Como Medir la Plata en Instalaciones de Procesamiento Fotográfico

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1 KODAK SERVICIOS PARA EL MEDIO AMBIENTE INFORMACIÓN DE KODAK J-211 $10.00 Las publicaciones de Kodak en cuanto a salud, seguridad y el medio ambiente están disponibles para ayudarlo a administrar sus operaciones de procesamiento fotográfico de una forma segura, responsable hacia el medio ambiente, y a un costo efectivo. Esta publicación es parte de una serie de publicaciones sobre la administración de la plata designada a ayudarlo a perfeccionar la recuperación de la plata. Esta publicación tambien le ayudará a comprender las técnicas disponibles para medir la plata y que técnica es apropiada para su instalación. Como Medir la Plata en Instalaciones de Procesamiento Fotográfico Hay un sinnúmero de técnicas disponibles para medir la plata en una instalación de procesamiento fotográfico. Estas pueden variar desde simples pruebas cualitativas en el local hasta análisis sofisticado realizados en un laboratorio analítico. La clase de prueba que use depende del material que se está probando y el propósito del análisis. Las clases de materiales que se analizan para la plata en una instalación de procesamiento fotográfico incluyen soluciones del procesamiento fotográfico y aguas de lavado, desbordes y efluentes del procesamiento fotográfico, filtros de procesadores, y películas y papeles fotográficos. Las soluciones del procesamiento fotográfico y las aguas de lavado son analizadas para la plata como una forma de control del proceso para asegurar que los porcentajes de abastecimiento estén correctos, que los sistemas de recuperación y regeneración de la plata en línea y final están siendo operados correctamente, o que los rollos y rodillos de goma son mantenidos adecuadamente. Los efluentes del procesamiento fotográfico son analizados como parte del acatamiento a los requerimientos para descargar aguas de desagües o para caracterizar el material antes de transportarlo, fuera del local, para su tratamiento o disposición. Los filtros de los procesadores y las películas y papeles fotográficos son analizados para la plata para caracterizar el material antes de transportarlo, fuera del local, para su refinamiento, tratamiento, o disposición. Si realiza análisis para el control del proceso, el acatamiento de regulaciones, o la caracterización de los desperdicios, es importante que se familiarice con los usos y limitaciones de las técnicas disponibles para medir la plata. COLECCIÓN DE MUESTRA El primer paso en el análisis de un material es el de recoger una muestra. Es muy importante el estar seguro de que cualquier muestra que se recoja es representativa del material que se está analizando. Tome las muestras de soluciones de procesamiento

2 fotográfico y las aguas de lavado directamente de los tanques de procesamiento. Si el procesador fue encendido recientemente, permítale el tiempo adecuado para que los tanques lleguen a un equilibrio. Los puntos para recoger las muestras frecuentemente están especificados en el código de la descarga de aguas de desagües o en el permiso. Puede que se requiera que recojan las muestras justo después del último equipo que se usa en la recuperación de la plata. Si no se especifica el punto para recoger la muestra, recoja la muestra en el punto donde todos los efluentes de la instalación estén incluidos. Este punto proveerá una muestra representativa de los efluentes de toda la instalación. Usualmente se recogen dos clases de muestras de aguas de desagües: Muestra de captura Una muestra de captura es una sola muestra que se recoge del flujo de un tanque o efluente. Esta clase de muestra puede ser un buen indicador del carácter típico del agua de desagüe, pero para procesos que no son continuos, tal como la recuperación de plata en el lote, esta muestra puede que no sea representativa del total actual de la descarga. Muestra compuesta Una muestra compuesta es la acumulación de muestras de capturas reunidas a intervalos regulares durante un largo periodo de tiempo, usualmente 24 horas. El intervalo de recoger la muestra puede estar basado en tiempo o flujo. La mayoría de las instalaciones de procesamiento fotográfico no funcionan 24 horas continuas, por lo tanto una muestra del compuesto de flujo proporcional resultará en una muestra que más exactamente caracteriza la descarga de la instalación. Equipo automático para la recaudación de muestras del compuesto puede ser costoso y difícil de instalar en algunas instalaciones. Algunas instalaciones grandes pueden que tengan equipo para la recaudación continua de muestras. Este equipo típicamente recoge pequeñas muestras para la observación continua en línea. Este equipo es muy costoso y puede que requiera personal específicamente entrenado en su manejo. Recoja cuidadosamente todas las muestras en envases limpios y que no hayan sido usados; inmediatamente tápelos y póngale la etiqueta apropiada. Soluciones y efluentes de procesamiento fotográfico pueden pasar por cambios químicos o físicos después de ser recogidos y pueden necesitar estabilización. Tradicionalmente, la técnica de estabilización para la plata ha sido la añadidura de ácido nítrico. Este método no se debe usar en soluciones y efluentes de procesamiento fotográfico porque resulta en la precipitación de sulfuro de plata debido a la descomposición de tiosulfato en las soluciones y efluentes de procesamiento fotográfico. Para análisis de otros parámetros donde se requiere estabilización, debe recoger muestras separadas y preservarlas en la debida forma.

3 Envíe las muestras al laboratorio analítico para su análisis lo más pronto posible después de su colección. No debe retener, por más de seis meses, las muestras que van a ser analizadas para la plata. Filtros de procesadores y películas y papeles fotográficos son analizados para caracterizar los materiales antes de su transportación para el refinamiento, tratamiento o disposición. Asegúrese de recoger suficiente muestra para el análisis, y asegúrese que la muestra es representativa de todos los materiales que están siendo caracterizados. TÉCNICAS PARA MEDIR Varias técnicas están disponibles para medir la plata en una instalación de procesamiento fotográfico. Hay técnicas que se pueden realizar en el local de la instalación de procesamiento fotográfico, y hay pruebas que son realizadas por laboratorios analíticos. Generalmente, las técnicas que se realizan en el local tienden a ser cualitativas y menos exactas que aquellas que son realizadas por un laboratorio analítico. Usualmente los resultados de las pruebas que se realizan en el local no pueden ser usadas para demostrar acatamiento regulatorio. Sin embargo, pruebas que se realizan en el local son relativamente baratas y fáciles de realizar, y son ideales para verificar frecuentemente el control del proceso. Técnicas que se realizan en el local Para medir la plata, las dos técnicas que se usan comúnmente en la instalación de procesamiento fotográfico son las franjas de prueba cualitativa y colorimetría. Franjas de prueba cualitativa Esta técnica incluye el usar una franja de papel impregnada con un material que es sensible a la plata o una franja de cobre pulido. La franja se sumerge en la muestra por un período de tiempo corto. Si hay descolorimiento esto indica la presencia de plata soluble en la muestra. Los niveles variantes de descolorimiento indican las diferente concentraciones de plata. Esta técnica es cualitativa; puede usarla para estimar concentraciones de plata mayores de 1 gramo/litro. La franja de prueba cualitativa más común es El Papel de Prueba para Estimar la Plata KODAK. Esto es una franja de papel amarillo que cambia a marrón cuando hay plata presente. Se provee con las franjas de prueba para estimar la concentración de la plata un esquema de comparación de color. Soluciones vigorosamente coloreadas, tales como blanqueador-fijador, también pueden añadirle color al papel, de esta forma haciendo más difícil el poder leer el estimado con precisión. Puede usar estas franjas de prueba para observar el equipo de recuperación de plata electrolítico o para probar el Cartucho de Reemplazo Metálico* (MRC) para rupturas de plata. *Cartuchos que se usan en el proceso de reemplazo metálico para la recuperación de la plata han sido descritos como cartuchos de recuperación química (CRCs), cartuchos de recuperación metálica (MRCs), y cartuchos de recuperación de la plata (SRCs).

4 La industria fotográfica ha evitado usar el término SRC para de esta forma prevenir el robo de los cartuchos durante el embarque. El término CRC está asociado estrechamente al producto original de Kodak que estaba protegido por una patente en los Estados Unidos. Por lo tanto, usaremos MRC como un término genérico al referirnos a reemplazo metálico. El empapar las franjas de prueba por períodos de tiempo más largo puede dar una indicación de la presencia de plata en concentraciones menores de 1 gramo/litro. Esta técnica es extremadamente cualitativa y no es confiable para medir los niveles bajos de plata en soluciones de procesamiento fotográfico. Colorimetría Esta técnica implica el añadir un químico a muestras que contienen plata. La plata reacciona con el químico y forma un color específico. La intensidad del color de la muestra tratada se compara a una muestra de referencia. La diferencia en el color corresponde a la concentración de plata en la solución. La mayoría de la pruebas colorimétricas que están disponible comercialmente se efectúan visualmente. Esto hace que estas pruebas sean muy cualitativas y solamente con exactitud a varios cientos de partes por millón (ppm) de plata. Kodak ha desarrollado una prueba colorimétrica para la plata que usa un espectrómetro. El Equipo KODAK para la Prueba Colorimétrica de la Plata puede percibir plata, en la mayoría de las soluciones de procesamiento fotográfico, tan bajo como 30 ppm con una exactitud que cae dentro del 10% de las técnicas de los laboratorios analíticos. Soluciones de procesamiento fotográfico que contienen altos niveles de hierro, tales como blanqueador-fijador, tienen un límite de detección de plata de 60 ppm. La instrumentación es portátil, relativamente barata, y fácil de manejar. Puede terminar el análisis en menos de tres minutos. Esta técnica es ideal para el control del proceso a través de la observación en línea y la recuperación final de plata de esta forma asegurando que el funcionamiento es apropiado. LABORATORIOS ANALÍTICOS Muestras que requieren el análisis preciso para la plata, tales como aquellos requeridos para demostrar acatamiento a las regulaciones, normalmente son enviados fuera del local a un laboratorio analítico. Algunas instalaciones grandes pueden tener en el local un laboratorio analítico debido al número de muestras que deben ser analizadas. Pruebas para el acatamiento regulatorio requieren equipo complejo, personal entrenado, y adherencia al protocolo de la Agencia para la Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos (USEPA). Puede que también sea necesario la certificación del laboratorio para poder efectuar el análisis. Como preparar la muestra Una vez que se recibe la muestra en el laboratorio analítico, se prepara para el análisis de plata. El método de preparación depende de la clase de análisis que se necesita. En un laboratorio analítico se hacen comúnmente tres clases de análisis de plata:

5 Recuperación total de la plata Este es un análisis de toda la plata que se encuentra en la muestra. Plata, la cual puede existir en las formas dispersas o individual, necesita ser solubilizada antes del análisis. El método preferido para solubilizar la plata en soluciones o efluentes de procesamiento fotográfico es a través de yoduro de cianógeno (CNI). El CNI solubiliza cualquiera plata que esté presente en la fase sólida. Esto se realiza usando el Método de la EPA Plata en la fase sólida también se puede solubilizar usando una digestión de ácido nítrico o una digestión de ácido nítrico/clorhídrico. Para la preparación y digestión de la muestra también se puede usar la digestión de onda ultracorta de ácido nítrico; sin embargo, este método no está aprobado por la USEPA para el análisis de plata en aguas de desagües. Plata disuelta Este es un análisis de la plata soluble en la muestra. Se filtra la muestra antes del análisis para de esta forma remover toda la plata que existe como sólido en las formas dispersas o individuales. Hoy en día, se están adoptando algunos códigos para la descarga de aguas de desagües los cuales usan plata disuelta como el parámetro regulatorio o usan un traductor para estimar la plata disuelta basándose en la plata total. Asegúrese de pedir el análisis requerido por las regulaciones locales de descarga o su permiso. Plata lixiviable Este es un análisis de la cantidad de plata que se lixiviará de un sólido o la cantidad de plata que está presente en un líquido. Usando el Procedimiento Lixiviable de Características Tóxicas (TCLP), la prueba lixiviable se usa para determinar si la materia es un desperdicio peligroso. Los sólidos son reducidos en tamaño y sometidos a una solución de ácido diluido. Entonces se analiza la substancia lixiviada para determinar la cantidad de plata extraída del sólido. Los líquidos se analizan directamente para la recuperación total de la plata. Herramientas útiles Usando un espectrofotómetro el cual lee la longitud específica de la onda, se puede detectar la plata a través de la absorción o emisión de energía. En un laboratorio analítico se usan comúnmente tres clases de métodos espectroscópico para medir la plata: Espectroscopia de la Absorción de Llama Atómica (FAA) [Método EPA 272.1] La FAA mide metales en la solución a través de ionización de la llama. Se usan tubos fotomultiplicadores para descubrir metales específicos en las soluciones midiendo la energía que se absorbe cuando los iones de metales se ponen en contacto con la llama. Este procedimiento nada más que es capaz de medir un metal cada vez. La plata se puede medir tan baja como 10 partes por billón (ppb). Espectroscopia de Emisión Atómica de Plasma Inductivamente Unida (ICP-AES) [Método EPA 200.7] El ICP-AES trabaja usando un principio que es opuesto al de la FAA. Éste mide la energía emitida de los iones de metal en la solución usando

6 una plasma de argón en vez de una llama. La unidad del ICP-AES tiene la habilidad de medir múltiples elementos en la solución; por lo tanto, tiene mayor flexibilidad y ventajas económicas que la unidad FAA cuando se requiere análisis de múltiples elementos. La plata se puede medir tan baja como 2 ppb. Espectroscopia de Absorción Atómica de Caldera de Grafito (GFAA) [Método EPA 272.2] El GFAA trabaja es el mismo principio que la unidad FAA pero tiene un límite de descubrimiento más bajo. Esto se lleva a cabo a través de un tamaño de muestra más pequeño y la utilización total de toda la muestra, y le da a la unidad GFAA una mayor sensibilidad para todos los metales. El GFAA también está limitado a un metal cada vez. La plata se puede medir tan baja como 0.3 ppb. Validez de datos y control de calidad Se requiere que los laboratorios analíticos que realizan análisis químicos realicen procedimientos de control de calidad y mantengan anotaciones para asegurar la exactitud de los datos que reportan. Si recibe datos de un laboratorio analítico que parecen ser sospechosos o que puedan indicar un problema con el acatamiento, puede que usted quiera que el laboratorio vuelva a verificar los datos o vuelva a probar la muestra para así asegurar que el reporte está correcto. Soluciones y efluentes de procesamiento fotográfico pueden presentar varios problemas únicos en su genero para laboratorios que no están familiarizados con los efectos matriz que se pueden encontrar durante el análisis de la plata. Altos niveles de sólidos disueltos pueden causar interferencias matriz y espectral, y el uso de ácidos nítricos o clorhídricos pueden producir sulfuro y cloruro de plata insoluble durante la preparación de la muestra. Los laboratorios que no están consciente de la posibilidad de estos problemas pueden que estén usando métodos para la plata aprobados por el EPA pero comunicar datos que no son válidos.

7 Métodos usados comúnmente por laboratorios analíticos para analizar la plata Técnica de Ácido Nítrico Ácido Nítrico/ Onda Corta Conjuntamente Digestión Clorhídrico Ácido Nítrico CNI Herramientas FAA FAA FAA FAA Útiles [Método EPA [Método EPA [Método EPA [Método EPA 272.1] 272.1] 272.1] 272.1] ICP-AES ICP-AES ICP-AES ICP-AES [Método EPA [Método EPA [Método EPA [Método EPA 200.7] 200.7] 200.7] 200.7] GFAA GFAA GFAA GFAA [Método EPA [Método EPA [Método EPA [Método EPA 272.2] 272.2] 272.2] 272.2] A Favor y Puede causar que Puede causar Este método no Este método En Contra la plata se precipite que la plata se está aprobado por es ideal para como sulfuro de precipite como USEPA para el medir la plata plata en la muestra. cloruro/sulfuro análisis de plata en soluciones Este método se usa en la muestra. en aguas de y efluentes de normalmente Este método se desagües. procesamiento cuando existe usa normalmente fotográficos. plata en materia cuando existe CNI conjunta orgánica o está plata en materia todas las atado a materia orgánica o está formas de en partículas. atado a materia plata en la en partículas. solución e impide precipitación. Como escoger un laboratorio analítico Por razón de la complexidad que está asociada con el análisis para la plata de materiales de las instalaciones de procesamiento fotográfico, debe tener cuidado al escoger un laboratorio analítico para que realice el análisis de la plata. Hay varias preguntas que debe preguntar al escoger el lugar: Es capaz el laboratorio analítico de realizar el análisis correctamente para la clase de muestra o matriz del efluente? Usa el laboratorio analítico métodos analíticos aprobados y sabe como aplicar esa metodología a la clase de muestra para obtener la respuesta correcta?

8 Están disponibles las anotaciones y documentaciones las cuales respaldan el análisis y tiene usted acceso a esa información; son confiable los datos? Participa el laboratorio anualmente en pruebas de destreza de la EPA y, si es requerido, están certificadas por su propio estado? Es importante que el laboratorio comprenda la naturaleza, única en su género, de las soluciones y efluentes de procesamiento fotográfico en relación al análisis de la plata,. El laboratorio que escoja debe tener un buen entendimiento de, y experiencia en, el análisis de estas clases de materiales. El laboratorio debe también tener un buen sistema de administración de datos que le permita acceso rápido a sus análisis previos. Algunos estados requieren que los laboratorios que realizan análisis con el propósito de acatamiento regulatorio estén certificados. Esta certificación requiere que el laboratorio demuestre su capacidad regularmente. Si su estado requiere certificación, asegúrese de usar un laboratorio certificado.

9 COMPARACIÓN DE TÉCNICAS DE MEDIDA PARA LA PLATA Técnica de Franjas de Equipo Kodak Absorción Espectroscopia Absorción Medida Prueba para la Prueba de Llama de Emisión Atómica de Cualitativa Colorimétrica Atómica Atómica de Caldera de de la Plata (FAA) Plasma Induc- Grafito tivamente Unida (GFAA) (ICP-AES) Variación de > 1000 ppm > 30 ppm > 0.01 ppm >0.002 ppm > ppm la Prueba Exactitud de Pobre Buena (±10%) Excelente Excelente Excelente los resultados Experiencia Baja Baja Alta Alta Alta Requerida Costo del Ninguno < $1K $30-40K $ K $60-70K Equipo Costo Típico <$.01 <$3.00 $35.00 $35.00 $35.00 por Prueba Ventajas Barato; fácil Simple, Alta exactitud; Alta exactitud; Alta exactitud; de usar; exacto; extensa extensa extensa extensa resultados variación; variación variación variación inmediatos resultados inmediatos Desventajas Cualitativo; Uso limitado Prueba fuera Prueba fuera Prueba fuera no utilizable a baja del local del local del local a baja concentraciones concentraciones El mejor Verificación Control del Prueba de Prueba de Prueba de uso aproximada proceso; acatamiento; acatamiento; acatamiento; del funciona- ajustar recu- verificación verificación verificación miento del peración de de pruebas de pruebas de pruebas equipo de la plata en en el local en el local en el local recuperación de la plata línea