MXPA03009174A - Analizador de acido del fluido del bano limpiador de metales. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se relaciona con un sistema analizador modular para el analisis de cuando menos dos o mas componentes quimicos contenidos en la solucion del fluido del bano limpiador de metales. Los modulos del analizador incluyen un modulo de analisis de acido fuerte, un modulo de analisis de acido debil, un modulo de analisis de oxidante, y un modulo de analisis de ion de metal. Estos cuatro modulos se pueden usar en cualquier combinacion, que incluye el uso de mas de uno del mismo tipo de modulo de analisis.

Description

ANALIZADOR DE ACIDO DEL FLUIDO DEL BAÑO LIMPIADOR DE METALES Esta solicitud se basa y reclama la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de los Estados Unidos de Norteamérica Número de Serie 60/282,566, Ronald D. Rodabaugh, David . Price y Gregory A. Bryant, que se presentó el 9 de abril de 2001. I CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un aparato y proceso para el análisis de una solución de fluido del baño limpiador de metales. De manera más particular, la presente invención se relaciona con un sistema analizador modular para el análisis de cuando menos dos o más componentes químicos contenidos en una solución de . fluido del baño limpiador de metales .

ANTECEDENTES DE LA INVENCION EL baño químico para limpiar metales es el proceso para remover de manera química óxidos e incrustaciones de la superficie de un metal. Puede comprender ácidos fuertes, ácidos débiles, agentes oxidantes y/o agua. Además, puede contener metales disueltos y/o sales. La velocidad del baño limpiador de metales se puede ver afectada por, entre otras cosas, concentraciones de ácido, temperatura, tiempo de inmersión del metal y concentración del metal disuelto. La naturaleza de los óxidos de metal presentes, tales como aquellos de hierro, cromo y níquel, también influirá la velocidad del baño limpiador de metales. Debido a que el ácido en la operación del baño limpiador de metales se puede consumir de manera gradual mediante la remoción del metal base y las incrustaciones, se agrega ácido fresco adicional junto con agua, mientras que se remueven de -manera simultánea los metales disueltos, para mantener una operación de limpieza uniforme. A fin de conseguir esto, la composición del fluido del baño limpiador de metales en los tanques de solución ácida para limpieza de metales se monitorea típicamente y se mantiene relativamente dentro de ciertos parámetros . La presente invención proporciona un dispositivo que monitorea la composición del fluido del baño limpiador de metales a medida que se usa sobre una base progresiva.

COMPENDIO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un método y aparato modular para determinar la concentración de los constituyentes en una solución acuosa y, en particular, un fluido de baño limpiador de metales acuosos. La composición de los fluidos de baños limpiadores de metales puede variar, dependiendo del tipo de acero, la productividad de la linea de proceso, y otros factores específicos para una linea de proceso dada. Para acomodad esta amplia variabilidad, el analizador de la presente invención usa un concepto modular. Se pueden incorporar los módulos individuales para medir componentes individuales dentro de una plataforma existente, sin modificación sustancial para el hardware del aparato, que incluye el número de bombas, el tamaño de los instrumentos y electrónica. Las variaciones que se le pueden hacer a los módulos incluyen, pero no se limitan a, diferentes electrodos específicos de ión, fuentes de luz, medición de fenómenos físicos, tal como la densidad, y el uso de diferentes reactivos . El aparato modular comprende un elemento de disolución y cuando menos dos módulos de análisis interconectables para medir la concentración de los constituyentes. Los módulos se seleccionan a partir del grupo que consiste de módulos de ácido fuerte, módulos de ácido débil, módulos de oxidante, y módulos de ión de metal, y combinaciones de los mismos. Un elemento de drenaje conecta el elemento de disolución y los módulos interconectables de tal manera que una muestra que entra al aparato se envía a cada uno de los módulos interconectables. El módulo de ácido fuerte se conecta de manera serial a, mediante el elemento de drenaje, cuando menos dos módulos que se seleccionan a partir del módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal. El módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal se conectan en paralelo uno al otro mediante un elemento de drenaje y el módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal siguen al módulo de análisis de ácido fuerte, basándose en la dirección del flujo del fluido. La solución se puede mover inicialmente a través de un intercambiador de calor, antes de que se mueva a través de un eliminador de chorro continuo y los módulos de análisis (ver la Figura 1). En general, el intercambiador de calor mantiene la solución a una temperatura de aproximadamente 55 °F o menos. El eliminador de chorro continuo se coloca en serie, siguiendo el módulo de ácido fuerte y precediendo al módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático general del analizador del fluido del baño limpiador de metales universal de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama esquemático del analizador del fluido del baño limpiador de metales universal que muestra módulos de análisis específicos para la detección y cuantificación de ácido nítrico, ácido fluorhídrico, óxidos de nitrógeno y hierro. La Figura 3 es un diagrama esquemático del analizador del fluido del baño limpiador de metales universal que muestra módulos de análisis específicos para la detección y cuantificación de ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico, peróxido de hidrógeno y hierro.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION El analizador modular de la presente invención mide la concentración de dos o más componentes de fluido del baño ' limpiador de metales, de manera que dos o más módulos de análisis ejecutará la mayoría de sus ciclos de prueba al mismo tiempo, pero los ciclos de prueba de módulos individuales pueden empezar o terminar en diferentes puntos en la línea de tiempo del ciclo de prueba general del analizador. Esto se consigue generalmente por medio de enganchar cuando menos algunos de los módulos en paralelo, más bien que en serie. En una modalidad preferida, los análisis se realizan de manera sustancialmente simultánea. Una ventaja de este tipo de diseño del analizador es que ahorra tiempo. Generalmente, se puede separa una sola muestra en muestras separadas para el análisis. El fluido del baño limpiador de metales que se va a analizar puede incluir ácidos minerales fuertes, ácidos minerales débiles, ácidos orgánicos, iones de metal disuelto, tales como hierro, cromo y níquel, y agentes oxidante tales como peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio y ácido nítrico, y combinaciones de los mismos. Los módulos del analizador que se pueden usar en la presente invención incluyen un módulo de análisis de ácido fuerte, un módulo de análisis de ácido débil, un módulo de análisis de oxidante, y un módulo de análisis de iones de metal. Estos cuatro módulos se pueden usar en cualquier combinación de dos, tres, cuatro o más, incluyendo el uso de más de uno del mismo tipo de módulo de análisis. El módulo de análisis de ácido fuerte se configura en general de manera que reciba la solución de muestra primero. En una modalidad preferida, el módulo de análisis de ácido débil, el módulo de análisis de oxidante, y el módulo de análisis de ión de metal disuelto extrae una muestra de solución diluida de 2x de un eliminador de burbujas (ver la Figura 1) . El eliminador de burbujas permite que se expulsen las burbujas de gas en la muestra desde un extremo de la cámara mientras que los módulos de análisis individuales extraen la muestra sin gas del extremo opuesto de la cámara, minimizando mediante lo mismo la interferencia de las burbujas de gas en los análisis individuales. Esto es especialmente importante en el análisis de las muestras que contengan peróxido de hidrógeno. Todos los módulos se conectan de manera física con el eliminador de burbujas mediante secciones de tubería. Las soluciones se pueden mover a través del analizador modular usando un elemento de drenaje, el cual como se usa en la presente, quiere decir un método para interconectar de manera física los módulos individuales de manera que fluya la misma solución de muestra a través de todos los módulos que se usan en el aparato analizador. Esto se puede conseguir mediante el uso de tubería interconectada y bombas peristálticas.

Módulo de Análisis de Acido Fuerte Cuando hay un ácido fuerte presente en el fluido del baño limpiador de metales, el módulo de análisis de ácido fuerte comprende una sonda de conductividad para detectar y medir la presencia de ácidos fuertes, tales como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y ácido nítrico. La medición de la conductividad determina qué tan bien conduce la muestra la corriente alterna. La conductividad depende de la concentración y la conductancia específica de todas especies iónicas en la muestra. Sobre una base por ión, el H+ del ácido fuerte tiene aproximadamente 5x la conductancia equivalente de otros iones en la muestra tales como Fe2+, NÜ3-, Cl~, o S042~. Esto hace a la conductividad una buena medida de concentración de ácido fuerte. Sin embargo, no se puede descuidar la conductividad de otros iones. Las correcciones para las contribuciones de menos iones de ácido fuerte, tales como aquellos a partir de sales de metal ionizadas, se deberán aplicar antes de calcular' la concentración de ácido fuerte. La conductividad también depende de la temperatura y se deberá corregir hasta un valor de temperatura de referencia. La variación aproximada con la temperatura es de aproximadamente 0.8 por ciento de incremento de conductividad relativa por incremento de grado F. Las soluciones del fluido del baño limpiador de metales se diluyen usualmente con agua antes de la medición de la conductividad (ver la Figura 1) . El algoritmo que se usa para convertir las mediciones de conductividad a las concentraciones de ácido, es conocido para aquellos expertos en la técnica. Cuando hay dos ácidos fuertes presentes en el fluido del baño limpiador de metales, se pueden usar dos módulos de ácido fuerte separados, en donde un módulo mide la conductividad de la solución de ácido fuerte y el segundo módulo puede medir la presencia de un ión especifico que se asocie con uno de los ácidos fuertes. Por ejemplo, un módulo mediría la suma de la concentración de ácido sulfúrico y clorhídrico mediante la conductividad y el segundo módulo mide la presencia de la concentración de ácido clorhídrico mediante el uso de un electro específico del ión de cloruro. La manipulación de los valores que se obtuvieron a partir de estos módulos permite la determinación de la concentración de cada uno de los ácidos Módulo de Análisis de Acido Débil Cuando hay un ácido débil presente en el fluido del baño limpiador de metales, el módulo de análisis de ácido débil detecta y mide la concentración del ácido débil mediante uno de dos métodos. El calor del método de reacción mide la elevación de temperatura cuando se combina la muestra diluida 2x con un flujo igual de reactivo de ácido bórico (1) . Esta técnica es especifica para el ácido fluorhídrico en los fluidos de los baños limpiadores de metales en donde las concentraciones de ácido fluorhídrico son de aproximadamente 10 gramos/litro o mayores, debido a que los fluidos de los baños limpiadores de metales no contienen concentraciones sustanciales de otras sustancias que hagan reacción con el ácido bórico. Sin embargo, en algunos casos, la elevación de la temperatura que se observa se corrige por los efectos del calor de la disolución que provoca la disolución adicional de la muestra diluida 2x y también se corrige la elevación de la temperatura para el "vacío de agua" que es la elevación de temperatura que se observó cuando se corre agua como la muestra . 4HF + H3BO3 ? HBF4 + 3H20 (1) Para las concentraciones de ácido fluorhídrico por debajo de aproximadamente 10 gramos/litro, se prefiere el método de electrodo de ión específico del ión de fluoruro. En este método, la disolución total de la muestra es de aproximadamente 56x. Este análisis es bastante específico para el ácido fluorhídrico, pero se ve afectado por la fuerza total del protón (actividad de H+) (2) . El electrodo mide en realidad la actividad del ión del fluoruro libre. Por lo tanto, se debe medir la concentración de ácido fuerte y se debe aplicar la corrección apropiada a la medida potencial del ión de fluoruro, antes de que se calcule la concentración de ácido fluorhídrico.

FH <?· H+ + F" [F~] = [FH]/[H+] (2) Módulo de Análisis de Oxidante Cuando hay un oxidante presente en el fluido del baño limpiador de metales, el módulo de análisis de oxidante comprende cuando menos un detector de temperatura para medir el calor de la reacción del oxidante con un reactivo apropiado con el propósito de detectar y medir la concentración del oxidante presente en la solución. En un análisis típico, la disolución total de la muestra es de aproximadamente 8.75x para el módulo del oxidante, cuando se esta midiendo el calor de la reacción para el peróxido de hidrógeno. De manera alternativa, el módulo de análisis de oxidante puede también detectar y medir la concentración del oxidante mediante el potencial redox o mediante mediciones de conductividad diferencial con un reactivo apropiado, que incluye pero no se limita a, ión ferroso. Los ejemplos de oxidantes incluyen, pero no se limitan a, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, óxidos de nitrógeno, y combinaciones de los mismos.

Módulo de Análisis de Ión de Metal Cuando hay iones de metal disueltos presentes en el fluido del baño limpiador de metales, el módulo de análisis de ión de metal comprende una celda fotométrica para detectar y medir de manera fotométrica la concentración de iones presentes en el fluido del baño limpiador de metales. En un análisis típico, la disolución total de la muestra es de aproximadamente 29x para el módulo de ión de metal. Los iones de metal se detectan mediante la reacción del ión de metal con un ligando apropiado para la detección fotométrica. Los ejemplos de iones de metal incluyen, pero no se limitan a, hierro, níquel y cromo. El complejo de ligando de metal resultante puede absorber en la región ultravioleta, cerca de la ultravioleta, visible o cerca de la infrarroja del espectro electromagnético. Los ligandos adecuados incluyen, pero no se limitan a, citrato, orto-fenantrolina y tiocianato. De manera alternativa, el módulo de análisis de ión de metal puede medir la densidad de la muestra. La concentración de iones de metal se puede calcular entonces a partir de la densidad, una vez que se haya corregido la densidad para los efectos de los ácidos en la muestra. También, de manera alternativa, se puede determinar la concentración de iones de metal a partir de las mediciones de conductividad diferencial después de agregar un reactivo apropiado a la muestra.

Discusión Los módulos del analizador de la presente invención se pueden intercambiar a fin de realizar las mediciones particulares de interés, dependiendo de los constituyentes en el fluido del baño limpiador de metales. Por ejemplo, un módulo de detección de temperatura que se usa para medir la concentración del peróxido de hidrógeno por medio de calentar la reacción con hierro ferroso, se podría reemplazar con un módulo de electrodo específico del ión para medir la concentración del ión de cloruro. Además, los módulos permiten que se use la química más sencilla con cada medición del componente. A la inversa, si las muestras se pasaron de manera secuencial a través de diferentes módulos, los reactivos que se introducen en los módulos anteriores podrían interferir con las mediciones que se realizaron en módulos posteriores. El diseño de análisis paralelo evita la contaminación cruzada de las muestras antes del análisis. En el aparato de la presente invención, una muestra que contiene cuando menos un constituyente se pasa a través de un intercambiador de calor a fin de mantener la solución de la muestra a una temperatura de aproximadamente 29.44°C (302.59°K, 85°F) o menor. Después se puede diluir la muestra con agua. La disolución inicial de la muestra con agua es aproximadamente una disolución de 2x. La conductividad se mide en esta muestra diluida. Debido a que la conductividad es una medición de propiedad física, las características químicas del flujo de la muestra diluida a 2x no se alteran por la medición de la conductividad. Cuando se prueba una muestra para una sola concentración de ácido fuerte, el análisis es, con respecto al módulo de análisis de ácido fuerte, secuencial con respecto a los otros módulos de análisis restantes (ver por ejemplo, la Figura 1). Una vez que la muestra ha fluido a través del módulo de análisis de ácido fuerte, la muestra diluida se envía de manera sustancialmente simultánea a dos o más módulos de prueba. Todos los módulos, con la excepción del módulo de conductividad, el cual usa la muestra de disolución a 2x, y el módulo de óxidos de nitrógeno, el cual usa la muestra sin diluir, extraen sobre el flujo de muestra a partir del eliminador de burbujas para el análisis.

Todos los módulos se interconectan con una computadora que realiza los cálculos necesarios y reporta los resultados de los análisis.

Calibración: La calibración contra las soluciones estándares se deberá realizar sobre una base periódica. Estas pruebas de calibración pueden incluir conductividad, cambio de temperatura diferencial, respuesta del electrodo de ión especifico y respuesta fotométrica.

EJEMPLOS EJEMPLO 1: H2S04/HF/Fe3+/H202 La muestra del fluido del baño limpiador de metales se mueve a través de un intercambiador de calor y se enfrió a aproximadamente 23.88°C (297.04°K, 75°F) . Después se diluye la muestra con un volumen igual de agua. La muestra se mueve a través del módulo de ácido fuerte, en donde se toman las mediciones de conductividad y de temperatura. El valor de conductividad se corrige por la temperatura y las interacciones del ácido fluorhidricb . Después se usa el valor corregido para calcular la concentración de ácido sulfúrico.

Sustancialmente de manera simultánea, se mueve una porción de la muestra diluida a través del módulo de ácido fluorhídrico (ácido débil) . Dentro de este módulo, se combina la muestra con un reactivo de ácido bórico. Se miden de manera individual la temperatura de la muestra entrante (TI) y 'la temperatura del reactivo de ácido bórico (T2) . También se mide la temperatura de la mezcla resultante (T3) . Si los flujos de la muestra y el reactivo son iguales, el cálculo de la concentración de ácido tiene la forma de: Concentración FH = factor empírico x [T3- (1/2 x TI) - (1/2 x T2) - vacio de agua] De manera alternativa, el módulo de medición de FH puede consistir de un electrodo especifico del ión. Dentro del módulo, la muestra se diluye además con agua adicional. Se mide el potencial del fluoruro, y la concentración de FH que se calculó a partir del potencial de fluoruro, después de que se corrigió el potencial del fluoruro para el efecto de la concentración del H2SO4. Una porción de la muestra diluida se mueve sustancialmente de manera simultánea a través del módulo de peróxido de hidrógeno. Dentro de este módulo, se combina la muestra con un reactivo de hierro ferroso. La temperatura de la muestra entrante (TI) y la temperatura del reactivo de hierro ferroso (T2) se miden de manera individual. También se mide la temperatura de la mezcla resultante (T3) . La velocidad del flujo de corriente de la muestra es aproximadamente 8 mililitros/minuto, y la velocidad del flujo de corriente del reactivo es aproximadamente 27 mililitros/minuto . El cálculo de la concentración de H202 tiene la forma de: Concentración H202 = factor empírico x [T3-(8/35 x TI) - (27/35 x T2) - vacio de agua] Una porción de la muestra diluida se mueve de manera sustancialmente simultánea a través del módulo de hierro (iones férricos y/o ferrosos). Dentro del módulo, la muestra se combina con el reactivo de ácido cítrico regulado por pH que también contiene ácido bórico y H202. Se usa un método fotométrico para medir la absorción de luz del complejo férrico-citrato amarillo. Se mide la absorción de luz del complejo. Se mide la absorción de luz del agua. Después se calcula la concentración de hierro a partir de la proporción de absorción del complejo de la muestra en comparación con la absorción del agua.

EJEMPLO 2: HC1/HF/FE2+ El fluido del baño limpiador de metales se mueve a través de un intercambiador de calor y se enfría a aproximadamente 23.88°C (297.04°K, 75°F) . Después se diluye la muestra con un volumen igual de agua.

La muestra se mueve a través del módulo de ácido fuerte, en donde se miden la conductividad y la temperatura. Se corrige el valor de conductividad para la temperatura y las interacciones a partir del ácido fluorhídrico y el hierro ferroso. Después se usa el valor corregido para calcular la concentración del ácido clorhídrico. Una porción de la - muestra diluida se mueve sustancialmente de manera simultánea a través del módulo de ácido fluorhídrico (ácido débil) . Dentro del módulo, la muestra se combina con un reactivo de ácido bórico. La temperatura de la muestra entrante (TI) y la temperatura del reactivo de ácido bórico (T2) se miden de manera individual. También se mide la temperatura de la mezcla resultante (T3) . Si el flujo de las corrientes de la muestra y el reactivo son iguales, el cálculo de la concentración de FH tiene la forma de : Concentración FH = factor empírico x [T3-(l/2 x TI) - (1/2 x T2) - vacío de agua] De manera alternativa, el módulo de medición de FH puede consistir de un electrodo específico del ión. Dentro del módulo, la muestra se diluye además con agua adicional. Se mide el potencial del fluoruro, y la concentración del FH que se calculó a partir del potencial del fluoruro, después de que se haya corregido el potencial del fluoruro para el efecto de la concentración de HCl. üna porción de la muestra diluida se mueve sustancialmente de manera simultánea a través del módulo de hierro (iones férricos y/o ferrosos) . Dentro de este módulo, la muestra se combina con el ' eactivo de ácido cítrico regulado por pH que contiene también ácido bórico y H2O2. Se usa un método fotométrico para medir la absorción de luz del complejo férrico-citrato amarillo. Se mide la absorción de luz del complejo. Se mide la absorción de luz del agua. Después se calcula la concentración de hierro a partir de la proporción de absorción del complejo de la muestra en comparación con la absorción del agua.

EJEMPLO 3 : H O3/HF/óxidos de nitrógeno/Fe+3 El fluido del baño limpiador de metales se mueve a través de un intercambiador de calor y se enfria a aproximadamente 23.88°C (297.04°K, 75°F) . Una porción de la muestra sin diluir se mueve a través del módulo de Nx0y. Dentro del módulo, la muestra se combina con un reactivo de ácido sulfúrico. La temperatura de la muestra entrante (TI) y la temperatura del reactivo de ácido sulfúrico (T2) se miden de manera individual. También se mide la temperatura de la mezcla resultante (T3) . La velocidad del flujo de corriente de la muestra está por arriba de 27 mililitros /minuto, y la velocidad del flujo de corriente del reactivo es aproximadamente 8 mililitros/ minuto. El cálculo de la concentración de Nx0y tiene la forma de : Concentración Nx0y = factor empírico x [T3- (27/35 x TI) - (8/35 x T2) - vacio de agua] Después se diluye la muestra con un volumen igual de agua. La muestra se mueve sustancialmente de manera simultánea a través del módulo de ácido fuerte en donde se miden la conductividad y la temperatura. Se corrige el valor de conductividad para la temperatura y las interacciones a partir del ácido fluorhídrico. Después se usa el valor corregido para calcular la concentración de ácido nítrico. Una porción de la muestra diluida se mueve sustancialmente de manera simultánea a través del módulo de ácido fluorhídrico. Dentro de este módulo, la muestra se combina con un reactivo de ácido bórico. La temperatura de la muestra entrante (TI) y la temperatura del reactivo de ácido bórico (T2) se miden de manera individual. También se mide la temperatura de la mezcla resultante (T3) . Si el flujo de las corrientes de la muestra y el reactivo son iguales, el cálculo de la concentración de FH tiene la forma de: Concentración FH = factor empírico x [T3- (1/2 x TI) - (1/2 x T2) - vacio de agua] De manera alternativa, el módulo de medición de FH puede consistir de un electrodo especifico del ión. Dentro del módulo, la muestra se diluye además con agua adicional. Se mide el potencial del fluoruro, y se calcula la concentración de FH a partir del potencial de fluoruro, después de que se ha corregido el potencial del fluoruro para el efecto de la concentración de HNO3. Una porción de la muestra diluida se mueve de manera sustancialmente simultánea a través del módulo de hierro (iones férricos y/o ferrosos) . Dentro del módulo, la muestra se combina con el reactivo de ácido cítrico regulado por pH que también contiene ácido bórico y H2O2. Se usa un método fotométrico para medir la absorción de luz del complejo férrico-citrato amarillo. Se mide la absorción de luz del complejo. Se mide la absorción de luz del agua. Después se calcula la concentración de hierro a partir de la proporción de absorción del complejo de la muestra en comparación con la absorción del agua.

EJEMPLO 4: H2S04/HCl/Fe2+ El fluido del baño limpiador de metales se mueve a través de un intercambiador de calor y se enfria a aproximadamente 23.88°C (297.04°K, 75°F) . Después se diluye la muestra con un volumen igual de agua. La muestra se mueve a través del módulo de ácido fuerte en donde se miden la conductividad y la temperatura. El valor de conductividad se corrige para la temperatura y las interacciones a partir del ácido fluorhídrico y el hierro ferroso. El valor corregido se usa entonces para calcular la concentración de ácido sulfúrico. La medición de ácido clorhídrico consiste de un electrodo específico del ión. Dentro del módulo, la muestra se diluye adicionalmente con agua. Se mide el potencial del cloruro, y se calcula la concentración de HC1 a partir del potencial de cloruro. Una porción de la muestra diluida se mueve de manera sustancialmente simultánea a través del módulo de hierro (iones férricos y/o ferrosos). Dentro del módulo, la muestra se combina con el reactivo de ácido cítrico regulado por pH que también contiene ácido bórico y H2O2. Se usa un método fotométrico para medir la absorción de luz del complejo férrico-citrato amarillo. Se mide la absorción de luz del complejo. Se mide la absorción de luz del agua. Después se calcula la concentración de hierro a partir de la proporción de absorción del complejo de la muestra en comparación con la absorción del agua.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato analizador modular para determinar la concentración de constituyentes en una solución de fluido del baño limpiador de metales, al aparato analizador que comprende: a) un elemento de disolución de solución; b) cuando menos dos módulos de análisis que se interconectan de manera serial para medir y reportar la concentración de los constituyentes, en donde uno de los módulos de análisis es un módulo de oxidante, el cual se diseña para medir la concentración de un oxidante que se determina usando un método de análisis cuantitativo que se selecciona a partir del calentamiento de las mediciones de la reacción, las mediciones del potencial redox, y las mediciones de la conductividad diferencial, en donde el oxidante se selecciona a partir del grupo que consiste de peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, óxidos de nitrógeno, y combinaciones de los mismos, y estos otros módulos se seleccionan a partir de módulos de ácido fuerte, módulos de ácido débil, y módulos de ión de metal, y en donde cada uno de los módulos mide y reporta de manera individual la concentración de un solo constituyente; y c) elementos de drenaje que conectan los elementos de disolución de la solución y los cuando menos dos módulos que se interconectan de manera serial de manera que una muestra que entra al aparato se envía a cada uno de los dos módulos que se pueden interconectar .

2. El analizador de la reivindicación 1, en donde el módulo de ácido fuerte se conecta de manera serial a, mediante el elemento de drenaje, el módulo de oxidante y a cuando menos otro módulo que se selecciona a partir del módulo de ácido débil, y el. módulo de ión de metal.

3. El analizador de la reivindicación 2, en donde el módulo de oxidante y cuando menos un módulo que se selecciona a partir del módulo de ácido débil, y el módulo de ión de metal, se conectan en paralelo uno con el otro mediante el elemento de drenaje y el módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal siguen el módulo de ácido fuerte, basándose en la dirección de flujo del fluido.

4. El analizador de la reivindicación 3, en donde el módulo de ácido fuerte mide la concentración de ácidos fuertes mediante conductividad.

5. El analizador de la reivindicación 4, en donde los ácidos fuertes se seleccionan a partir del grupo que consiste de ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido sulfúrico .

6. El analizador de la reivindicación 3, en donde el módulo de ácido fuerte mide la concentración de ácidos fuertes por medio de medir la presencia de un ión especifico que se asocie con el ácido fuerte.

7. El analizador de la reivindicación 3, en donde el módulo de ácido débil mide y reporta la concentración de ácidos débiles mediante el uso de un electrodo especifico del ión para la medición de un ión que se asocie con el ácido débil.

8. El analizador de la reivindicación 3, en donde el módulo de ácido débil mide y reporta la concentración de ácidos débiles por medio usar cuando menos un detector de temperatura para medir un calor de la reacción del ácido débil con un reactivo apropiado.

9. El analizador de la reivindicación 1, en donde la concentración del oxidante se mide mediante cuando menos un detector de temperatura para medir el calor de la reacción del oxidante con un reactivo apropiado.

10. El analizador de la reivindicación 1, en donde la concentración del oxidante se mide mediante las mediciones de conductividad diferencial con un reactivo apropiado.

11. El analizador de la reivindicación 3, en donde el módulo de ión de metal mide la concentración de los iones de metal de manera fotométrica .

12. El analizador de la reivindicación 11, en donde los iones de metal se hacen reaccionar con un ligando para formar un complejo metal-ligando para la detección fotométrica .

13. El analizador de la reivindicación 12, en donde el complejo metal-ligando absorbe la luz en la región cerca de ultravioleta, ultravioleta, visible o cerca de infrarrojo del espectro electromagnético.

14. El analizador de la reivindicación 13, en donde el ión de metal se selecciona a partir del grupo que consiste de iones de hierro, cromo y níquel.

15. El analizador de la reivindicación 14, en donde el ligando se selecciona a partir del grupo que consiste de citrato, orto-fenantrolina y tiocianato.

16. El analizador de la reivindicación 3, en donde la solución se mueve inicialmente a través de un intercambiador de calor antes de que se mueva la solución a través del eliminador de burbujas y los módulos de análisis.

17. El analizador de la reivindicación 16, en donde el intercambiador de calor mantiene la solución a la temperatura de aproximadamente 29.44°C (302.59°K, 85°F) o menos .

18. El analizador de la reivindicación 17, en donde se coloca un eliminador de burbujas en serie, siguiendo el módulo de ácido fuerte y precediendo el módulo de ácido débil, el módulo de oxidante, y el módulo de ión de metal.

19. Un método para analizar la solución de fluido del baño limpiador de metales, el método que comprende los pasos de: a) proporcionar la solución del fluido del baño limpiador de metales, el cual comprende ácidos fuertes, ácidos débiles, oxidantes, iones de metal y combinaciones de los mismos. b) mover la solución a través de un intercambiador de calor para mantener la solución muestra a la temperatura de aproximadamente 23.89°C (302.59°K, 85°F) o menos; c) diluir la solución con un volumen igual de agua; d) mover la solución a través del módulo de ácido fuerte para la determinación de la concentración de ácido fuerte; e) mover la solución a través de un eliminador de burbujas el cual se configura de. manera serial con los módulos; f) mover la solución a través de un módulo de oxidante, en donde el módulo de oxidante mide la concentración de un oxidante que se selecciona a partir del grupo que consiste de peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, óxidos de nitrógeno, y combinaciones de los mismos; y g) mover la solución a través de cuando menos un módulo de análisis que se puede interconectar adicional, en donde los módulos se conectan de manera serial con el módulo de ácido fuerte y en paralelo uno con el otro mediante el elemento de drenaje, los módulos adicionales que se seleccionan a partir del grupo que consiste del módulo de ácido débil, el módulo de ión de metal y en donde cada uno de estos módulos mide y reporta la concentración de un solo constituyente.

20. El método de la reivindicación 19, en donde el módulo de ácido fuerte mide la concentración de los ácidos fuertes mediante conductividad.

21. El método de la reivindicación 20, en donde el módulo de ácido débil mide la concentración de los ácidos débil por medio de usar un electrodo especifico del ión para la medición de un anión que se asocia con el ácido débil.

22. El método de la reivindicación 21, en donde el módulo de oxidante comprende cuando menos un detector de temperatura para medir el calor de la reacción del oxidante con un reactivo apropiado.

23. El método de la reivindicación 22, en donde el módulo de análisis de ión de metal mide la concentración de los iones de metal de manera fotométrica por medio de hacer reaccionar un ión de metal con un ligando, para formar un complejo metal-ligando para la detección fotométrica. RESXJ½ La presente invención se relaciona con un sistema analizador modular para el análisis de cuando menos dos o más componentes químicos contenidos en la solución del fluido del baño limpiador de metales. Los módulos del analizador incluyen un módulo de análisis de ácido fuerte, un módulo de análisis de ácido débil, un módulo de análisis de oxidante, y un módulo de análisis de ión de metal. Estos cuatro módulos se pueden usar en cualquier combinación, que incluye el uso de más de uno del mismo tipo de módulo de análisis.