DD225721A1

DD225721A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF STARTPARTICLES FOR THE ELECTROLYTIC DEPOSITION OF STICK NICKEL

Info

Publication number: DD225721A1
Application number: DD26338884A
Authority: DD
Inventors: Andreas Kirchhof; Klaus Hein; Eberhard Saage
Original assignee: Funk A Bergbau Huettenkombinat
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1985-08-07
Also published as: DD225721B1

Abstract

Die Erfindung betrifft die schmelzmetallurgische Herstellung von Startpartikeln aus schwefeldepolarisiertem Nickel, die zur Erzeugung von Nickelgranalien in Elektrolyseeinrichtungen mit bewegter Schuettgutkatode dienen. Verfahrensgemaess wird Reinnickel eingeschmolzen, bei Temperaturen 1 450 C desoxydiert, aufgekohlt auf 0,2 bis 1,0 Masse-% C, durch Zugabe einer Nickel-Schwefel-Vorlegierung ein Gehalt von 0,02 bis 0,15 Masse-% S eingestellt und die Schmelze in feinkoerniger Form in die feste Phase ueberfuehrt. Das Verfahren liefert kugelfoermige, massive Startpartikel, die in den Galvanikanlagen mit der gesamten Nickelgranalie rueckstandslos aufgezehrt werden. Mit den Startpartikeln wird die Erzeugung glatter, gut schuettfaehiger Nickel-Granalien fuer Galvanikanlagen garantiert. Das Verfahren besitzt hohe Produktivitaet und ist in konventionellen Anlagen der Nickelmetallurgie durchfuehrbar.The invention relates to the melt-metallurgical production of starting particles of sulfur-depleted nickel, which serve to produce nickel granules in electrolysis devices with moving Schuettgutkatode. Verfahrengemaess pure nickel is melted, deoxidized at temperatures 1 450 C, carburized to 0.2 to 1.0 mass% C, adjusted by addition of a nickel-sulfur master alloy, a content of 0.02 to 0.15 mass% S and the melt in feinkoerniger form in the solid phase überfuehrt. The process produces globular, massive starting particles that are completely consumed in the galvanic plants with the entire nickel granularity. With the starting particles, the production of smooth, good schuettfaehiger nickel granules for galvanic plants is guaranteed. The process has high productivity and can be carried out in conventional nickel metallurgy plants.

Description

Verfahren zur Herstellung von Startpartikeln für die elektrolytische Abscheidung von StücknickelProcess for the preparation of starting particles for the electrolytic deposition of piece nickel

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Startpartikeln, die zur elektrolytischen Abscheidung von schwefeldepolarisiertem Stücknickel, insbesondere in Granalienform, in Elektrolyseeinrichtungen mit bewegter Schüttgutkatode dienen.The invention relates to a process for the preparation of starting particles, which serve for the electrolytic deposition of sulfur-depolarized nickel pieces, in particular in granule form, in electrolysis devices with moving bulk material cathode.

Bekanntermaßen wird schwefeidepolarisiertes Nickel in stükkiger Form auf elektrolytischem Wege in bekannten Einrichtungen mit bewegter Schüttgutkatode hergestellt, wobei Startpartikel, die einen Bruchteil des Volumens dar endlichen Nickelstücke besitzen, als Ausgangsmaterial verwendet werden.As is known, schwefeidepolarisiertes nickel is produced in the form stükkiger electrolytically in known devices with moving Schüttgutkatode, wherein starting particles having a fraction of the volume is finite nickel pieces have to be used as starting material.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist ein elektrolytisches Verfahren zur Herstellung von Keimen bekannt, demgemäß die Keime aus einem nachfolgend zu Granalien zu verarbeitenden Material auf Kontaktspitzen abgeschieden und nach Erreichen einer definierten Gröoe von den Kontaktspitzen abgetrennt werden. Aus diesen Keinen werden anschließend Granalien verwertbarer Größe auf ebenfalls elektrolytischem Wege hergestellt (DE-AS 2.239.907). Das Verfahren hat den Nachteil, daß diese Art Startpartikel in Form von Nadeln und Dendriten anfallen, wodurch bei der nachfolgenden elektrolytischen Beschichtung Granalien unterschiedlichster Gestalt und mit teilweise zerklüfteter und dendritischer Oberfläche entstehen.It is known an electrolytic process for the production of germs, according to which the seeds are deposited from a subsequently to be processed granules material on contact tips and separated after reaching a defined size of the contact tips . Granules of usable size are subsequently produced from these clays in a likewise electrolytic manner (DE-AS 2,239,907). The method has the disadvantage that this type of starting particles in the form of needles and dendrites, resulting in the subsequent electrolytic coating granules of different shapes and with partially fissured and dendritic surface.

Derartige Granalien sind nicht gut schüttfähig und führen in, den Anlagen zur Vernickelung infolge Brückenbildung in den •Anodenkörben zu Störungen des Galvanisierbetriebes, so daß ein hoher Aufwand für Kontrolle und Überwachung erforderlich wird. Für den Einsatz in automatisch arbeitenden Galvanisieranlagen sind diese Granalien deshalb weitgehend ungeeignet.Such granules are not very free-flowing and cause in the systems for nickel plating as a result of bridge formation in the anode baskets to malfunctions of Galvanisierbetriebes, so that a high cost of control and monitoring is required. For use in automatic galvanizing these granules are therefore largely unsuitable.

Es ist bekannt, zur Erzielung kugelförmiger, gut schüttfähiger Granalien aus schwefeldepolarisiertem Nickel mittels Elektrolyse in Einrichtungen mit bewegter Schüttgutkatode Kügelchen als Startpartikel zu verwenden, die entweder aus elektrisch leitendem Material, wie Titan oder Graphit, oder aus einem mit einer leitenden Nickelschicht versehenen nichtleitendem Material, wie Glas oder Plaste, hergestellt sind (Stand der Technik zu DD-WP 139 604).It is known to use beads as starting particles for the production of globular, readily pourable granules of sulfur-depolarized nickel by electrolysis in moving bulk cathode devices, either of electrically conductive material such as titanium or graphite, or of a non-conductive material provided with a conductive nickel layer. as glass or plastic, are prepared (prior art to DD-WP 139 604).

Derartige Startpartikel haben den Nachteil, daß sie aus einem artfremden und deshalb notwendigerweise anodisch nicht löslichen Material bestehen. Das führt beim Einsatz der daraus hergestellten Granalien aus schwefeldepolarisiertem Nickel in den Galvanikanlagen dazu, daß die Startpartikel in den Anodenkörben zurückbleiben, nachdem die Granalien aufgebraucht sind. Dadurch.ergeben sich zunehmend instabile Bedingungen in der Galvanikanlage, die zu sehr unterschiedlicher Qualität der abgeschiedenen Schichten führen können. Die Anodenkörbe müssen deshalb insbesondere bei hohem Durchsatz in kurzen Abständen gewechselt werden, wodurch Betriebsstillstände und damit Produktivitätsverluste entstehen. Es ist ferner von Nachteil, daS die Startpartikel aus artfremdem Material teuer in der Herstellung, aber nur einmalig verwendbar sind, da eine Rückführung zur erneuten Granalienherstellung wegen der vielen Anfallstellen und der damit notwendigen umfangreichen Organisation der Erfassung und des Rücktransportes nicht lohnt .Such starting particles have the disadvantage that they consist of a dissimilar and therefore necessarily anodically insoluble material. This results in the use of the prepared granules of sulfur depolarized nickel in the electroplating plants that the starting particles remain in the anode baskets after the granules are used up. This results in increasingly unstable conditions in the electroplating plant, which can lead to very different quality of the deposited layers. The anode baskets must therefore be changed at short intervals, especially at high throughput, resulting in downtime and thus productivity losses. It is also disadvantageous that the starting particles of foreign material are expensive to produce, but only used once, as a return for re-granule production is not worthwhile because of the many collection points and the necessary extensive organization of detection and return transport.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Startpartikel herzustellen, die für die Erzeugung von Granalien aus schwefeldepolarisiertem Nickel auf elektrolyt ischern Wege geeignet sind und die Granalien liefern, welche eine gute Schüttfähigkeit aufweisen und Rückstände in den Anodenkörben der Galvanikanlagen ausschließen .The aim of the invention is to produce starting particles which are suitable for the production of granules of sulfur-depolarized nickel in electrolytic ways and which provide granules which have a good pourability and exclude residues in the anode baskets of the galvanic plants.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schmelzmetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Startpartikeln zu entwickeln, die aus schwefeidepolarisiertem· Nickel -bestehen.The object of the invention is to develop a melt-metallurgical process for the production of starting particles which consists of sulfur-silk-polarized nickel.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Nickel mit einer Reinheit von mindestens 99,0 Masse-% Nickel eingeschmolzen, bei einer Temperatur >-1450 C desoxydie.rt und aufgekohlt, durch Zugabe einer 'Nickel-Schv/efel-Vorlegierung ein einem schwefeidepolarisierten Nickel entsprechender Schwefelgehalt in der Schmelze eingestellt und diese anschließend in feinkörniger Form in die feste Phase überführt, vorzugsweise granuliert wird. Die Aufkohlung des Nickels erfolgt auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,2 bis 1,0 Masse-%. Der Schwefelgehalt in den Startpartikeln beträgt vorzugsweise 0,02 bis 0,15 Masse-%. Zur Einstellung des Schwefelgehaltes wird eine Nickel-Schwefel-Vorlegierung mit vorzugsweise 10 bis 20 Masse-% Schwefel eingesetzt .Die vorzugsweise Granulierung der Schmelze zu Startpartikeln erfolgt mittels bekannter Methoden auf eine Körnung von insbesondere 0,5 bis 5,0 mm.According to the invention, the object is achieved in that nickel with a purity of at least 99.0% by mass of nickel melted at a temperature> -1450 C desoxydie.rt and carburized, by adding a 'nickel Schv / efel master alloy a schwefeidepolarisierten Nickel corresponding sulfur content is adjusted in the melt and this then transferred in fine-grained form in the solid phase, preferably granulated. The carburizing of the nickel is carried out to a carbon content of 0.2 to 1.0 % by mass. The sulfur content in the starting particles is preferably 0.02 to 0.15 mass%. To adjust the sulfur content, a nickel-sulfur master alloy with preferably 10 to 20% by mass of sulfur is used. The preferably granulation of the melt to give starting particles by means of known methods to a grain size of in particular 0.5 to 5.0 mm.

Eine gleichmäßige Körnigkeit der Startpartikel wird durch eine Granulierung über ein Rad in ein Wasserbad erzielt.A uniform granularity of the starting particles is achieved by granulation via a wheel in a water bath.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben . · Elektrolytnickel (99,9 Masse-% Ni) in Form von Katodenblechabschnitten wird in einem Induktionsofen eingeschmolzen. Nach Erreichen einer Temperatur von 1550 ⁰C wird die Schmelze mit Koksgrus desoxydiert und auf einen Kohlenstoffgehalt von 0,4 Masse-% C aufgekohlt . Anschließend erfolgt die Einstellung des Schwefelgehaltes von 0,1 Masse-jo S durch Aufgabe einer grobstückigen Nickel-Schwefel-Vorlegierung, die 18 Masse-% S enthält. Nach Durchmischung der Schmelze wird diese bei 1550 C in an sich bekannter Weise über ein Rad in ein V/asserbad granuliert. .The invention will be described in more detail using an exemplary embodiment. · Electrolyte nickel (99.9% by mass Ni) in the form of cathode sheet sections is melted down in an induction furnace. After reaching a temperature of 1550 ⁰ C, the melt is deoxidized with coke breeze and carburized to a carbon content of 0.4 mass% C. Subsequently, the adjustment of the sulfur content of 0.1 mass-jo S by abandonment of a coarse nickel-sulfur master alloy, which contains 18% by mass of S. After thorough mixing of the melt, this is granulated at 1550 C in a conventional manner via a wheel in a V / asserbad. ,

Es wird ein hoher Prozentsatz massiver Nickelkügelchen mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm erzielt. Sie besitzen eine glatte Oberfläche und werden vom Unter- und überkorn abgesiebt, das zweckrnäßigerweise direkt in den Schmelzprozeß zurückgeführt wird. Das abgesiebte Material kann erforderlichenfalls mittels eines Wendelscheider von· den möglicherweise vorhandenen wenigen unrunden und spratzigen Partikeln getrennt werden, so daß stets einwandfreie Startpartikel, die rund, glatt und massiv sind, zur Verfügung stehen.A high percentage of solid nickel beads with a diameter of 1 to 3 mm is achieved. They have a smooth surface and are screened from the undersize and oversize, which is expediently returned directly to the melting process. If necessary, the screened material can be separated by means of a helical separator from possibly a few non-round and sticky particles, so that perfect starting particles which are round, smooth and solid are always available.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß aus schwefeidepolarisiertem Nickel Startpartikel hergestellt werden, d.h. aus einem Material, das in der Galvanik zusammen mit dem elektrolytisch abgeschiedenen Mantel der Granalie, der wie bereits dargestellt, ebenfalls aus schwefeidepolarisierten Nickel besteht, rückstandslos aufgebraucht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, daß die erzielten kugelförmigen, massiven Startpartikel die Erzeugung kugeliger, glatter, gut schüttfähiger Granalien gewährleisten, die eine, auch automatisierte, störungsfreie Zuführung in die Anodenkörbe der Galvanikanlagen gestatten.The process of the invention has the advantage of producing starting particles from sulfur-polarized nickel, i. from a material that is used up in the electroplating together with the electrolytically deposited shell of Granalie, which, as already shown, also made of sulfur-polarized nickel, without residue. The inventive method has the further advantage that the obtained spherical, massive starting particles ensure the production of spherical, smooth, well pourable granules, which allow a, even automated, trouble-free feeding into the anode baskets of galvanic plants.

Das erfindungsgenäße Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß es eine hohe Produktivität besitzt und mit wenigen Chargen die Herstellung einer großen Menge von Startpar--. tikeln gewährleistet und daß es in den in der Nickelmetal· lurgie üblichen Einrichtungen durchführbar ist.The erfindungsgenäße method also has the advantage that it has a high productivity and with a few batches, the production of a large amount of Startpar--. and that it is practicable in the facilities customary in nickel metallurgy.

Claims

invention claim

1. A process for the preparation of starting particles, which are used for the production of bulk capable schvvef el'depolarisiertem nickel in granules form in electrolysis devices with moving bulk cathode, characterized in that

Nickel metal melted with at least 99.0% by weight of Mi, at a melt temperature of:> 1450 ^° C.
deoxidized and carburized by addition of a nickel-sulfur master alloy to a sulfur depolarized one
Appropriate sulfur content in the melt set and this then in fine-grained form in
the solid phase is transferred.

2. The method according to item 1, characterized in that the content of carbon in the starting particles to 0.2 to. 1.0% by mass is set.

3. The method according to item 1, characterized in that the content of sulfur in the starting particles to 0.02 to 0.15
Mass% is set.

4. The method according to item 1 and 3, characterized in that the nickel-sulfur master alloy contains 10 to 20 mass% sulfur.

5. The method according to item 1, characterized in that the
Starting particles are produced in the particle size range 0.5 to 5.0 mm.

6. The method according to item 1 and 5, characterized in that the transfer of the melt in the form of solid particles
by granulation via a wheel in a water bath.