PERANCANGAN PABRIK PENGOLAHAN EMAS

PERANCANGAN PABRIK
PENGOLAHAN EMAS
Ferry Ardianto (12506039)
M. Agusnadi (12507001)
Prassetyo Sandha Irianto (12507019)
Outline
Pendahuluan
Basis Desain Pabrik
PFD Process
Deskripsi Proses
Perhitungan dalam Desain
Daftar Alat
Pendahuluan
• Emas merupakan salah satu logam mulia berharga yang
mempunyai manfaat dan fungsi yang penting bagi
kebutuhan manusia.
• Pemanfaatan emas antara lain adalah sebagai perhiasan,
bahan tambahan pada alat-alat elektronik, alat jual beli,
dsb. Karena kebutuhan terhadap logam emas yang
semakin besar maka dilakukan proses penambangan dan
pengembangan-pengembangan dalam ekstraksi bijih
emas.
• Kandungan emas dalam bijih umumnya relatif kecil. Untuk
bijih yang ada di permukaan (open pit) kandungan emas
dalam bijih tersebut pada umumnya sekitar 1 – 5 gr/ton
(5 ppm), sedangkan bijih yang lebih dalam lagi kandungan
emas hanya sekitar 3 gr/ton (3 ppm).
Proses Pelindian Bijih Emas
• Agitation leaching
• Heap leaching
Recoveri Emas dari Larutan Hasil Pelindian
•
•
•
•
•
•
Sementasi dengan serbuk seng (Merril Crowe)
Carbon in Leach (CIL)
Carbon in Pulp (CIP)
Carbon in Column (CIC)
Resin in Leach
Resin in Column
Adsorpsi dengan Karbon Aktif
• CIL  efektif untuk bijih preg-rob. Karbon aktif telah
ditambahkan dalam tangki pelindian.
• Berbeda dengan proses sementasi dengan serbuk seng,
proses CIP dan CIL dapat merecover Au langsung dari lumpur
(slurry).
• Secara umum proses CIL mempunyai biaya modal (capital
cost) yang lebih rendah dari CIP karena tidak diperlukan
sejumlah tangki-tangki untuk adsorpsi Au (proses adsorpsi
dilakukan sekaligus dalam tangki pelindian).
• Proses CIL mempunyai kelemahan dalam kinetika (laju)
adsorpsi Au (proses adsorpsi Au berlangsung lebih lambat).
Flowsheet Pengolahan Emas Jalur CIL
Basis Desain
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Cadangan emas sebesar 15.400 kg.
Target produksi emas dalam bullion 500 kg per tahun.
Umur penambangan 30 tahun
Kapasitas penambangan = 325.000 ton/tahun
Kapasitas pabrik pengolahan = 1000 ton bijih/hari
Kadar emas dalam bijih = 1,54 gram/ton
Kadar perak dalam bijih = 49 gram/ton
Densitas bijih = 2,7 gram/cm3
Persen solid = 40%
Waktu pelindian = 24 jam
pH = 11,5
Kekuatan sianida 0,14%
Ukuran tangki pelindian (Diameter = 7 meter, tinggi 7.6 meter, volume efektif =
90%)
Recoveri Au dalam proses pelindian = 90%
Recoveri Ag dalam proses pelindian= 85%
Recoveri total Au dalam proses adsorpsi dan electrowinning = 90%
Recoveri total Ag dalam proses adsorpsi dan electrowinning = 85%
PFD Process
Unit Kominusi dan Preparasi Bijih
Emas Proses CIL
CN Destruction Plant
Deskripsi Proses
Peremukan
• Jenis peremuk primer yang digunakan adalah Jaw Crusher.
• Mendapat umpan langsung dari stockpile maupun pit.
• Unit peremuk berfungsi untuk memecah bijih dari tambang yang
berukuran –400 - 500 mm menjadi –12,5 – 10 mm.
Penggerusan
• Menggunakan 6300kw SAG Mill dan 4100kw Ball Mill
• Mengolah bijih basah sebanyak 780-790 ton/jam
• Menghasilkan 80% produk berukuran 75 mikron
Leaching
• Proses yang digunakan adalah CIL (Carbon in
Leach) dengan NaCN sebagai reagen pelindi
• Digunakan 8 buah tangki agitator mekanik
dengan diameter 7 m, ketinggian 7,6 m dan
volume efektif 90%.
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O  4NaAu(CN)2 + 4NaOH
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O  4NaAg(CN)2 + 4NaOH
Paramater Proses Leaching
•
•
•
•
•
•
•
Distribusi ukuran partikel
Konsentrasi sianida
Oksigen terlarut
Intensitas pengadukan
pH slurry
Persentasi padatan
Waktu tinggal
Adsorpsi dengan Karbon Aktif
• Slurry dialirkan dari tangki pertama hingga tangki
kedelapan dengan pemompaan dan mekanisme
gravitasi.
• Karbon aktif dipompakan dari tangki terakhir ke
tangki pertama berlawanan arah (counter current)
dengan aliran utama slurry.
• Proses adsorpsi emas dan perak berlangsung dengan
mekanisme sebagai berikut:
C – OH + Au(CN)2-  C – Au(CN)2 + OHC – OH + Ag(CN)2-  C – Ag(CN)2 + OH-
Pencucian dengan Larutan Asam (Acid Washing)
• Tujuan dari proses pencucian asam adalah menghilangkan
endapan-endapan (scales) seperti karbonat pada pori-pori karbon
sehingga pori-pori mikro karbon dapat terbuka kembali dan
digunakan untuk proses adsorpsi pada siklus berikutnya.
• Asam yang digunakan dalam proses pencucian adalah asam
klorida (HCl), asam nitrat (HNO3).
• Setelah pencucian asam selesai, karbon dibilas dengan air selama
kurang lebih 2 jam untuk menghilangkan asam-asam sisa yang
menempel pada karbon.
• Larutan asam dan bilasan yang telah digunakan akan dibuang ke
pengental tailing. Proses pencucian asam dapat dilakukan dalam
kolom elusi maupun di dalam tangki yang terpisah khusus untuk
pencucian asam ini.
Desorpsi (Elusi) Emas
• Desorpsi emas dan perak dalam proses elusi berlangsung
dengan mekanisme sebagai berikut (kebalikan dari
proses adsorpsi):
C – Au(CN)2 + OH-  C – OH + Au(CN)2C – Ag(CN)2 + OH-  C – OH + Ag(CN)2• Proses elusi umumnya dilakukan pada temperatur 90 –
120oC dengan cara memompakan larutan eluant melalui
sebuah kolom yang berisi tumpukan karbon yang telah
dimuati emas (packed bed loaded carbon).
Reaktivasi Karbon
• Proses rekativasi karbon bertujuan menghilangkan
kontaminan-kontaminan organik yang terjebak dalam
struktur karbon.
• Proses reaktivasi karbon dilakukan dengan cara pemanasan
karbon pada temperatur 650 – 750oC di dalam tungku yang
atmosfernya bersifat non-oksidatif.
• Tangki pendinginan kejut digunakan untuk mendinginkan
karbon yang sudah diaktivasi di dalam kiln.
Rotary Kiln
Electrowinning
• Larutan eluate kemudian dipompakan ke dalam sel
electrowinning. Emas akan diendapkan pada permukaan
katoda yang terbuat dari baja wool (steel wool).
• Proses pengendapan emas di katoda diikuti oleh oksidasi air di
anoda sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi elektrokimia
sebagai berikut:
Katoda : Au(CN)2- + e- → Au + 2CNAnoda : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e• Sesudah proses electrowinning selesai, katoda dikeluarkan
dari sel; lumpur (sludge) pada dasar sel dicuci dan
dipompakan ke dalam filter bertekanan (filter press).
Parameter-parameter dalam Proses Electrowinning
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Mekanisme loading dan unloading katoda dan anoda
Tipe anoda dan katoda
Rapat arus.
Rapat arus umumnya berkisar antara 20 - 70 A/m2.
Kapasitas rectifier
Luas permukaan katoda
Temperatur larutan
Komposisi larutan
Waktu tinggal dalam setiap sel
Laju alir larutan
Efisiensi arus
Jumlah sel
Kapasitas produksi setiap sel
Material konstruksi sel electrowinning
Sistem pengambilan sludge dari dasar sel
Peleburan dan Pencetakan Bullion
• Filter cake kemudian dicampur dengan fluks, umumnya borax,
soda ash dan diumpankan ke dalam sebuah tanur induksi
(induction furnace).
• Temperatur peleburan pada tanur induksi adalah sekitar
1200oC. Dalam proses peleburan di dalam tanur induksi ini
terjadi pemisahan dore bullion dan terak (slag).
• Terak kemudian dituang ke dalam pot terak (slag pot),
sedangkan dore bullion dicetak dalam bentuk ingot untuk
dikirimkan ke pabrik pemurnian
Pengolahan Sianida
• Reaksi Cyanide Killing
CN- + O2+H2O+ SO2 -> OCN-+ H2SO4
OCN- + 2H2O -> NH4+ + CO32• Pabrik pengolahan Sianida mampu mengolah
sianida hingga konsentrasi 4-7 ppm sebelum
dibuang ke kolam penampungan/sungai
Kebutuhan Reagen
• SO2
• Lime
• CuSO4
21785 ton/tahun
23983.3 ton/tahun
30.39 ton/tahun
Perhitungan dalam Desain
Perhitungan dalam Proses Pelindian
Waktu Efektif Produksi
325
hari
Frekuensi Pelindian per Tahun
325
kali
Berat Bijih Kering
325000
ton
Berat Air
487500
ton
Volume Slurry per Leaching
1870,37
m3
Volume Efektif Tangki Agitator
263,1
m3
Jumlah Tangki Agitator
8
tangki
Perhitungan Kebutuhan Sianida per Tahun
Berat Emas per Tahun
500,5
kg/tahun
Berat Perak per Tahun
15925
kg/tahun
Berat NaCN per Tahun
17,3
ton/tahun
Perhitungan Kebutuhan Karbon Aktif per Tahun
Volume Slurry per Tahun
607870370
L
Kebutuhan Karbon per Tahun
6078,7
ton/tahun
Karbon Make Up
911,8
ton/tahun
Kebutuhan CaO pada Proses Pelindian
Konsentrasi CaO yang Ditambahkan
150
ppm
Volume per Tangki
263100
L
Kebutuhan CaO per Tangki
39,465
kg
Kebutuhan CaO 8 Tangki
315,72
kg
Kebutuhan CaO per Tahun
102,61
ton/tahun
Perhitungan Proses Electrowinning Au
Berat Aktual Emas Proses Electrowinning
1,54
kg
Berat Teoritik Emas
15,87
kg
Efisiensi Arus
90
%
Rapat Arus Katodik
50
A/m2
Jumlah Katoda
35
Arus Rectifier
3500
A
Tegangan Listrik Tiap Bak
9
V
Jumlah Rectifier
1
Tegangan Rectifier
45
V
Daya Rectifier
157,5
kW
Konsumsi Energi per kg Au
14,03
kWh/kg Au
Daftar Alat
Unit Kominusi
• Jaw Crusher
•
•
•
•
Kapasitas : 35-60 t/h
Ukuran –400 - 500 mm menjadi –12,5 – 10 mm.
Motor Power : 30 kw
Dimensi : 1820×1810×1710
• Ball Mill
Jumlah : 2 buah
Kapasitas : 16-29 t/h
Output : 80% berukuran 75 mikron
• Ore Bin
Kapasitas : 2000 t/h
Leaching and Adsorption Tank
Jumlah : 8 tangki
Kapasitas : 270 m3/hari
Calcining Oven
• Jumlah : 1 buah
Rotary Kiln
Diameter : 40 cm
Panjang : 3 m
Kapasitas : 0.4 m3/h
Thickener
Jumlah : 2 buah
Cyclone
• Jumlah : 2 buah
Electrowinning Cell
Jumlah bak : 5 bak
Jumlah katoda/bak : 35 katoda
Induction Furnace
Jumlah : 1 buah