STUDI PENENTUAN KANDUNGAN Au DALAM BATUAN DENGANMETODE AKTIVASI NEUTRON

June Mellawati·, Simon Petrus G.·, Surtipanti S.·, dan Yumiarti·

ABSTRAKSTUD) PENENTUAN KANDUNGAN Au DALAM BATUAN DENGAN METODE

AKTIVASI NEUTRON. Telah dilakukan penelitian penentuan kandungan Au dalam contoh batuandengan metode aktivasi neutron. Contoh batuan diperoleh dari 8 lokasi di daerah Bayah, Sukabumipropinsi Jawa Barat. Analisis dilakukan dengan mengiradiasi contoh menggunakan sumber neutrondalam r~ktor T~IGA~ARK II di Pusat Penelitian Teknik Nuklir BATAN Bandung, yang mempunyaifluks 101 n em' detik' . Iradiasi dilakukan selama ± 30 jam, diikuti pendinginan ± 7 hari. Pengu­kuran energi gamma dari 198 Au menggunakan pencacah salur ganda (MCA) ND-accuspec yang dirang­kaikan dengan detektor planar Germanium pada energi 411,8 keY. HasH analisis menunjukkan bahwakandungan Au dalam contoh batuan dari daerah Bayah (8 lokasi) bervariasi berkisar antara 0,12 ppmdan 149,11 ppm.

ABSTRACTSTUDY ON DETERMINATION OF Au CONTENTS IN ROCKS USING NEUTRON

ACTIVATION METHODS. Study on determination of Au contents in rocks sample using activationneutron method have been carried out. The rock samples collected from 8 locations of Bayah area inSukabumi. West-Java. Analysis were carried out by irradiation the sample with neutron source from

TRIGA-MARK II React~r ~f The Centre for Nuclear Technique Research Bandung, at a theJimalneutron flux of 1012 n em's' followed by ± 7 days cooling time. The energy of gamma ray of I Auwere measured by Multi Channel Analyzer ND-Accuspec at 411.8 keY. The result of analysis showedthat Au contents in rock sample of Bayah area are exist in a range bctween 0.12 ppm and 419.11 ppm.

PENDAHULUAN

Emas (Au) termasuk logam berat yangmempunyai nilai devisa tinggi,Logam tersebut diketemukan dalam beberapa batuan mineral, yaitu pyrite, sphaler­ite, galenite, ca1chopyrite, bournonite, arsenopyrite, petzite, dan pyrargyte. Sebegitupentingnya nilai Au sehingga tidak heran bila 80% usaha explorasi di seluruh duniaialah usaha pencarian tambang deposit Au (I). Sejarah mencatat bahwa pulau Jawaterkenal mempunyai daerah tambang emas (2).

Peneliti-peneliti terdahulu telah melakukan analisis Au dalam batuan meng­gunakan metode gravimetri, spektrofotometer serapan atom dengan lampu katoda(Flame-AAS), spektrometri massa (mass-spectrometry) (3, 4). Untuk penentuanunsur dalam jumlah mikro dan runutan (trace) metode tersebut dinilai kurangefisien, karena selain membutuhkan contoh dalam jumlah banyak juga perlakuan-

* Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, 8ATAN

105

perlakuan yang cukup menyita waktu, agar memperoleh hasil yang mewakili dan

teliti. Oleh karena itu beberapa peneliti mencoba memecahkan masalah tersebutdengan bantuan teknik nuklir, yaitu analisis aktivasi neutron (1).

Metode aktivasi neutron merupakan salah satu metode analisis yang telahbanyak digunakan dan dikembangkan di segal a bidang. Metode ini didasarkan padainteraksi antara partikel neutron dengan contoh yang dianalisis melalui reaksi (n,o).Akibat terjadinya interaksi tersebut, inti menghasilkan atom radioaktif yang tidakstabil dengan memancarkan sinar gammaselama waktu paruh tertentu. Sinar gammatersebut spesifik sehingga sifat ini digunakan untuk penentuan unsur dalam suatucontoh. Kelebihan dari metode ini dibandingkan dengan yang lain, yaitu : mempun­yai kemampuan deteksi tinggi untuk konsentrasi yang relatif rendah, ketelitiannyacukup tinggi, dan analisis dilakukan tanpa merusak bahan (5, 6). Atas dasar inipenulis mencoba melakukan studi pendahuluan tentang analisis Au dalam contohbatuan emas menggunakan aktivasi neutron. Pengambilan contoh batuan dari daerahBayah, Sukabumi Jawa Barat, karena daerah tersebut merupakan salah satu daerahdi Pulau Jawa yang diduga mengandung emas (Au) relatif besar (2).

Tujuan penelitian ini untuk mengetahui sejauh mana metode aktivasi neutrondapat digunakan untuk analisis kandungan Au dalam contoh batuan. Disamping itusebagai informasi bahwa metode menggunakan teknik nuklir merupakan pengem­bangan metode anal isis cara sederhana.

BAHAN DAN METODE

Bahan. Bahan penelitian ialah contoh batuan yang diperoleh dari 8 lokasi didaerah kecamatan Bayah, kabupaten Sukabumi, propinsi Jawa Barat, pengambilan 5kali ulangan. Sebanyak ± 1 ton contoh batuan hasil galian masing-masing daerahtersebut, dicampur, diaduk, dan kemudian diambil sebanyak masing-masing ± 0,5kg, kemudian dimasukkan kantong plastik dan dibawa ke laboratorium. Sebagaistandar digunakan standar tetes dalam berbagai konsentrasi Au pada kertas What­man-41 .

Peralatan. Alat yang digunakan, yaitu alat pencacah salur ganda (ND­systems) Accuspec yang dirangkaikan dengan detektor jenis planar Germaniummurni. Selain alat tersebut, juga digunakan alat penggerus, pengayak 200 mesh, vialpolietilen, dan kontainer aluminium.

Prosedur Ana/isis. Contoh batuan dikeringkan dalam oven pada suhu 110°Cselama 2 jam, kemudian digerus hingga kehalusan ± 200 mesh, diambil secara acaksebanyak ± 0,5 g, dimasukkan ke dalam vial polietilen, dibungkus aluminium foildan dimasukkan kontainer aluminium. Contoh di iradiasi di reaktor TRIGA-MARK

II PPTN Bandung, selama ± 30 jam, kemudian didinginkan selama ± 7 hari untukkemudian dicacah, standar diperlakukan sarna dengan contoh. Standar Au dibuat

106

dari larutan HAuCI4. H20 diteteskan pada kertas Whatman-41, dengan konsentrasiAu 5, 10, 25, dan 50 ppm, dan ulangan 3 kali.

Teknik Pencacahan. Contoh yang sudah diiradiasi, didinginkan (± 7 hari)kemudian dicacah selama ± 30 menit menggunakan alat pencacah salur ganda (NO­systems) Accuspec yang dirangkaikan dengan detektor planar Germanium murni. Audiukur sebagai 198Au pada energi 411,8 keY. Kalibrasi energi dilakukan setiap kalisebelum dilakukan pencacahan menggunakan 137Cs dan 60Co yang mempunyaienergi 661,6 keY ; 1173,2 keY ; dan 1332,4 keY, pada jarak ± 30 cm dari per­mukaan detektor.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis kualitatif heberapa contoh batuan emas yang diperoleh dari 8lokasi daerah Bayah Sukabumi, Jawa Barat menunjukkan bahwa selain unsur Auumumnya juga dikete'mukan unsur-unsur seperti Ag, Sb, Zn, Fe, dan Sc, terterapada Tahel 1 dan Gambar 1. Gangguan unsur-unsur yang umumnya terdapat dalamcontoh batuan emas tersebut yang mempunyai energi gamma pada daerah Au tidakada. Waktu pendinginan (cooling time) setelah perlakuan icadiasi, yaitu ± 7 harijuga dimaksudkan untuk mengurangi gangguan unsur lain yang mempunyai waktu

paruh (TI/2) pendek, yaitu dalam orde detik hingga jam.Hasil analisis kuantitatif kandungan Au dalam contoh batuan terlihat pada

Tabel 2. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kandungan Au dalam contoh batuanbervariasi. Beberapa daerah diketemukan konsentrasi Au dalam jumlah yang relatiftinggi > 50 ppm, hila dibandingkan dengan daerah lainnya, yaitu daerah dengankode contoh SOL, CRE, GPP, dan PGL. Kisaran kandungan Au untuk tiap daerahjuga menunjukkan hasil yang ~ervariasi, beberapa daerah memberikan kisaran yangcukup besar bila dibandingkan dengan daerah lainnya, yaitu daerah dengan kodecontoh CRE, GPP, CMP, dan PGL. Pembuatan standar tetes Au pada kertas

Whatman-41, dengan cara meneteskan pereaksi HAuCI4• H20 dimana konsentrasiAu bervariasi, yaitu 5 ppm, 10 ppm, 25 ppm, dan 50 ppm, masing-masing ulangan3 kali.

Hasil analisis terendah kandungan Au dalam contoh batuan diperoleh 0,12ppm. Hasil tersebut masih lebih besar dari batas deteksi alat pencacah salur gandayang digunakan untuk analisis contoh batuan tersebut di atas, yaitu 0,002 ppm.

KESIMPULAN

Oari hasil analisis tersebut diatas baik secara kualitatif maupun kuantitatifdapat disimpulkan bahwa metode aktivasi neutron dapat digunakan untuk analisiskandungan Au dalam contoh batuan bahkan dalam konsentrasi relatif kecil (± I

ppm), perlakuan yang dibutuhkan sederhana, cepat (untuk contoh jumlah banyak),

dan analisis dilakukan tanpa merusak bahan contoh.

107

Kandungan Au dalam contoh batuan dan hasil kisarannya menunjukkan hasil

yang bervariasi, walaupun demikian pembuatan standar tetes Au pada Whatman-41yang bervariasi dapat mengurangi pengaruh gangguan yang disebabkan oleh matrikcontoh (5).

Resolusi alat pencacah salur ganda yang digunakan dalam pengukuran, yaitu1,30 keV, sehingga alat tersebut mempunyai kemampuan yang tinggi memisahkanspektra-spektra unsur yang mempunyai energi gamma hampir sarna besar, dandiharapkan mampu menganalisis unsur sebanyak-banyaknya tanpa saling menggang­gu di antara unsur-unsur yang terkandung, dalam cOl1tohyang sarna.

Batas deteksi terkecil pengukuran unsur Au dari alat penganalisis tersebut diatas, yaitu 0,002 ppm, dengan pengembangan metode lebih lanjut diharapkan dapatmenganalisis berbagai macam contoh dengan kandungan Au yang rendah'

UCAPAN TERIMA KASIH

Kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Saudara Suripto,Taryono, serta Saudari Tini Tjintarsih dari PPTN Bandung yang telah ban yakmembantu dalam pelaksanaan penelitian ini.

DAFfAR PUSTAKA

1. ANONIMOUS, IAEA, Practical Aspects of Operating a Neutron ActivationAnalysis Laboratory, A Technical Document Issued by the International AtomicEnergi Agency, Vienna, 1990.

2. KOOLTIVEN, W.B.C., "Gold and silver in Java", Geological Survey Report,June 1942 Arch. Bureau of Mines (131-133).

3. VIET, J.G., CLARK, J.R~, and CAMPBELL, w.L., A Rapid Partial Leach andOrganic Separation for the Sensi tive Determination of Ag, Bi, Cd, Cu, Mo,Pb, Sb, and Zn in Surface Geologic Material by Flame Atomic Absorption,Journal of Geochemical Exploration 20 (1984) 356.

4. Mc HUGH, J.B., Gold in natural water a method of determination by solventextraction and electrothermal atomization, Journal of Geochemical Esploration20 (1984) 303.

5. SUTISNA danWURYANTO, "Analisis aktivasi neutron", Diklat EksperimenReaktor dan Pelayanan Iradiasi, PUSPIPTEK - BATAN, Serpong (1988).

6. LANDSBERGER, S., "Neutron activation analysis introduction theory", Interre­gional Training Course, University of Illinois (1991).

7. HOLLANDER, J.M., and ISADORE, P., Table of Isotopes, 6th ed. John Wiley& Sons, Inc, New York (1967).

108

Tabel 1. Hasil analisis unsur-unsur secara kualitatif daricontoh bantuan, reaksi inti, waktu paruh, energigamma, dan intensitas radionuklida yang digunakan

Unsur Reaksi inti Waktu

paruhEnergigamma(keV)

Intensitas

(%)

Sm

CrAu

SbSb

Ag

Fe

Zn

K

La

Co

47,10

27,70

2,70

2,7560,90

253

45,1

245

125x109

40,27

5,24

jamhari

hari

harihari

hari

hari

hari

tahun

jamtahun

103,2320

411,8564

602,61690,7657

706,4763,9

884,5937,21384

1098,6

1291,5

1115,4

1460,7

1595,41173,1

1332,4

100

100

100

100

10050

1002024743322

100

100100

100

100100

100

Tabel 2. Hasil analisis kandungan Au dalam contoh batuan dari 8lokasi daerah Bayah kabupaten Sukabumi Jawa Barat,5 kali pengambilan, dengan analisis aktivasi neutron,ppm per berat kering

109

o 19XAu (411.8 keY)

Gamhar 1. Spektrum sinar-'O dari 19~Au(411,8 keY) dan unsur-unsur lainnya yang terdapat dalam contohhatuan. diiradiasi selama ± 30 jam diikuti pendinginan ± 7 hari.