Mengapa Kita Perlu Memurnikan Emas?
Jawabannya sangat sederhana: Kita tidak dapat menggunakan emas dalam bentuk mentahnya. Emas adalah logam mulia berharga yang hadir dalam berbagai bentuk: sebagai paduan (alloy) dari perak dan platinum, amalgam, bagian dari batu, atau dalam bentuk partikel yang tersebar. Atau, Anda bahkan dapat memutuskan untuk memurnikan potongan emas Anda saat ini dan mengubahnya menjadi bentuk lain yang lebih berguna bagi Anda.
Emas harus dimurnikan dari bentuk paduan atau amalgamnya untuk mendapatkan emas murni yang dapat Anda gunakan dengan cara apa pun yang Anda inginkan. Beberapa orang mengira potongan emas mereka sudah murni. Padahal, itu mungkin tidak benar, karena paduan emas dan tembaga tetap memiliki warna mengkilap yang cemerlang, tetapi kekurangan sifat kimia lain dari emas.
Ketika emas dimurnikan, proses ini meningkatkan nilai dan harga pasarnya. Terlebih lagi, proses ini membantu pelestarian logam mulia ini karena ketika terpapar bahan kimia tertentu, emas dapat teroksidasi.
Dua (2) Teknik Utama untuk Memurnikan Emas
Secara umum, emas dapat dimurnikan menggunakan dua prosedur pemurnian emas yang paling terkenal: Aqua Regia dan elektrolisis emas. Kedua teknik ini dapat digunakan untuk memisahkan emas dari logam lainnya. Hal ini dikarenakan sedikit saja logam lain di dalam emas dapat mengubah sifat dan nilainya.
1. Pemurnian Aqua Regia
Prinsip dan Peralatan Aqua Regia
Aqua Regia telah digunakan untuk memisahkan emas dari logam lain sejak lama. Teknik ini melibatkan penggunaan Aqua Regia, yang merupakan kata dalam bahasa Latin untuk “air raja” (royal water). Sebenarnya, Aqua Regia adalah larutan kimia yang berasap dan bersifat korosif. Warnanya kuning atau merah. Anda dapat menyiapkan Aqua Regia segar dengan mencampurkan asam klorida pekat (hydrochloric acid) dengan asam nitrat pekat (nitric acid).
Aqua Regia mendapatkan nama “raja” karena kemampuannya melarutkan beberapa logam mulia seperti emas dan platinum. Diagram di bawah ini menjelaskan proses pemurnian emas Aqua Regia:
Karena emas secara alami terbentuk sebagai paduan—dalam campuran dengan logam lain—proses seperti Aqua Regia merupakan metode yang sangat baik untuk mendapatkan emas dalam bentuk murninya. Langkah-langkah fisik yang terlibat dalam prosedur ini dijelaskan di bawah ini:
I. Paduan yang terdiri dari emas dan logam lainnya dimasukkan ke dalam sistem Aqua Regia setelah digranulasi dan dipanaskan dalam larutan Aqua Regia.
II. Perlakukan larutan emas dan logam lainnya dengan agen pereduksi (natrium metabisulfit) lalu saring.
III. Anda akan mendapatkan bubuk emas murni, yang terpisah dari larutan logam lainnya.
IV. Cuci, keringkan, dan granulasikan bubuk emas tersebut.
V. Hasil akhirnya adalah butiran emas murni Anda.
Karena tujuan dari prosedur di atas adalah untuk memisahkan emas murni dari logam lain, proses yang sama juga dapat digunakan untuk mendapatkan logam mulia lainnya seperti perak (silver) dan paladium (palladium).
Daftar Peralatan yang Dibutuhkan
Berikut adalah daftar beberapa peralatan yang diperlukan untuk berhasil menjalankan proses pemurnian emas dengan metode Aqua Regia:
- Mesin granulasi (Granulating machine)
- Mesin/sistem pemurnian dan sedimentasi emas Aqua Regia (Aqua regia gold refining and sedimentation machine/system)
Sistem Aqua Regia adalah salah satu pendekatan terbaik yang dapat digunakan siapa saja untuk mendapatkan butiran dan batangan emas murni dari logam lainnya. Ini pada dasarnya adalah serangkaian proses kimia (reaksi). Representasi kimia aktual dari prosedur pemurnian emas ini disajikan di bawah ini:
- Langkah pertama: Bahan kimia dasar, asam klorida pekat dan asam nitrat pekat dicampurkan bersama:
- NOCl: Nitrosil klorida (Nitrosyl chloride)
- Langkah kedua: Nitrosil klorida selanjutnya dapat terdisosiasi menjadi nitrogen monoksida (nitric oxide) dan klorin, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
- Hal ini menunjukkan bahwa larutan Aqua Regia juga mengandung nitrogen monoksida, selain nitrosil klorida dan klorin.
- Langkah ketiga: Paduan emas dimasukkan ke dalam larutan Aqua Regia, yang menyebabkan hanya emas yang larut dalam larutan tersebut.
- Langkah keempat: Oksidasi emas terjadi selama proses ini.
- Langkah kelima: Pengendapan (sedimentasi) emas dari logam lain terjadi pada langkah ini. Tahap ini diselesaikan dengan mengolah larutan menggunakan agen pereduksi seperti $SO_2$, natrium metabisulfit (SMBS), atau reaktan lainnya. Jika Anda menggunakan $SO_2$ atau natrium metabisulfit, emas tidak akan tereduksi sampai kelebihan asam nitrat atau seluruhnya benar-benar dihilangkan.
- Anda juga dapat menghilangkan asam nitrat dengan menambahkan urea ke dalam larutan.
- Langkah keenam: Larutan emas direduksi menjadi emas logam menggunakan $SO_2$ atau SMBS:
- Au: Emas logam (Metallic gold)
Kelebihan dan Kekurangan Aqua Regia
Aqua Regia adalah proses yang sangat terkenal untuk mendapatkan emas dalam bentuk murninya, dan reaksi kimia yang terlibat terbukti efektif. Bahan kimia yang digunakan juga tersedia di mana-mana dan tidak terlalu mahal.
Namun, kerugian utama dari prosedur ini adalah diperlukannya izin dari otoritas setempat. Hal ini karena beberapa reaksi kimia dapat menghasilkan produk sampingan yang berpotensi memberikan dampak destruktif bagi lingkungan, termasuk asap beracun dan produk sampingan kimia yang tidak ramah bagi kesehatan manusia.
2. Elektrolisis Emas (Gold Electrolysis)
Elektrolisis emas adalah metode kedua yang sangat baik dan banyak digunakan dalam industri pembuatan emas untuk memisahkan emas dari logam lainnya. Prosedur ini terkenal mampu menghasilkan emas dengan tingkat kemurnian hingga hampir 99,999%.
Prinsip dan Peralatan untuk Elektrolisis Emas
Elektrolisis emas ditemukan oleh Emil Wohlwill pada tahun 1874, dan berbagai versi dari proses ini terus dikembangkan dari tahun ke tahun. Ini adalah proses elektrokimia yang diterapkan di banyak industri atau fasilitas pemurnian emas berskala besar.
Prinsip elektrolisis emas sangat sederhana:
- Batangan Dore (Dore bar), yaitu ingot emas cetak dengan kemurnian 95% ke atas, digunakan sebagai anoda.
- Katoda untuk prosedur elektrokimia ini berupa lembaran-lembaran kecil emas 24 Karat (murni).
Ketika arus dialirkan ke sistem, listrik bergerak melalui asam klorida yang bertindak sebagai elektrolit. Emas dan logam lainnya akan terendap di anoda selama proses elektrolisis, sementara emas murni yang melewati asam kloroaurat melalui perpindahan ion akan diendapkan atau dilapisi pada katoda.
Anoda akan terlarut selama proses ini berlangsung. Selanjutnya, katoda dilelehkan dan dicetak ke dalam bentuk yang diinginkan. Anda juga dapat langsung menjual endapan emas pada katoda apa adanya. Namun, jika Anda ingin membentuknya menjadi produk khusus seperti batangan atau bentuk tertentu, disarankan untuk melelehkannya terlebih dahulu dan menuangkannya ke dalam mesin khusus, seperti peralatan pengecoran perhiasan, mesin pembuat koin emas, mesin pengecoran batangan emas, dan lain-lain.
Tingkat Kemurnian Tinggi
Yang paling utama, emas yang diperoleh melalui elektrolisis emas memiliki kemurnian luar biasa yang seringkali mencapai hampir 99,999%. Metode ini menjadi puncak dari pemrosesan emas berkarat tertinggi, di mana 24 Karat setara dengan 100% emas.
Oleh karena itu, elektrolisis emas sangat diminati, terutama di wilayah-wilayah yang memprioritaskan perolehan emas murni dibandingkan varian dengan karat yang lebih rendah. Demikian pula, pemurnian elektrolisis perak mengikuti standar ketat ini, menawarkan metode yang tak tertandingi untuk mencapai tingkat kemurnian yang luar biasa pada perak murni.
Kelebihan dan Kekurangan Elektrolisis Emas
Sebagai teknik terbaik untuk mendapatkan emas termurni di seluruh dunia, elektrolisis emas banyak diadopsi oleh beberapa perusahaan pembuat emas yang hanya menghargai emas paling murni. Metode ini tidak menghasilkan asap gas atau gas tidak sedap lainnya. Elektrolisis emas membutuhkan sedikit bahan kimia dan tenaga kerja. Faktanya, metode ini ramah lingkungan.
Namun, ini adalah prosedur yang sangat mahal karena diperlukan persediaan emas tetap untuk menjalankan proses elektrolitik tersebut. Sebagai contoh, untuk setiap emas yang dihasilkan melalui metode ini, 20% darinya hilang di anoda. Dengan kata lain, jika Anda bertujuan memproduksi 100 kg emas, Anda harus menyiapkan persediaan sebanyak 120 kg, karena pada akhir proses, 20 kg akan terlapisi atau terbuang di anoda, sehingga Anda hanya mendapatkan 80 kg emas (jika Anda belum membuat rencana sebelumnya untuk mengantisipasi hilangnya emas di anoda).
Sifat Karakteristik Emas Murni
Ketika emas berada dalam bentuk termurninya, itu berarti emas tersebut tidak mengandung kotoran apa pun. Dalam hal ini, emas menunjukkan beberapa sifat karakteristik yang mengagumkan seperti yang disorot di bawah ini:
- Sifat fisik: Emas murni bersinar dengan terang dan memiliki titik leleh rata-rata sebesar 1065°C. Emas bersifat mudah ditempa (malleable)—artinya dapat ditekuk dan diproduksi dalam berbagai bentuk. Emas juga bersifat ulet (ductile) karena dapat dibuat menjadi lembaran tipis daun emas (gold leaf) dan dimasukkan ke dalam kabel listrik. Karena emas murni merupakan konduktor listrik yang baik dan relatif keras, emas dapat larut dalam beberapa larutan asam seperti asam klorida (hydrochloric acid).
- Sifat kimia: Emas dianggap sebagai logam yang tidak aktif secara kimia; logam ini tahan terhadap sebagian besar reaksi kimia. Emas dapat direduksi menjadi logam emas oleh beberapa agen pereduksi seperti natrium metabisulfit (SMBS) dan $SO_2$. Emas tidak bereaksi dengan non-logam, tetapi dapat membentuk halida dengan halogen, dan dapat dilarutkan oleh larutan Aqua Regia, yang merupakan gabungan dari asam nitrat dan asam klorida.
Faktor yang Harus Dipertimbangkan dalam Memilih Metode Pemurnian Emas Terbaik
Diuraikan di bawah ini adalah beberapa kriteria penting yang harus Anda pertimbangkan saat memutuskan metode pemurnian emas mana yang ingin Anda gunakan:
- Biaya: Apakah metode ini murah atau mahal?
- Lingkungan: Apakah metode ini ramah lingkungan atau tidak? Masalah perlindungan lingkungan sangat populer di banyak negara, dan hal ini dapat menghambat proses pemurnian emas Anda jika beberapa bahan kimia Anda bersifat beracun dan berbahaya bagi manusia.
- Kelebihan (Merits): Pilih sistem pemurnian emas yang memiliki lebih banyak kelebihan daripada kekurangan.
- Pekerja Emas: Pastikan pekerja Anda terlatih dengan baik tentang cara menggunakan peralatan pemurnian emas.
Rekomendasi alat untuk Menganalisis Emas: Alat Analisis Emas XRF Superbmelt SPB-XR 3800
SuperbMelt XRF Gold Analyzer (Model XR3800) adalah penganalisis terbaik untuk menguji dan menganalisis berbagai unsur logam dengan presisi tinggi. Alat ini mampu memeriksa hingga 72 jenis logam, termasuk bentuk padat, cair, maupun serbuk logam, seperti tembaga, seng, platinum, paladium, platinum-niobium, dan emas.
Kesimpulan
Berdasarkan keseluruhan informasi mengenai pemurnian emas, dapat disimpulkan beberapa poin utama berikut:
- Pentingnya Pemurnian Emas: Emas tidak dapat digunakan dalam bentuk mentahnya karena sering kali tercampur dengan logam lain (seperti perak, platinum, atau tembaga) atau berbentuk amalgam dan batu. Pemurnian meningkatkan nilai, harga pasar, serta kegunaan emas sekaligus melindungi logam mulia dari oksidasi.
- Dua Teknik Utama Pemurnian:
- Aqua Regia: Menggunakan larutan kimia dari campuran asam klorida dan asam nitrat pekat. Metode ini sangat efektif dan menggunakan bahan yang mudah didapat serta ekonomis, namun memerlukan izin khusus karena potensi dampak lingkungan dari limbah dan asap beracunnya.
- Elektrolisis Emas: Metode elektrokimia yang menghasilkan kemurnian tertinggi (mencapai hampir 99,999%). Proses ini ramah lingkungan dan tidak menghasilkan gas beracun, tetapi memerlukan biaya operasional yang tinggi karena membutuhkan persediaan emas tetap (terdapat kehilangan sekitar 20% di anoda).
- Karakteristik Emas Murni: Emas murni memiliki sifat fisik yang unggul (berkilau terang, titik leleh rata-rata 1065°C, mudah ditempa, ulet, dan konduktor listrik yang baik) serta sifat kimia yang stabil dan tahan terhadap sebagian besar reaksi kimia.
- Faktor Pemilihan Metode: Dalam menentukan metode pemurnian yang tepat, perlu dipertimbangkan aspek biaya, dampak lingkungan, kelebihan/kekurangan sistem, serta kompetensi dan pelatihan pekerja.