česky english Vítejte, dnes je středa 28. září 2022

Technologie obnovy stříbra ve fotoprocesu

DPS 4/2014 | Výroba - články
Autor: Lenka Novotná, Tomáš Bravený

Existuje několik důvodů, proč se zajímat o využití stříbra z odpadu vznikajícího při fotoprocesu. Stříbro je cenným přírodním zdrojem, má peněžní hodnotu jako obnovené zboží a jeho uvolňování do životního prostředí je přísně regulováno. Ve fotoprocesu jsou stříbrné sloučeniny základním světlocitlivým materiálem používaným ve většině dnešních fotografických filmů a papírů. Při zpracování, a to zejména v ustalovači, případně v bělicím ustalovači, je stříbro odstraňováno z filmu nebo papíru a přeneseno do roztoku, obvykle ve formě thiosíranu stříbrného.

Hlavní zdroje zpětně získatelného stříbra jsou: roztoky, oplachové vody, použitý černobílý film a potištěný papír. Více jak 80 % stříbra při zpracování černobílých pozitivů a téměř 100 % stříbra zpracovaného v barvě skončí v roztoku ustalovače. Stříbro se také vyskytuje v oplachových vodách a následně přenesením v ustalovači nebo bělicím ustalovači.

Ekonomické úvahy zahrnují vstupní náklady na vybavení, množství a hodnotu získaného stříbra a návratnost investic. Důležité jsou také nároky na prostor a energie, dennodenní sledovaní, údržba a spolehlivost. Je nutné znát množství stříbra, které je k dispozici pro obnovu, celkový objem ustalovače a bělicího ustalovače použitého při zpracování a samozřejmě také vzít v úvahu očekávanou produkci.

Existuje několik technik systému obnovy stříbra ve fotoprocesu. Z nich se používají prakticky tři. Jsou to:

  • elektrolýza
  • metalická výměna
  • chemické srážení

Kromě výše uvedených přichází v úvahu také technologie iontové výměny, která se dá využít pro získání stříbra z oplachových vod. Tato technologie se obvykle používá v případě nutnosti splnění přísných požadavků na vypouštění a kapitálové a provozní náklady jsou sekundárním problémem.

Další technologie, jako je reverzní osmóza, destilace a odpařování, mohou produkovat stříbrné kaly; nicméně v tomto případě dojde jen ke změně koncentrace stříbra a ne ke skutečnému odstranění z roztoku. Metody, které jsou úspěšně používány v jiných odvětvích za účelem zpětného získání stříbra, jako je electrowinning, nemusí být použitelné ve fotoprocesu, protože mají tendenci způsobovat rozklad roztoků.

V procesu elektrolýzy nebo elektrolytické obnovy stříbra proud prochází přímo stříbrným roztokem mezi kladnou elektrodou (anodou) a zápornou elektrodou (katodou). Během tohoto elektrolytického procesu je elektron přenesen z katody ke kladně nabitému stříbru, které díky jeho kovové podstatě přilne ke katodě. Současně dochází k reakci na anodě, kdy je elektron odebrán z některých částí v roztoku. Ve většině stříbrných roztoků tento elektron obvykle pochází od siřičitanu.

Elektrolýza produkuje téměř čisté kovové stříbro, jen mírně kontaminované některými povrchovými reakcemi. Čistého stříbra by ale mělo být více než 90 %.

Terminální elektrolýza

V roztocích s vysokým obsahem železa, jako je bělicí ustalovač, je elektrolýza stříbra efektivnější v mírně alkalickém prostředí; jinými slovy při vyšším pH. Bývá potřebné přidat hydroxid sodný, uhličitan sodný nebo sodu bicarbonu. Musí se provádět v dobře odvětrávané místnosti a nesmí se přesáhnout hodnota pH 8, jelikož by se poté mohl uvolňovat čpavek.

Elektrolytický proces obnovy je nákladově efektivní s využitím opakovaně použitelných zařízení a malých nebo žádných chemických přísad. Účinnost tohoto systému závisí mimo jiné na použitelnosti stříbrného roztoku na povrchu katody. V současných zařízeních je toto provedeno dvěma způsoby:

  • Katoda se pohybuje v roztoku. Nejčastější aplikace je rotační katodový článek. Negativní proud se aplikuje do rotujícího válce v roztoku a stříbrné desky na válec. Vzhledem k vysoké účinnosti přenosu hmoty z elektrolytických článků může být tento model úspěšně použit na železo bohaté ustalovače, z nichž není snadné stříbro získat.
  • Kapalina se rychle přečerpá přes stacionární katodu. Tato konstrukce je často o něco méně účinná než s rotační katodou; nicméně na druhou stranu obvykle vyžaduje méně údržby.

Elektrolytická obnova stříbra má i své nevýhody. Zařízení je často poměrně drahé. Také se snaží urychlit proces obnovy nebo odstranění stříbra na stříbrné koncentrace nižší než 200 mg/l, při prodloužení doby na článku nebo zvýšením proudové hustoty (proudová intenzita / oblast povrchu katody) na katodě mohou vznikat černé, drobivé, sulfidem stříbrným znečištěné desky, což výrazně snižuje účinnost článků.

In-line elektrolýza

In-line elektrolytická recirkulace ustalovače se používá v některých zařízeních ve fotoprocesu. Díky této technologii ustalovač cirkuluje mezi nádrží při zpracovávání a speciálně konstruovanou elektrolytickou jednotkou na obnovu stříbra. Některé z těchto jednotek mají elektroniku nebo senzory, které automaticky řídí koncentrace stříbra v recirkulačním roztoku, obvykle v rozmezí od 750 do 1 000 mg/l. Vzhledem k tomu, že koncentrace stříbra v ustalovači výrazně poklesla, stříbro v následující mycí nádrži se rovněž snižuje díky tomu, že je méně stříbra „vyneseno ven“ s filmem nebo papírem při mytí.

V případě potřeby je možno přidat další siřičitan do ustalovače nebo můžete použít speciální ustalovač s vysokým obsahem siřičitanu, který kompenzuje jeho vyčerpání během elektrolýzy a recirkulace. V určitých procesech je možné nastavit až 50 % ustalovače, protože při správně nastaveném zařízení se nijak výrazně nedegradují komponenty ustalovače. Je potřeba optimalizovat recirkulační systémy monitorováním koncentrace stříbra v toku, který se vrací do nádrže. Snadno se dá udělat test pomocí sady na měření barvy nebo testu papírových pásků.

Jediná cenově dostupná jednotka velikosti krabice je rakouská Colenta SilverFit 40, která používá nejnovější technologie zahrnující základní algoritmy mikroprocesoru pro vysokou účinnost využití stříbra. Její specifikací je systém obnovy stříbra o objemu tanku 40 litrů, 4 grafitové anody zajišťující rovnoměrné rozložení proudu a vysoký výkon elektrolýzy, max. 13 g stříbra/hodinu (v závislosti na vytížení stříbra). Výstupem je elektrolytické, velmi čisté stříbro 990/1000 s minimem oxidů.

Standardní vybavení obsahuje kompaktní a robustní konstrukci se snadnou obsluhou, cirkulační systém dvojitého čerpadla, zvedací horní kryt pro snadnou údržbu.

Mikroprocesor s napájením 24 V / 50 W zajišťuje průběžné sledování a nízkonapěťový provoz.

Colenta SilverFit 40 umožňuje on-line propojení rozhraní, kdy hodnoty, jako je doplňování sazeb, počet cyklů, monitorování procesů a řízení chybových kódů, jsou pod neustálým dohledem.

Tato komunikace je unikátní na trhu. Zajišťuje stabilní pracovní postup a vysoce efektivní proces obnovy stříbra s minimálním vstupem uživatele.

Colenta SilverFit 40 může být také použita jako samostatná jednotka s možností připojení ke každému samostatnému procesoru.

Všechna zařízení SilverFit 40 jsou testována a kontrolována při plném zatížení. Komponenty a materiály jsou používány podle nejvyšších standardů a podléhají nadále kontrole kvality, což má za následek dlouhou životnost a nízké náklady na údržbu.

Při současné výkupní ceně elektrolytického stříbra 9–9,50 Kč/g se průměrné fotolaboratoři zpracovávající stříbrné filmy tato rekuperační jednotka vyplatí již za rok či dva.

Rekuperační zařízení SilverFit 40 napojené na vyvolávací zařízení

Rekuperační zařízení SilverFit 40 napojené na vyvolávací zařízení

Rekuperační jednotka pro in-line elektrolýzu

Rekuperační jednotka pro in-line elektrolýzu

www.inter-conti.cz

www.colenta.at

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik