DE1583886C - Verfahren zum Hersteilen schwefelhal tiger Karbonylnickel Pellets - Google Patents
Verfahren zum Hersteilen schwefelhal tiger Karbonylnickel PelletsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen schwefelhaltiger Karbonylnickel-Pellets
durch thermisches Zersetzen eines Nickelkarbonyl enthaltenden Gases.
Pellets aus Karbonylnickel werden üblicherweise nach dem bekannten Mond-Verfahren, bei dem
Nickelkarbonyl thermisch zersetzt wird, hergestellt. Die Pellets bestehen aus einem Nickel hoher Reinheit,
wobei besondere Vorsorge getroffen wird, jede Verunreinigung des Nickels mit Schwefel zu vermeiden;
da der Schwefel die Duktilität des Nickels beeinträchtigt. Demzufolge liegt der Schwefelgehalt von
Nickelpellets normalerweise unter 0,001 %. Aus der deutschen Patentschrift 823 522 ist auch eine Kobalt-Nickel-Anode
mit 0,15 bis 0,35% Kohlenstoff, 0,001 bis 0,02% Schwefel, 0,01 bis 0,67% Silizium, 0,02 bis
0,15% Magnesium sowie fakultativen Gehalten an Mangan, Eisen und Kupfer, Rest Nickel und Kobalt
bekannt. Nach der USA.-Patentschrift 2 623 848 gehört zum Stande der Technik auch ein Verfahren zum
Herstellen von Elektrolytnickel mit einem Schwefelgehalt von etwa 0,06 bis 0,5%. bei dem ein Verunreinigungen
enthaltendes Nickel anodisch gelöst, anschließend raffiniert und mit Schwefeldioxyd versetzt
sowie elektrolytisch abgeschieden wird.
Schließlich ist es aus K i e f f e r — H ο t ο p, »Pulvermetallurgie
und Sinterwerkstoffe«, 1968, S. 21, bekannt, Nickellegierungen durch thermisches Zersetzen
eines Mischgases aus den Karbonylen der Metalle Nickel, Kobalt, Wolfram, Molybdän und
Chrom herzustellen.
Beim galvanischen Abscheiden von Nickel aus ein oder mehrere Nickelsalze enthaltenden wäßrigen
Bädern ergeben sich besondere Vorteile aus der Verwendung von schwefelhaltigen Karbonylnickel-Pellets.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht mithin darin, ein Verfahren zum Herstellen solcher
Pellets zu schaffen, das sich besonders wirtschaftlich durchführen läßt und schwefelhaltige Nickelpellets
mit homogener Schwefelverteilung ergibt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
bei dem eingangs erwähnten Verfahren ein Mischgas aus Nickelkarbonyl und Kohlenstoffoxysulfid (COS)
zu zersetzen.
Da die Zersetzungsgeschwindigkeit des. Kohlenstoffoxysulfids der des Nickelkarbonyls entspricht,
werden Nickel und Schwefel in einem der Konzentration in der Gasphase entsprechenden Verhältnis
gleichzeitig und gleichmäßig niedergeschlagen. Demzufolge braucht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
lediglich eine solche Menge Kohlenstoffoxysulfid in die Zersetzungskammer eingeführt zu werden, daß die
fertigen Pellets den gewünschten Schwefelgehalt besitzen.
Die Wirksamkeit der Anodenpellets wird durch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingeführten
sehr geringen Schwefelgehalts verbessert; so beträgt der Schwefelgehalt vorteilhafterweise mindestens
0,005%· Höhere Schwefelgehalte ergeben ein besseres Lösen, erhöhen jedoch auch den Anfall an nichtmetallischem Anodenschlamm. Demzufolge sollte der
Schwefelgehalt höchstens 0,07 oder 0,1% betragen und vorzugsweise 0,03% nicht übersteigen.
Der optimale Schwefelgehalt als Anodenmaterial geeigneter Nickelpellets liegt bei 0,012 bis 0,014%,
so daß das Voliimenverhältnis des Nickelkarbonyls zum in die Zersetzungskammer eingeleiteten Kohlenstoffoxysulfid
bei 4540 : 1 bis 3780 : 1 liegen sollte.
Bei dem bekannten Mond-Verfahren wird das Nickelkarbonyl durch die Reaktion von Kohlenmonoxyd
mit einem Nickelstein oder einem anderen nickelhaltigen Material gewonnen, wobei das Kohlenmonoxyd
gewöhnlich zwischen einem Verflüchtigungsturm und einer Zersetzungskammer zirkuliert. Die
Verwendung von Kohlenstoffoxysulfid besitzt somit den Vorteil, daß das bei dessen Zersetzung anfallende
Kohlenmonoxyd sich mit dem bei der Zersetzung des Nickelkarbonyls anfallenden Kohlenmonoxyd vermengt
und dem Verflüchtigungsturm wieder zugeführt werden kann, so daß sich keine Verunreinigung des
umgewälzten Kohlenmonoxyds ergibt.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Mond-Verfahrens wandern die Pellets im Gegenstrom zu einem Gemisch aus Nickelkarbonyl und Kohlenmonoxyd durch eine Zersetzungskammer und werden über einen Vorwärmer wieder in die Zersetzungskammer eingespeist, in der sie ihre Wärme abgeben.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Mond-Verfahrens wandern die Pellets im Gegenstrom zu einem Gemisch aus Nickelkarbonyl und Kohlenmonoxyd durch eine Zersetzungskammer und werden über einen Vorwärmer wieder in die Zersetzungskammer eingespeist, in der sie ihre Wärme abgeben.
Dabei werden die Pellets im allgemeinen mittels eines Förderers vom Boden der Zersetzungskammer in den
oberen Teil des Vorwärmers eingespeist. Dieses Verfahren ist in der britischen Patentschrift 620 287 beschrieben.
Bei dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Pellets in der vorbeschriebenen
Weise hergestellt.
Das Gasgemisch enthielt 8,4 Volumprozent Ni(CO)4, was einem Nickeläquivalent von 210 g/m3
entspricht, und wurde in einer Menge von 90 m3/n durch die Anlage gefördert. Das Kohlenstoffoxysulfid
wurde in den Frischgasstrom in einer Menge von 2 l/h eingespeist. Die Temperatur der Nickelpellets in
der Zersetzungskammer lag bei 200° C. Innerhalb von 24 Stunden wurden 454 kg Nickelpellets mit einem
Schwefelgehalt von 0,014% hergestellt.
Es können auch andere schwefelhaltige Gase, beispielsweise Schwefelwasserstoff, benutzt werden, um
den Schwefel in die in der Zersetzungskammer entstehenden Nickelpellets einzubringen; andere Gase
besitzen jedoch nicht die Vorteile der Verwendung von Kohlenstoffoxysulfid. Überraschenderweise sind
Schwefeldioxyd und Kohlenstoffdisulfid verhältnismäßig
unwirksam.
Ein Vorteil der Verwendung von Kohlenstoffoxysulfid im Gegensatz zu anderen schwefelhaltigen
Gasen, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff, liegt darin, daß im Hauptkreislauf des Kohlenmonoxyds
zwischen dem Verflüchtigungsturm und der Zersetzungskammer nur eine verhältnismäßig geringe
Reinigung erforderlich ist, um eine hohe Kohlenstoffmonoxydkonzentration beizubehalten, während bei
der Zersetzung von Schwefelwasserstoff oder anderen Schwefelgasen Zersetzungsprodukte anfallen, die — natürlich
zusammen mit einer gewissen Menge Kohlenmonoxyd — aus dem Kreislauf entfernt werden müssen.
Der wesentliche Vorteil des Einbringens des Schwefels in die Nickelpellets nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren liegt in der homogenen Verteilung des Schwefels, woraus sich eine entsprechende Verringerung
der Menge an Anodenschlamm ergibt, wenn die Pellets als Anoden beim galvanischen Abscheiden
von Nickel verwendet werden. Dieser Vorteil zeigt sich deutlich bei einem Vergleich der Menge des
Anodenschlamms beim Lösen verschiedener schwefelhaltiger Anodenwerkstoffe während der Elektrolyse
unter jeweils gleichbleibenden Bedingungen.
| Anodenschlamm (%) | metallischer | |
| Anodenmaterial | Anteil | |
| insgesamt | ||
| Karbonylnickel-Pellets mit | ||
| 0,013% S, erfindungs | ||
| gemäß hergestellt unter | ||
| Verwendung von Kohlen- | ||
| stoffoxysulfid in der Zer | 0,0005 | |
| setzungskammer | 0,17 | |
| Karbonylnickel-Pellets mit | ||
| 0,009 7o S, hergestellt unter | ||
| Verwendung von Schwefel | ||
| wasserstoff in der Zer | 0,34 | |
| setzungskammer | 0,39 | |
| Karbonylnickel-Pellets mit | ||
| 0,018 % S, hergestellt unter | ||
| Verwendung von Schwefel | ||
| wasserstoff in der Zer | 0,10 | |
| setzungskammer | 0,27 | |
| Elektrolyt-Nickel mit Spuren | 0,44 | |
| an Schwefel | 0,59 |
Claims (3)
1. Verfahren zum Herstellen schwefelhaltiger Karbonylnickel-Pellets durch thermisches Zersetzen
von Nickelkarbonyl enthaltendem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Mischgas aus Nickelkarbonyl und Kohlenstoffoxysulfid zersetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis des Nickelkarbonyls
und des Kohlenstoffoxysulfids im in eine Zersetzungskammer eingeleiteten Mischgas 4540:1
bis 3780: 1 beträgt.
3. Verwendung der nach den Verfahren der Ansprüche 1 und 2 hergestellten Nickelpellets als
Anodenmaterial beim galvanischen Abscheiden von Nickel.
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