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Verfahren zur Herstellung von Nickelanoden Nickelanoden neigen oft
zur Passivität, d. h. ungleichmäßiger Korrosion, und zur Bildung eines schwarzen
Niederschlags auf der Oberfläche, insbesondere wenn sie in Lösungen verhältnismäßig
hoher pH-Werte von z. B. PH 5 oder höher verwendet werden. Es war bekannt, daß unter
bestimmten Bedingungen die Anwesenheit von Schwefel und Sauerstoff in Form von Nickeloxydul
in den Anoden deren Passivität reduziert oder aufhebt. In letzter Zeit ist auch
beobachtet worden, daß Anoden, die aus der gleichen Schmelze hergestellt wurden,
sich unterschiedlich verhielten, wobei einige aktiv und andere passiv waren. Es
wurde bereits gefunden, daß bei Anwesenheit eines kritischen Kupfergehaltes in der
Anode, in Verbindung mit spezifischen Mengen von Schwefel und Sauerstoff, genügend
Aktivität bei verhältnismäßig hohen pH-Werten erreicht wurde.
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Sauerstoffhaltige Anoden entwickeln jedoch einen unlöslichen, schlammartigen
Oberflächenbelag aus Nickeloxydul, was unter gewissen Arbeitsbedingungen unerwünscht
ist. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß ein kontrollierter
Kupfer- und Schwefelgehalt in den Anoden einen solchen Grad von Aktivität entwickelt,
daß die Anwesenheit von unlöslichen Oxydteilchen nicht länger erforderlich ist,
so daß eine zu beanstandende Wirkung von Oxydschlamm dadurch weitgehend verhindert
wird.
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Erfindungsgemäß werden die Anoden aus einer Schmelze hergestellt,
die hauptsächlich aus handelsüblich reinem Nickel bestehen mit o,or8 bis o, 15%,
vorzugsweise
von 0,03 bis o,to% Kupfer, o,oo16 bis 0,007% Schwefel mit keinem oder weniger als
0,25% Nickeloxydul (Ni0).
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Bei Anwendung der Erfindung kann das Nickel entweder unter solchen
Bedingungen niedergeschmolzen werden, daß der Sauerstoffgehalt niedrig gehalten
wird, oder es können Desoxydiermittel verwandt oder beide Methoden angewandt werden.
Die Desoxydiermittel müssen eine höhere Affinität für Sauerstoff als für Schwefel
besitzen. Kohlenstoff und Elemente mit höherer Schwefel- und geringerer Sauerstoffaffinität,
wie Magnesium, Calcium und Cer, können zur vorläufigen Desoxydation verwandt werden,
vorausgesetzt, daß sie nicht in so großer Menge vorhanden sind, um sich mit dem
Schwefel zu verbinden und diesen unwirksam zu machen. Bevorzugt wird das Niederschmelzen
des Nickels unter Bedingungen, die eine genügende Oxydation gewährleisten zwecks
Entfernung von Kohlen- und Wasserstoff, und unter Beigabe von einem oder mehreren
Desoxydiermitteln mit größerer Sauerstoff- als Schwefelaffinität vor dem Guß. Als
Beispiel für solche Desoxydiermittel mögen Silicium, Bor, Aluminium, Phosphor, Zink,
Titan, Vanadium, Niob, Tantal oder Zirkon erwähnt werden. Die Verwendung von diesen
Desoxydiermitteln führt zur Bildung von in dem geschmolzenen Metall weitgehend unlöslichen
Sauerstoffverbindungen. Die Menge solcher in den Anoden verbleibenden Teilchen hängt
primär von drei Faktoren ab, die genau kontrolliert werden müssen. Der erste Faktor
ist der Sauerstoffgehalt im geschmolzenen Nickel, bevor das Desoxydiermittel zugesetzt
wird. Der zweite Faktor ist die Zeit, in welcher die unlöslichen Teilchen aufsteigen
und in den Schlamm eintreten dürfen, und der dritte Faktor ist die Art der unlöslichen
Verbindungen, da flüssige Verbindungen schneller koagulieren und deshalb schneller
aufsteigen und aus dem Schmelzbad entfernt «-erden können.
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Das gewöhnlich angewandte Verfahren ändert sich mit den Bedingungen,
unter welchen dieAnoden arbeiten müssen. Wo feinkörnige Anoden hoher Aktivität benötigt
werden, kann die Anwesenheit von einigen unlöslichen Teilchen, welche das KornwatChstum
einschränken und die Aktivität erhöhen, dadurch erreicht werden, daß etwas Sauerstoff
in der Nickelschmelze beim Ofenabstich belassen wird, und durch Desoxydieren z.
B. mit Silicium in der Pfanne kurz vor dem Guß. Wenn aber die Anode so weit wie
möglich frei von unlöslichen Teilchen sein soll, selbst wenn dadurch die Aktivität
etwas vermindert würde, zieht man es vor, unter möglichst wenig oxydierenden Bedinguilgett
zu schmelzen, im Ofen zu desoxydieren, während dein Reaktionsprodukt die Möglichkeit
gegeben wird aufzusteigen und in den Schlamm einzutreten, und außerdem das geschmolzene
Metall im Ofen oder in der Pfanne mit kleinen Mengen von Zuschlägen zu versehen,
die zur Zusaininenballting der Teilchen zti größeren Massen führen, die dann schneller
ausgeschieden werden. So kann z. B. für dieselt G-,veck eine kleine Menge Bor zugesetzt
-%" erden. Das geschmolzene Metall kann entweder unmittelbar zu Anoden vergossen
oder als Blöcke gegossen «-erden. Letzteres ist vorzuziehen, weil durch dieses Verfahren
ein feineres Korn erzielt wird.
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Die Zusammensetzung einer für diese Erfindung typische gewalzten Anode
geni:il3 der Erfindung ist beispielsweisefolgende: Kul>feretwao,o4"/o, Nickeloxyd
nichts, Schwefel etwa 0,004"/'(), Silicium etwa o,oi %, I\langan Spuren, Kohlenstoff
nichts. Kobalt etwa 0,5 bis 0,75%. Nickel Rest.
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Dabei ist unter <lein Ausdruck handelsüblich reiner Nickel auch
Nickel zti \-erstehen, (las solche iXIengen von ungewollten Verunreinigungen von
z. B. Eisen, Kobalt, Silicium und Mangan enthält, die praktisch nicht ausgeschieden
werden können. Außer diesen Verunreinigungen enthalten die erfindungsgemäß hergestellten
Anoden keine beigegebenen Elemente (außer Nickel. Schwefel und Kupfer) in solch
wesentlichen \l engen, daß sie deren Eigenschaften ändern könnten.