengan helaian alir dan parameter umum), atau kepada skala kecil/sederhana (lebih menumpukan pada kepekatan graviti dan amalan operasi asas) untuk memenuhi keperluan anda.
