Zadra vs. AARL: Peta Jalan Elusi Emas CIP yang Efisien

Emas di “loaded carbon” dilucuti (elusi: proses melepaskan Au dari karbon) oleh larutan kaustik-sianida panas. Di panggung industri, dua nama besar memimpin: Zadra dan AARL. Yang satu mengandalkan aliran panas stabil dan elektrowinning (pemulihan elektrolitik) serentak, yang lain bermain cepat dengan pra-pemanasan (preheat) sianida kuat lalu bilasan air panas sebelum elektrowinning terpisah.

Pengalaman lapangan mengonfirmasi perbedaan itu. Sebuah pabrik Gold Fields di Ghana awalnya menjalankan Zadra bertekanan pada 125 °C (3% NaOH, 64 m³/jam) dengan siklus 16 jam (~30 batch/bulan). Setelah “stripping” melemah, operator menurunkan tekanan ke 120 kPa dan waktu siklus turun jadi ~13 jam (~2 batch/hari)—peningkatan throughput yang nyata (researchgate.net) (researchgate.net).

Di ujung lain, AARL dikenal sangat bersih: setelah ±5 bed-volume (BV; volume setara volume bed karbon yang dipadatkan) eluasi, kadar Au di karbon turun ke ≈30 g/t dari ~1000–1500 g/t—sekitar 98–99% Au terlepas dalam elusi, tipikal dicapai dalam ~2,5 jam pada 110–120 °C (911metallurgist.com) (researchgate.net) (911metallurgist.com).

Rangkaian proses Zadra dan AARL

Dalam proses Zadra, karbon diproses dengan larutan panas sekitar 1–2% NaOH dan 0,2–0,5% NaCN (w/v; berat/volume) pada tekanan atmosfer (~95–100 °C). Waktu elusi tipikal berada pada rentang 18–72 jam dan menghasilkan larutan “pregnant” yang biasanya langsung dielektrowin (researchgate.net) (researchgate.net).

Proses AARL (Anglo American Research Laboratories) menggunakan siklus multi-tahap: acid wash terlebih dulu (≈3% HCl, 1 jam) untuk mengangkat kerak Ca/Mg, lalu bilas dan pra-pemanasan dengan ~3% NaCN + 1–2% NaOH (≈110 °C, ~30 menit). Tahap akhir berupa aliran air panas (≈120 °C) sekitar 2,5 jam (~5 BV) untuk mendorong Au keluar ke larutan. Elektrowinning dilakukan setelahnya pada eluate yang terkumpul (researchgate.net) (911metallurgist.com).

Zadra dihargai karena alirannya sederhana, meski umumnya bersiklus lebih lama dan memakan input panas lebih tinggi. AARL memisahkan elektrowinning dan cenderung boros air, namun meninggalkan residu Au sangat rendah—≈30 g/t setelah 5 BV, yakni sekitar 98–99% Au terlepas (911metallurgist.com) (researchgate.net).

Kontrol suhu elusi

Suhu lebih tinggi secara signifikan mempercepat desorpsi Au. Data empiris menunjukkan kenaikan preheat/elusi dari ~25 °C ke 80–90 °C meningkatkan desorpsi per siklus dari ~65% menjadi ~78% (contoh setelah 6 BV) (researchgate.net). Operator AARL rutin menargetkan ~110 °C di puncak kolom untuk pembebasan optimal (911metallurgist.com), sementara Zadra beroperasi dekat titik didih.

Hati-hati: suhu berlebih dapat mendegradasi sianida (terutama >100 °C). Karena itu, Zadra kerap dipresurisasi; menaikkan tekanan dari ambient ke ~120–350 kPa memungkinkan operasi pada 125–140 °C dan mempercepat elusi (researchgate.net) (researchgate.net). Di kasus Ghana, penurunan set tekanan dari 350 ke 120 kPa mempersingkat siklus dari ~16 jam ke ~13 jam (researchgate.net). Untuk aplikasi bertekanan, penggunaan housing baja industri bertekanan tinggi cocok dengan tuntutan ini, sebagaimana kelas perumahan seperti steel filter pada aplikasi industri.

Peran tekanan operasi

Di Zadra atmosferik, suhu mentok di ~95–100 °C; Zadra bertekanan (>100 °C) bisa menggandakan laju kinetika namun menuntut bejana lebih kokoh. AARL biasanya memakai overpressure moderat untuk mencapai 120 °C dengan air. Secara prinsip, efisiensi berhubungan dengan suhu, bukan tekanan itu sendiri; tekanan memindahkan titik didih. Stabilitas tekanan dan keseimbangan uap-cair penting: fluktuasi tekanan/aliran berhubungan dengan penurunan stripping single-pass—diamati di Ghana ketika aliran/suhu tak stabil (researchgate.net).

Komposisi kaustik (NaOH) eluan

NaOH mengangkat pH ke ≈12–13 untuk menjaga kompleks Au-sianida tetap larut. Konsentrasi eluan tipikal ~1–3% w/v. Preheat AARL memakai ~1–2% NaOH (bersama 3% NaCN) (researchgate.net) (911metallurgist.com); Zadra historis memakai ~1–2% juga (researchgate.net) (researchgate.net).

Kekurangan NaOH (<1%) memicu presipitasi Au hidroksida; kelebihan (>4%) meningkatkan viskositas dan pembentukan karbonat dengan CO₂ yang bisa menurunkan efisiensi elektrowinning. Target pH praktiknya ~12–12,5 pasca-elusi; misalnya di akhir elusi AARL, operator menambah NaOH untuk mencapai pH 12,5 (911metallurgist.com). Pengaturan dosis yang presisi lazimnya dibantu peralatan seperti dosing pump untuk larutan kaustik-sianida.

Konsentrasi sianida (NaCN) eluan

Sianida memasok CN⁻ segar untuk membentuk kembali Au(CN)₂⁻ selama desorpsi. Zadra sering hanya menambah 0,2–0,5% NaCN (researchgate.net) (researchgate.net), sementara preheat AARL menggunakan ~3% NaCN (dengan ~1% NaOH) (researchgate.net) (911metallurgist.com).

Kekurangan CN⁻ memperlambat elusi dan memicu “preg-robbing” (Au terlapis kembali ke karbon/permukaan bejana). Kelebihan (>5%) menambah biaya dan toksisitas tanpa manfaat berarti. CN⁻ juga dikonsumsi reaksi samping; suhu tinggi dan waktu kontak lama mempercepat pembentukan HS⁻ dan OCN⁻, sehingga CN perlu disuplai ulang atau waktu elusi dibatasi (researchgate.net).

Hidrolika kolom dan kondisi media

Laju alir/kontak harus selaras dengan kinetika. Sirkuit Granites (AARL) memakai ~5 BV dalam 2,5 jam (~2 BV/jam) untuk mencapai Au <30 g/t (911metallurgist.com). Aliran lebih lambat (BV lebih banyak) bisa menuntaskan elusi, tetapi dengan biaya energi lebih tinggi.

Fines karbon dan channeling mempengaruhi efisiensi: bed padat mencegah bypass, sementara fines memicu sumbatan. Desain baffle dan ukuran screen wajib dirawat; pabrik Ghana bahkan mengganti strainer dari 600→700 μm untuk mengelola fine carbon (researchgate.net). Dalam praktik, pemilihan dan perawatan strainer menjadi bagian dari kebersihan hidrolika kolom.

Karbon aktif “segar” (luas permukaan ~500–1000 m²/g) lebih mudah didesorpsi dibanding karbon tua/terfouling. Jika jenuh/terdegradasi, reaktivasi termal lazimnya dilakukan pada ~550–750 °C (911metallurgist.com). Diskusi media karbon sering merujuk pada pilihan activated carbon yang sesuai aplikasi.

Panduan troubleshooting elusi

• Recuperasi emas rendah (residu Au di karbon tinggi): Umumnya akibat suhu atau konsentrasi reagen yang kurang. Pastikan eluan mencapai suhu desain (mis. 110–120 °C di AARL atau ~95–100 °C di Zadra) dan verifikasi dosis NaOH/NaCN. Jika geologi sumber menambah fouling (Ca, Mg, Cu), efektifkan acid wash; perendaman 3% HCl (1 jam, 1 BV) semestinya menghilangkan >95% kalsium karbonat (researchgate.net). Periksa channeling atau short-circuiting. Di Ghana, fluktuasi aliran/suhu beriringan dengan penurunan ekstraksi; menstabilkan aliran (melalui perubahan tekanan) memulihkan efisiensi (researchgate.net) (researchgate.net). Jika CN⁻ habis terlalu dini (karena T sangat tinggi/agitasi), pendekkan elusi atau tambah CN di tengah siklus.
• Konsumsi reagen tinggi (kehilangan CN): Sering menandakan disproporsionasi/pembentukan tiokompleks. Opsi: turunkan suhu elusi sedikit atau tambahkan aerasi oksigen (oxygen sparging) untuk menekan volatilitas HCN dan mempertahankan CN⁻ di larutan. Mem-pressurize Zadra (120–140 °C) memangkas waktu sehingga degradasi CN bersih menurun—seperti di Ghana, 350→120 kPa justru meningkatkan throughput (researchgate.net). Pastikan pH tinggi sepanjang elusi; kondisi asam mempercepat hilangnya CN⁻ menjadi HCN.
• Fouling/sumbatan karbon: Penurunan laju alir atau lonjakan tekanan kolom kerap dipicu fines karbon atau presipitat yang menyumbat screen/pipa. Bersihkan/perbarui strainer agar fines <600 μm tidak memblanking screen; contoh Ghana mengganti 600→700 μm (researchgate.net). Pastikan acid wash/prewash memadai; bila kerak Ca/Mg tetap, tingkatkan BV atau pertimbangkan kombinasi asam lebih kuat sesuai prosedur (researchgate.net).
• Anomali elektrowinning: Pada Zadra, plating yang buruk bisa menutupi masalah elusi. Pastikan pH eluan ke sel EW memadai (umumnya pH ≥10). Pantau konsentrasi Au; jika tetap >1 g/t setelah 16 jam EW (target AARL) (911metallurgist.com), kemungkinan elusi kurang. Jalankan ulang elusi dengan NaCN lebih tinggi atau waktu kontak lebih lama. Periksa juga kontaminasi logam dasar (Cu, Zn) di EW yang mengindikasikan pencucian karbon kurang atau perlu detox CN.
• Degradasi karbon: Overheating atau stres mekanik menurunkan aktivitas karbon. Jika kapasitas adsorpsi melemah antar siklus, verifikasi suhu elusi tidak melampaui desain (hindari >125 °C kecuali karbonnya mumpuni). Kurangi agitasi untuk menahan abrasi. Konsumsi karbon tinggi dapat dikaitkan dengan NaOH berlebih yang mempercepat oksidasi karbon.

Korelasi parameter dan optimasi bertahap

Kestabilan kontrol suhu dan aliran bersifat krusial. Pantau kimia eluate (Au ppm, pH, CN total) dan assay karbon. Penyesuaian kecil—misalnya menambah 0,1% NaCN atau menaikkan output pemanas—memberi efek terukur: menaikkan preheat 25→80 °C meningkatkan recovery elusi ~20% (researchgate.net); menurunkan set tekanan dari 350 ke 120 kPa memangkas waktu siklus ~20% (researchgate.net). Sinkronkan variabel dengan metrik pabrik (Au di eluate, residu di karbon) untuk optimasi elusi yang iteratif. Dalam konteks pengadaan reagen, lini chemicals for mining relevan dalam menjaga konsistensi spesifikasi operasional.

Catatan sumber dan angka rujukan

Rujukan standar proses dan studi terbaru elusi CIP menjadi basis angka di artikel ini. Data kunci: Oladele dkk. 2015 (SAIMM) tentang pengaruh suhu (researchgate.net); Beyuo & Abaka-Wood 2016 (UMaT conf.) pada pabrik Zadra di Ghana (researchgate.net) (researchgate.net); Faghirinejad dkk. 2025 (J. Chem. Technol. Metall.) soal kondisi Zadra/AARL tipikal (researchgate.net) (911metallurgist.com); Forson dkk. 2018 (UMaT conf.) tentang efektivitas acid wash (researchgate.net); dan catatan praktik industri (911metallurgist.com) (911metallurgist.com).