NOTICE

Sir u procMé perfeetieué it fabricatioi de la soide artiteieile el de

Tacide s«lfiiri(|ie ;

Pak m. E. KOPP, Docteur es sciences , Pharmacien de première classe , ancien professeur de Chimie aux académies de Strasbourg et de Lausanne.

La fabrication de la soude artificielle et de l'acide sulfurique constituant une des industries les plus importantes y il est naturel qu'elle ait été , dans ces derniers temps surtout, le sujet de nombreux travaux et de perfectionnc''-

ÀHH. de Gkim, et dePhyt., S« série, t. XLVllI. (Septembre i856.) 6

....?. -.pcMidaiit il est l'acile de constater cr'ie de Leblanc est encore toujours, à . -..- uuàitications près, celui quî est suivi par .j:"> e> plus considérables.

. . !ii ie diverses causes, dont les principales .ti:'î:' Jo perfection auquel est parvenue la Lciiie sulfiirique ; la condensation très-par- .■^i.'ihvdrique qu'on a obtenue au moyeu * ■. .ours à condensation, et les nombreuses ..., i .rt aeide; le bas prix des matières (chaux . ,^' •*. cî la -simplicité des appareils exigés pour la A.w il -"«.i sulfate de soude en carbonate sodîquej . ;v*iistance que la fabrication de Tacidc sulfu- !.^i»tv à celle de la soude artificielle et du V ^haux, forme un tout bien complet, bien sy- ^ .V . ans Kxjuel presque tous les produits s'utilisent, ^. a ^«.'Mie directe, soit par la réaction des uns sur

...viivMtu le procédé Leblanc oflre plusieurs désavan-

^, .lî^orsellement reconnus; le principal est qu'il en-

V a veite à peu près complète de tout le soufre con-

,,, iaM> le sulfate de soude 5 ensuite , il donne naissance,

;u'»aie ipiiuitité, à un produit n'ofirant que fort peu

. ^ .!vMîu»ns , et qui , par ses qualités infectes et nuisibles,

»w'o*^«U l»> source de grands embarras et dont on a quel-

..v%o;> de la peine à se débarrasser; enfin, le traitement

^■, iiaiières dans les fours à calcination pour la prépa-

...v»ji Je la soude brute est assez difficile, et la bonne

v^i.v>«ie dep**nd beaucoup de Thabileté et de Fattention des

..w«ei> ; e:» pl^ts iuqxulanies améliorations qui aient été propo- >%v* »»**"*' '•* fabrication de la soude artificielle au moyen iU >ol marin , l'ont été en vue de remédier au défaut prin-

.jmI du svsièuuî Leblanc, c'est-à-dire à la perte totale du ..Hitie Tantùl on a essayé des réactions diverses dans le

( 83 ) but de se passer complètement de la traiisformatiou prëa lable du sel marin en sulfate de sonde au moyen de Tacidr solfurique; d'autres fois on a substitué à cet acide des sulfates de peu de valeur; enfin, on a cherché à dégager le soufre de l'oxysulfure de calcium à Tétat d'hydrogène sulfuré, qui, brûlé, donnait ensuite naissance à de l'acide sulfureux 5 d'autres perfectionnements ont eu pour but une condensation plus parfaite de l'acide chlorhydrique, l'emploi des pyrites naturelles à la place du soufre, une saturation plus complète de la soude par l'acide carbonique, l'élimination ou la destruction du soufre de sodium dans les lessives sodiques , enfin une richesse plus grande de carbonate de soude pur dans les sels de soude du commerce.

Si les inventions et perfectionnements n'ont pas été plus généralement adoptées par la pratique, cela provient de ce (pie souvent ils dérangeaient cette économie et cet ensemble symétrique des opérations dont nous avons parlé plus haut, de ce qu'ils exigeaient l'emploi de substances ou d'appareils plus coûteux que ceux usités dans le procédé ordinaire de fabrication ; ou enfin , de ce qu'ils ne s'appliquaient seulement qu'à certaines circonstances ou certaines localités particulières. Le nouveau procédé que nous allons décrire nous parait exempt des différents inconvénients que nous venons de signaler.

En effet , il présente les avantages suivants :

i*'. n permet d'opérer avec les appareils et fours actuellement employés dans le procédé ordinaire de fabrication de la soude artificielle et de l'acide suif uri que.

2*^. Il dispense de l'emploi de la chaux et de la craie , et parla même évite complètement la production de l'oxysulfure de calcium , source de pertes et d'inconvénients nombreux pour beaucoup de fabriques.

3**. Il permet de recouvrer tout le soufre renfermé dans le sulfate de soude , et de le reconvertir avec une grande facilité en acide suifurique.

4". Il rend toute perte d'alcali impossible, puisquMl n'y a plus de résidu qu'on soit obligé de jeter.

5^. Enfin , il rend la préparation de la soude plus indépendante de rhabileté des ouvriers, et permet d'opérer, dans le même temps et avec les mêmes appareils , sur des quantités de matière plus considérables.

Le principe de l'invention consiste dans la fabrication, au moyen du sulfate de soude, d'une soude brute métallifère, au lieu de la soude brute calcaire ordinaire.

Cette nouvelle soude brute métallifère, traitée d'une certaine manière, produit d'un côté une solution aqueuse de carbonate de soude , et de l'autre côté un résidu insoluble de sulfures métalliques; ces sulfures métalliques grillés convenablement fournissent, de leur côté, un résidu d'oxydes et de gaz sulfureux , qui est converti en acide sulfurique dans les chambres de plomb ordinaires. Cet acide sulfurique sert à convertir du sel marin en gaz chlorhydrique et en sulfate de soude , et au moyen du sulfate de soude et des oxydes métalliques on reproduit une nouvelle quantité de soude brute métallifère.

Il en résulte que dans nos fabriques , opérant d'après ce procédé, en supposant qu'il n'y ait point de pertes, des quantités indéfinies de sel marin peuvent être converties en carbonate de soude et en acide chlorhydrique , n'exigeant pour cela que du combustible et la quantité de nitrate de soude nécessaire pour transformer l'acide sulfureux en acide sulfurique.

Les détails suivants suffiront pour donner une idée claire de la marche des opérations, et je m'attacherai surtout à décrire la fabrication de la soude brute ferrugineuse^ le fer étant de tous les métaux celui qui présente le plus d'avantages, soit à cause de son bas prix, soit à cause des propriétés chimiques de ses oxydes et sulfures.

Les proportions indiquées sont celles qui sont employées rians une grande manufacture du Lancashire, en Angleterre

(celle de MM. Blythe et Benson , à Cfaurch , près Manchester), qui produit plusieurs milliers de tonnes par an d'après ce nouveau procédé.

Première opération, — Mélange des matières.

On mélange assez intimement i25 kilogrammes de sulfate de soude sec avec 80 kilogrammes de peroxyde de fer et 55 kilogrammes de charbon.

Il est évident qu'il n'y a rien d'absolu dans ces proportions, et qu'elles peuvent varier suivant le plus ou le moins de pureté du sulfate de soude, du peroxyde de fer et du charbon.

Les observations suivantes suffiront pour guider le manufacturier, soit pour ce qui concerne les matières à mélanger, soit pour les proportions , soit pour le poids total du mélange.

Quant aux matières :

Le sulfate de soude peut, sans inconvénient, contenir des quantités plus ou moins grandes de sel marin ; seulement , dans ce cas , il ne faudra ajouter le peroxyde de fer et le charbon qu'en quantités proportionnelles au sulfate de soude pur et sec renfermé dans le sulfate de soude brut. On emploie ce dernier tel qu'il sort des fours à calcination (comme résidu de la réaction de Tacide sulfurique sur le sel marin ) , en ayant soin de concasser les morceaux trop volumineux.

Le peroxyde de fer doit être pesé sec et en poudre assez fine; il est important qu'il soit aussi pur que possible.

Pour la première opération , au lieu du peroxyde artificiel ou naturel (hématite, fer oligiste), on peut faire usage de carbonate de fer (fer spathique), d'oxyde de fer magnétique, de battiture de fer, ou même de grenaille de fonte ou de fer métallique; mais, dans ce dernier cas, il faudra diminuer la quantité de charbon, puisque le fer métallicpie agit comme réducteur sur le sulfate de soude.

Comme on le verra plus loin , quel que soit le composé

(le fer employé , même lorsqu'on s'est servi de fer métal-^ lique h la première opération , on n'a plus tard à opérer que sur le peroxyde de fer.

Le mélange de sulfate de soude et de peroxyde de fer qu'on obtient comme résidu dans le procédé qui consiste A décomposer le sel marin par le sulfate de fer, s'adapte admirablement à mon nouveau procédé de fabrication de» la soude, puisque, si les proportions ont été choisies convenablement, on n'a qu'à y ajouter la quantité de charbon requise.

Quant au charbon , on peut faire usage , soit de charbon <Ie bois^ soit de coke, soit de menu de houille, de lignite ou d'anthracite, soit même de toute autre substance réductrice organique; seulement la quantité en devra augmenter, k mesui e que le pouvoir réducteur diminue. En Angleterre, on se sert de menu de houille de qualité ordinaire.

Maintenant, quant aux proportions :

11 faut observer qu'il est indispensable d'employer une proportion de peroxydedefer telle, que le fer qui s'y trouve puinMt) ne combiner avec tout le soufre de sulfate de soude, pour représfînter la combinaison SFe ( 200 de soufre -H 35o dt) fvv) : sur 9 de sulfate de soude pur et sec, il convient doue de no pas employer moins de 5 de peroxyde de fer pur vi sec; il est avantageux de mettre un petit excès d'oxydn de fer.

Si la peroxyde de fer contenait du calcaire , il faudrait pr^Mlabhuuenl Ten débarrasser en le traitant à froid ou à uutt dou<M) (*.huleur par de l'acide chlorhydrique très-étendu, (i| Uviiiit (YMHuite parfaitement; car la chaux, dans le cours «Ion opc^i'MtiouH, se transformerait successivement en sulfure (hi onlt^iiHU, puis en sulfate de chaux, puis, de nouveau, ou Auirure <le ealcium , etc., augmentant inutilement le voluuui deH nitttiirt»» A manipuler, et consumant en pure perte vlu rllttiiïoi» v\ iW la ( hî«l(Mir.

Le charbon ne doit pas être employé en excès , d'abord parce qu'il favorise la présence du sulfure de sodium dans le sel de soude, et cela malgré l'emploi d'une quantité convenable d'oxyde de fer, et ensuite parce que l'excès de carbone restant avec le sulfure de fer, on obtiendrait plus tard, en grillant ce dernier, un acide sulfureux mélangé d'acide carbonique.

Il convient donc de diminuer la proportion du charbon jusqu'à ce que l'on découvre dans les blocs de soude brute ferrugineuse la présence d'une très-minime quantité de sulfate de soude non décomposé.

Finalement, quant au dosage, c'est-à-dire quant au poids total du mélange à introduire dans le four à calcinatioQ, ce poids dépend principalement des dimensions du four; je ferai seulement observer qu'on peut opérer sur une charge une et demie et presque deux fois plus grande que celle usitée lorsqu'on prépare la soude brute calcaire ordinaire ; cela provient de ce que la soude brute ferrugineuse se travaille beaucoup plus facilement, le mélange devenant bien plus rapidement pâteux et finalement presque liquide.

Les détails qui précèdent permettent à tout fabricant de composer un mélange convenable et approprié aux fours et appareils déjà en usage.

Deuxième opération, — Calcination.

Le sulfate de soude, le peroxyde de fer et le charbon, ayant été intimement mélangés, sont ensuite introduits dans le four a calcination, qui est exactement semblable au four servant à la préparation de la soude brute calcaire.

Pour utiliser complètement la chaleur, il convient que le four soit à deux et même à trois étages ^ l'étage inférieur étant celui le plus rapproché du foyer. Le four contient , dans ce dernier cas , simultanément trois charges qu'on fait successivement descendre, et qu'on remplace au fur et à

(88) mesure de Tes traction des charges calcinées et terminées au premier étage, voisin du foyer.

Le traitement du mélange dans le four est semblable à celui du mélange pour la soude brute calcaire , et les phénomènes observés sont presque identiques : la matière se ramollit, devient pâteuse, puis de plus en plus fluide, à mesure qu'elle est brassée et ramenée plus en avant vers le feu; des flammes jaunâtres se dégagent abondamment de tous les points de la surface en produisant une espèce d'ébullition ; lorsque la réaction , qui a été très-vive , commence à se ralentir, lorsque les flammes deviennent de moins en moins volumineuses et abondantes, lorsque la masse s'afiaisse et devient tranquille, présentant Taspect d'une pâte mince, homogène, semi-liquide, alors l'opéra* tion est achevée, et Ton se hâte de sortir la matière du four et de la faire couler encore rouge dans une espèce de wagon en tôle, où on la laisse refroidir et se solidifier, après l'avoir couverte, pour la garantir un peu du contact de l'air.

Après le refroidissement, la soude brute ferrugineuse se présente sous forme de bloc parallélipipède , d'un aspect noirâtre, plus ou moins poreux , très-dur, et d'une densité assez considérable. Lorque l'opération a été bien conduite, le bloc est très-dense, sa surface a un reflet cuivré, et, lorsqu'on le brise , la cassure présente un aspect uniforme, cristallin , à reflet métallique verdâtre très-brillant.

Troisième opération, — Délitation et carbonation.

La soude brute ferrugineuse étant ainsi préparée , îl s'agit de la traiter de manière à en obtenir, d'un côté du carbonate de soude soluble, et de l'autre du sulfure de fer insoluble.

Si l'on voulait opérer sur elle comme sur la soude brute calcaire, c'est-à-dire la concasser après refroidissement complet et épuiser les morceaux par un lavage méthodique

(89) à Teau, soit froide, soit tiède, soit bouillante, on n'obtiendrait que de mauvais résultats. En effet, la masse se gonfle, devient très-volumineuse , difficile à laver, et ne fournit que des liqueurs peu chargées , colorées en brun noirâtre ou en vert foncé, ne s'éclaircissant que très-lentement au contact de Tair, et renfermant beaucoup de soude caustique accompagnée le plus souvent de sulfure de sodium.

Le lavage devient, au contraire, des plus faciles lorsqu'on fait subir à la soude brute ferrugineuse une altération trèsremarquable, que nous appellerons la délitation, et qui constitue une des opérations les plus importantes de notre procédé.

Voici en quoi elle consiste :

Lorsqu'un bloc de soude brute ferrugineuse est abandonné sous un hangar à l'influence de l'air atmosphérique, on le voit bientôt se modifier profondément, et avec d'autant plus de rapidité que l'air est plus chargé d'humidité et d'acide carbonique.

La surface perd son éclat et son état compacte^ le bloc se fendille, s'effleurit, et se recouvre d'une matière pulvérulente, volumineuse, noirâtre ou grise-noirâtre, dont la quantité augmente avec une telle rapidité, qu'au bout de plusieurs heures le bloc entier se trouve recouvert et enseveli sous une petite montagne de la matière pulvérulente.

Cette transformation est produite par l'absorption simultanée d'oxygène, de vapeur d'eau et d'acide carbonique, en même temps qu'il y a dégagement de chaleur. Cette dernière est très-sensible à la main en l'introduisant à une petite profondeur dans la masse pulvérulente, jusque dans le voisinage de la partie non encore modifiée du bloc. Si on abandonne le tout â lui-même , bientôt la température s'élève au point qu'il y a ignition, suroxydation; la poudre prend un aspect rougeâtre , et en la lessivant on en extrait du sulfate de soude renfermant seulement lo à i5 pour loo de

( 9» ) carbonate de soude : le résidu insoluble se compose d'oxyde de fer avec une certaine quantité de sulfure de fer.

Mais le résultat est tout différent si Ton prévient l'élévation de température 5 et l'on atteint ce but très- facilement en empêchant la poudre de s'accumuler autour de la portion non délitée du bloc, qui doit toujours rester à nu, et exposé à l'action de l'oxygène, de l'humidité et de Tacide carbonique. Dans ce cas, au bout d'un certain temps, tout le bloc s'est transformé en la matière pulvérulente délitée. Celle-ci , si elle est restée suffisamment longtemps à l'air pour se saturer complètement d'acide carbonique, fournit par la lixiviation une belle solution de carbonate de soude çt un résidu formé principalement de sulfure de fer. Mais l'expérience en grand ayant démontré que la saturation par l'acide carbonique de l'atmosphère ne se faisait que lentement et qu'elle était accompagnée d'une légère suroxydation de la poudre délitée, il a été trouvé avantageux de saturer artificiellement cette dernière , en l'exposant à l'action d'un courant d'acide carbonique froid et humide. C'est cette opération que nous désignons sous le nom de carbonation.,

La disposition suivante, extrêmement simple, satisfait parfaitement aux meilleures conditions de délitation et de Carbon ation.

Au-dessus d'un sol parfaitement dallé et entouré de murs, on place, à 2 { mètres de hauteur, un plancher à clairevoie, formé de grilles en fonte, dont les barreaux présentent un écartemeut de i n i 7 centimètre. Il est avantageux de creuser la terre à environ i mètre de profondeur, pour que la porte menant dans cette espèce de caveau soit à pareille distance au-dessus du sol et qu'on ait à descendre un plan incliné pour arriver sur les dalles. A 2 7 mètres au-dessus du plancher à grille, on établit une toiture, en ayant soin de pratiquer dans les murs qui la supportent des jours très-larges et très-nombreux , pour permettre à l'air d'y circuler et de s'y renouveler avec la plus grande facilité.

(9' ) L'air ne peut pénétrer dans le compartiment inférieur ou dans le caveau qu^en passant à travers les espaces que laissent entre eux les barreaux de la grille. Mais cela n'arrive 5uère , puisqu'on a soin d'y faire parvenir, par plusieurs ouvertures pratiquées dans les murs, un courant continu l'acide carbonique froid et saturé d'humidité. L'acide carbonique est produit en Angleterre, où fonctionne cet ap* pareil, par la combustion complète de coke dans un foyer fermé, dans lequel Tair est chassé par un ventilateur; les produits de la combustion passent par des canaux en fonte , refroidis extérieurement et ayant les parois intérieures constamment humectées par un courant d'eau; et ce n'est donc qu'après avoir perdu sa haute température et s'être saturé d'humidité que l'acide carbonique arrive dans le caveau. Enfin, des dispositions sont prises pour qu'en cas de besoin, lorsque l'atmosphère est très-sèche , on puisse entretenir humide, au moyen de filets d'eau , la partie intérieure de la toiture et des murs.

Voici maintenant comment on opère :

Les blocs de soude brute ferrugineuse , après complet refroidissement , sont amenés sur le plancher à claire-voie et placés debout sur une des petites faces ; à mesure que le bloc se délite, la portion délitée pulvérulente tombe à travers la grille et s'accumule sur le sol dallé , où elle se sature immédiatement d'acide carbonique. L'absorption de ce dernier est tellement rapide, qu'on n'a qu'à arrêter le ventilateur pendant une à deux minutes pour faire disparaître complètement tout indice de la présence de l'acide carbonique dans le caveau.

La portion non délitée du bloc restant ainsi constamment a nu et soumise à l'action de l'atmosphère^ le bloc ne tarde pas à se fendiller et à se diviser spontanément en fragments plus ou moins gros. Chaque fois qu'un nouveau bloc est amené , l'ouvrier a soin de faire tomber à travers la grille la poudre délitée qui aurait pu s'accumuler au sommet de

(9=») quelques blocs, et là où il ne reste plus que des fragments très-réduits de plusieurs blocs, il les réunit pour faire une place vide prête à recevoir un nouveau parallélipipède de soude brute ferrugineuse récemment préparé.

Un bloc de 25o kilogrammes exige au maximum i mètre carré de place pour sa délitation , qui prend huit à dix jours pour être complète. Il s'ensuit qu'un bâtiment long de 20 mètres et large de 10 mètres suffirait pour deux cents blocs, qui fourniraient plus de 5oooo kilogrammes de poudre en dix jours ou 5 coo kilogrammes en un jour.

Dix quintaux métriques de menu coke, valant en Angleterre de 7 à 8 francs, suffisent pour carbonater 90 à 100 quintaux de carbonate de soude sec et pur.

Dans les localités où le combustible est cher et la maind'œuvre moins coûteuse , il peut y avoir avantage à laisser la carbonation s'opérer par le secours seul de Tatmosphère, en ayant soin d'humecter légèrement la poudre délitée et de la retourner fréquemment , ou bien on peut rassembler de temps en temps la poudre , l'humecter et la soumettre dans des canaux à l'action des produits gazeux un peu refroidis , qui proviennent des fours à calcination.

Quel que soit le procédé adopté, la matière délitée , prête à être lessivée, doit présenter les caractères suivants : elle doit être pulvérulente, fine, d'une couleur grise ou grisenoirâtre , et ne doit point contenir de fragments plus gros et durs. Il est toujours avantageux de faire passer la poudre à travers un cylindre tamiseur, pour se débarrasser des matières pierreuses , qu'on lessive à part , ayant soin de rejeter le résidu insoluble. Les matières pierreuses ou terreuses proviennent ordinairement du four à calciner ou du menu de houille. La poudre tamisée , agitée avec de Peau froide ou tiède , doit former une liqueur qui s'éclaircit parfaitement au bout de cinq h dix minutes, laissant déposer un précipité lourd, d'un noir foncé, souvent à reflet cuivré , et fournissant une solution parfaitement claire , Km-

(93) pide, incolore ou tout au plus d'une teinte jaunâtre à peine appréciable.

Quatrième opération, — Lixwiation,

La lixiviatiou doit être faite méthodiquement, soit par filtration , soit par décantation , d'après les procédés rationnels parfaitement connus, au moyen d'eau- tiède de 3o à 4^ degrés centigrades. Les solutions faibles sont em« ployées à lessiver de nouvelles quantités de poudre délitée et carbonatée.

Lorsque la température extérieure n'est pas trop élevée^ les solutions fortes fournissent généralement , sans concentration préalable, après vingt-quatre à quarante-huit heures, une abondante et belle cristallisation de carbonate de soude , en gros cristaux hydratés parfaitement transparents et incolores.

En jetant dans la liqueur refroidie un morceau de carbonate de soude calciné, on hâte souvent extraordin ai rement la cristallisation. Par Tévaporation à sec et unelégôre calcination, les eaux mères et les liqueurs un peu faibles donnent pour résidu un sel de soude tout à fait blanc , de 80, 85, 90 et même 95 pour 100, suivant qu'on a apporté plus ou moins de soin à la pureté des matériaux, au choix des proportions et à Texécution des diverses opérations qui ont été décrites.

Le résidu des lavages^ formé principalement de sulfure de fer^ d'un aspect à la fois noirâtre et cuivré , ayant été à peu près complètement épuisé, est recueilli sur des filtres ou sur une surface poreuse , pour qu'il puisse s'égoutter le plus possible.

Dans cet état il ne s'altère que très-lentement^ une fois goutté , on peut le traiter de diverses manières ^ ou bien on le dessèche imparfaitement en couches pas trop épaisses sur des plaques chauffées , ou bien on se contente de le presser fortement , en lui donnant le plus convenablement la forme

de briques. Ce sulfure de fer est tellement combustible, qu'il prend feu même au-dessous de loo degrés et brûle comme de Tamadou , lorsque la dessiccation est poussée au point de devenir à peu près complète.

Cinquième opération — Calcination du sulfure de fer,

La calcination du sulfure de fer se fait avec la plus grande facilité, soit sur des plaques de fonte chauffées au rouge sombre , soit mieux encore sur la sole d'une espèce de four à réverbère, ou de moufle de grande dimension, chauffés extérieurement. U est très-aisé de disposer ce chauffage de telle manière , que les produits de la combustion puissent être utilisés à la carbonatîon de la poudre délitée. Il est avantageux de diviser le four à combustion du sulfure de fer en deux compartiments , ou du moins d'introduire la charge en deux fois , pour que la calcination puisse s'achever d'un côté, lorsqu'on la fait seulement commencer de l'autre. On introduit le sulfure de fer encore légèrement humide et on ne le remue pas pendant la première heure. Il dégage d'abord de la vapeur d'eau , dont la présence favorise la formation de l'acide sulfurique, puis il s'enflamme et ne présente bientôt qu'une masse incandescente, dégageant des torrents d'acide sulfureux \ lorsque la combustion devient moins vive , on remue de temps à autre la poudre avec un ringard en fer : en opérant ainsi , pas la moindre parcelle de fer n'est entraînée dans les chambres de plomb. Au bout de trois heures, la calcination est complète, et en sortant la matière du four , on trouve un oxyde de fer rouge-cramoisi, en poudre très-fine.

On comprend facilement comment la combustion de ce sulfure de fer peut remplacer la combustion du soufre ou des pyrites naturelles pour la préparation de l'acide sulfurique.

Quelques kilogrammes de ces derniers , brûlés additionnellement avec notre sulfure de fer , suppléeix>nt facilement

(95) au déficit de soufre provenant soit de pertes accidentelles, soit de soufre qui aurait pu rester avec le sel de soude à l'état de sulfate ou de sulfure sodiques , ou qui aurait encore pu se dégager du peroxyde de fer sous forme de gaz sulfureux après sa sortie du four à griller.

L'acide sulfurique préparé dans les chambres de plomb au moyen de l'acide sulfureux dégagé dans le grillage du sulfure de fer, servant à décomposer une nouvelle portion de sel marin pour produire du sulfate de soude et l'acide chlorhydrique , il est aisé de comprendre comment, par l'intervention des oxydes et sulfure de fer , le même soufre peut être utilisé un grand nombre de fois pour aider à la transformation du sel marin en carbonate de soude.

En réfléchissant h la circonstance que rien n'est plus jeté dans ce nouveau procédé de fabrication , on comprend que les impuretés du sel marin, du sulfate de soude , de la houille et les matières détachées des fourneaux et appareils doivent peu à peu s'accumuler dans le sulfure et le peroxyde de fer 5 aussi au bout d'un certain temps est-il bon de renouveler celui-ci. Mais ce temps est beaucoup plus considérable qu'on ne serait disposé à le penser de prime abord : on se ï'explique, en observant que les impuretés les plus grossières sont éliminées par le tamisage; que la silice, l'alumine, l'acide phosphorique, sont constamment enlevés par la soude, et qu'on peut se débarrasser de la chaux et de la magnésie eu traitant le peroxyde de fer (préalablement lavé pour en extraire le sulfate de soude qu'il renferme) par un peu d'acide chlorhydrique extrêmement étendu. La pratique a montré qu'un peroxyde de fer , renfermant même jusqu'à 40 degrés d'impuretés , continuait à fournir de très-bonnes soudes.

Cette même circonstance montre que, dans le nouveau procédé, il ne peut plus y avoir de perte d'alcali, quand même le sulfure de fer n'aurait pas été complètement épuisé, puisque la soude qu'on y laisse se retrouve, après la calcination du sulfure , à l'état de sulfate de soude dans le

(96) peroxyde de fer et fait partie intégrante d'un nouveau bloc de soude brute ferrugineuse, préparé avec ce peroxyde.

C'est même à la présence d'une quantité assez notable de soude , qui reste insoluble dans le sulfure de fer , que celuici doit la propriété de brûler avec tant de facilité et de fournir un peroxyde très-fin, très-poreux et d'une nuance assez belle pour qu'on puisse parfaitement l'utiliser comme couleur , après en avoir extrait le sulfate de soude par un lavage à l'eau bouillante.

Il est évident qu'en faisant usage de peroxyde de fer, renfermant déjà du sulfate de soude, il faut considérablement changer les proportions du mélange pour la soude brute ferrugineuse. L'expérience a enseigné que le dosage le plus avantageux se rapprochait des proportions suivantes :

135 kilog. de sulfate de soude; i4o kilog. de peroxyde de fer, provenant du sulfure; 70 à 75 kilog. de charbon.

Et ces proportions sont ensuite conservées pour toutes les opérations subséquentes, aussi longtemps que dure la rotation du même oxyde et sulfure de fer.

Ce n'est qu'en employant un peroxyde de fer nouveau ou un peroxyde épuisé par l'eau bouillante, qu'il faudrait adopter pour la première fabrication de la soude brute ferrugineuse les proportions indiquées au commencement.

En substituant au fer et à ses oxydes le manganèse ou le zinc, on produit dans les mêmes circonstances des soudes brutes manganifères et zincifères, qui permettent également de fabriquer le sel de soude , tout en recouvrant le soufre ] mais l'expérimentation en grand a démontré que le manganèse et le zinc , outre qu'ils sont d'un prix plus élevé, ne présentent pas autant d'avantages dans la fabrication continue que le fer. C'est surtout l'opération de la

(97) délîtatîon et de la carbonation qui présente certaines difficultés avec le manganèse et le zinc.

Théorie du nouveau procédé de fabrication de la soude et de

l'acide sulfurique,

sFe'O* 2000

SSO'NaO 2670

16 Carbone 1200

Mélange. . . . 5870 Par la calcination il se forme Fe* Na' S' et il se dégage

14 CO 4- 2 co«.

Le bloc de soude brute ferrugineuse Fe*Na'S' pèse 2870. En effet

Fe* i4oo

JNa* 870

Le bloc exposé au contact de Fatmosphère bumide absorbe O', puis 2 CO', plus de l'eau, et se transforme en

Fe< Na' S'^ 2 O + 2 CO^ j j Fe* Na S^ . . 2290 insoluble ; {2870) (200) (55o)f'"|2(CO'NaO). i33o soluble.

3620 poudre délitée.

[A la vérité la réaction ne s'arrête pas complètement à ce rësidtat-, Fe*NaS* est lui-même plus ou moins attaqué; une certaine quantité de sodium est oxydé, carbonate et enlevé plus tard par le lessivage, mais l'altération ne se fait que d'une manière très-lente et incomplète, souvent avec une légère oxydation du sous-sulfure de fer lui-même. U faut une action longtemps prolongée de O, CO* et d'humidité pour enlever I de Na, et il est presque impossible d'en enlever plus de la moitié.]

Un bloc de soude ferrugineuse brute pesant 1 870 donne 3 620 de poudre délitée et carbonatée , d'où le lavage extrait

Ann. de Chim. et de Phys., '^^ série, T XLVIII (Septembre i856.) 7

I 33o de CO' NaO, laissant 2 290 de résidus insolubles noirs de sulfures de Fe et Na.

Fe* Na S' peut se représenter par Fe* S* -h Na S.

Le résidu noir, au lieu d'être immédiatement grillé dans le four à griller, est maintenant exposé encore humide au contact de l'air froid. Il y a oxydation, élévation de température , mais l'état humide de la poudre prévient Tignition et le dégagement de SO*. Il y a oxydation générale des sulfures plus ou moins complète, suivant qu'on prolonge l'exposition à l'air.

Les équations suivantes représentent les produits formés aux diverses époques d'oxydation:

Fe» S^Na + 0^ = IV S' -h SO^ NaO;

Fe* S3 Na -h O' = Fe' S' -f- Fe' O^ + SO^ NaO;

Fe< S^ Na + 0" = Fe S -h S Fe 4- Fe' 0^ + SO^ NaO ;

Fe' S' Na + O'^ = ?. l S Fe) 4- Fe'O^ -f- S Na.

Le produit plus ou moins oxydé étant grillé fournit 2 (SO^) et pour résidu 2 (Fe' O^) -f- SO^NaO.

Fe*S^Na -h O'* ) (2 (Fe' OM 2000 ) ^ -j

> = {... . > 2 Oûo rcsidu gMile.

(2290) (i4oo)) I SNa 890)

2 SO' = 800 pourrait foi mer i225 de