PROCÉDÉ SAINTE-CLAIRE DEVILLE. FABRICATION SUIVIE A NANTERRE
La fabricalion comprenait la préparation du chlorure double d'aluminium et de sodium, la fabrication du sodium, la préparation
(!) Devize, Ann. de Chim, et de Phys.. (5), 46, p. 45, 1856. (2) DEVILLE, L'alumintiurr.
de l'aluminium par réaction du sodium sur le chlorure double
d'aluminium et de sodium.
a. Préparation du chlorure double d'aluminium el de sodium. — De l'alumine, du sel marin et du charbon de bois sont intimement mélangés avec un peu d’eau, de manière à produire une pâte, que l'on faconne en boules de la grosseur du poing. Ces boules, desséchées au préalable à 1500, ‘sont introduites dans un cylindre vertical en Lerre réfractaire muni à sa base d'une tubulure pour l’arrivée du chlore et à sa partie supérieure d'une seconde tubulure, qui conduit les vapeurs de chlorure double vers le vase où il se condense.
On chauffe graduellement le cylindre jusqu'au rouge, de manière à dessécher complètement le mélange, puis on fait arriver le chlore ; il est totalement absorbé et le chlorure double formé disille. On le recoit dans de grands pots en terre, fermés par un couvercle bien luté, qui donne passage à la tubulure amenant les vapeurs de chlorure double et à un tube de terre vertical conduisant les gaz dégagés dans des carnaux, en communication avec la cheminée de l'usine ; l'opéralion dure douze heures.
b. Préparation du sodium. — Sainte-Claire Deville avait considérablement perfeclionné la fabrication du sodium: il le préparait par action du charbon sur le carbonate de sodium en présence d'une quantité notable de chaux et le produisait à bas prix
Nu2CO5 + 9C — Nx + 3CO.
c. Préparation de l'aluminium. — La réaction du sodium sur le chlorure double est effectuée dans un four à réverbère, aussi semblable que possible à un four à soude, quoique de dimensions plus restreintes.
La cryolithe est employée comme fondant et la charge est composée de :
Chlorure douDIC RER SR EN R ER T ETE 10 p.
CIyOlLitRe NE MR RE RE D — SOUL LEE RER PER RP EN EN ER 2 —
Le chlorure double et la cryolithe pulvérisés sont mélangés avec le sodium coulé en pelits lingots et le tout est jeté sur la sole du four que l’on a chauffé à l'avance. Les registres du four sont alors fermés pour empêcher autant que possible l’accès de l'air.
Bientôt, une réaction très vive se manifeste, avec production d’une
quantité de chaleur telle, que les parois du four et là matière ellemême sont porlées au rouge vif. La fusion du mélange s'opère presque complètement sous celte influence ; cependant il faut ouvrir les registres et rendre la flamme sur la sole, de manière à échauffer également toute la masse des scories et à fondre l'aluminium. Quand on juge l'opération terminée, on coule la masse par une ouverture faite à la face postérieure du four et on reçoit la scorie dans des bâches en fonte. A la fin de la coulée, arrive en un seul jet, l’aluminium qui vient se réunir à la partie inférieure de la scorie encore liquide. II se réunit en une seule masse de 6 à 8 kilos.
Ce procédé, presque sans modificalion, resta le seul industriel de 1857 à 1887. Il a été appliqué par l'usine de Salindres (Gard) qui ne cessa de fabriquer de l'aluminium. par ce procédé, qu’en 1889.
PROCÉDÉ CASTNER, DIT DEVILLE-CASTNER (')
Ce procédé n'est qu'une copie du procédé de Sainte-Claire Deville : mais, appliqué sur une grande échelle, avec le secours de capitaux importants et les perfectionnements mécaniques qui sont en usage dans l'industrie moderne, il a permis d’abaisser le prix de l’aluminium à 90 francs le kilogr. Il était exploité, dès 1889, par la Compagnie de lAluminium à Oldbury, près Birmingham.
a) Préparation du chlorure double. — Le mélange d'hydrate d'alumine, de sel et de charbon, humecté d’eau, est jelé dans un moulin semblable à ceux qui servent à fabriquer les tuyaux de drainage. Sous l'influence d'une forte pression, il en sort en morceaux cylindriques, qu’un ouvrier coupe en fragments de trois pouces environ de longueur. Ces fragments sont empilés sur le dessus des fourneaux et séchés en quelques heures. On en remplit des cornues horizontales en briques réfractaires de dix pieds de longueur, préalablement chauffées.- Après 4 heures, temps nécessaire pour chasser toute l'eau contenue dans l’alumine hydratée, on ouvre les valves qui amènent le chlore emmagasiné dans des gazomètres en plomb. Derrière les cornues, se trouvent les chambres de condensation, construites en briques, munies d'ouvertures ou clapets et communiquant par un rampant avec la cheminée de l'usine. Au commencement, le chlore
(:) Roscor, Chemical News, 1% juin 1889; Moniteur Scientifique, p. 972, 1889,
est absorbé Lout entier par la charge et il passe uniquement de l'oxyde de carbone dans les chambres où il brûle. Quand il commence à se développer des fumées denses, on ferme les chambres. On laisse passer le chlore pendant 62 heures. Le produit d'un banc de à cornues est de 1600 à 1800 livres anglaises.
Le chlorure d'aluminium ainsi préparé contenait environ 0,5 pour 100 de fer sous forme de chlorures ferreux et ferrique. Castner le purifiait en le refondant avec un peu de sodium, qui réduit le fer. dont la teneur tombe à 0,01 pour 100, soit 1/10000. Le chlorure double ainsi purifié est coulé dans des lingolières.
b) Préparation du sodium. — Le sodium est obtenu, d'une façon très avantageuse, par aclion de la soude fondue sur un carbure de fer, de formule FeC?, obtenu en chauffant le peroxyde de fer avec du goudron. Ce carbure fonctionne comme le charbon, mais a l'avantage de resler en contact intime avec la soude fondue, ce que ne fait pas le charbon, qui surnage.
La réaction s'exprime par l’équation :
6NaOH + FeC? — Na L 2CO'Næ + 6H + Fe.
c) Prépuralion de l'aluminium. — La réduction est opérée dans
un grand fourneau à réverbère à sole inclinée vers la paroi antérieure, percée de plusieurs ouverlures, situées à des hauteurs différentes. Le chlorure double pulvérisé est mélangé à de la cryolithe pulvérisée, dans la proportion de ? pour 8; d'autre part, le sodium en barres est coupé en tranches minces par une machine et les matériaux, nécessaires à une charge, sont mélangés intimement dans un bac tournant, placé au-dessus du fourneau. Lorsque le fourneau a atteint la temperature voulue, la charge y est introduite rapidement. au moyen de semoirs.
La réaction commence immédiatement et la charge entre en fusion; on chauffe de nouveau ? heures. On ouvre le trou inférieur fermé par un lampon d'argile et le métal fondu s'écoule dans des moules. On fail alors couler la scorie dans des wagonnets et le four cest prêt pour une nouvelle charge.
De chaque charge, composée d'environ 1200 livres de chlorure, 600 livres de cryolithe et 390 livres de sodium, on obtient 115 à 120 livres d'aluminium.
