I. — Sur un nouveau sous-sulfaie de fer trouvé

à Ronchamp,

Les eaux des anciens travaux de la mine de houille de Ronchamp, qui filtrent i travers un barrage destiné à les retenir, déposent journellement à Pextérieur une matière ttalactiforme, composée de petits globules à couches con-* centriques dont le centre est presque toujours rempli d'eau, de sorte qu^en écrasant la stalactite , ou n'a plus qu'une boue liquide. L'eau bouillante la décompose en partie et devient acide. Avant de Fanalyser, je l'ai lavée avec de l'eau froide <|tti ne lui a enlevé qu'une petite quantité de sulfate de ^ux; puis je l'ai fait dessécher à une température longtemps soutenue de 60 à 70 degrés , et enfin' je. l'ai dissoute dans l'acide chlorhydrique. J'y ai trouvé :

Oxygène. Rapport.

e^ ,^ ( Acide sulfurique . 0,088 o,o53 i

Sous-sul(ale \^,,-' /./• , ,

de fer hydraté.. ^^^^^^^^^'^ ' ' ' ^'«76 0,204 4

^ [Eau O9226 0,202 4

SolCite de chaux. . • . . 0,010

SiHce traces.

On tire de ces résultats là formule

SO«,4(Fe«0»)4- 12 (HO),

^i se rapporte k une nouvelle espèce à placer à côté du sous*8ulfate de fer analysé par M. Berzelius :

SO», a(Fe>0")-f-6(H0).

Je me suis d'ailleurs assuré que le sel de Ronchamp ne renferme ni alumine ni acide arsénique.

IL — Analyse d'un péridot trouvé dans le fourneau

de Ses^eux (Haute-Saône).

A l'entrée de la cheminée du four k puddler dont on s'est servi pendant quelque temps dans l'usine de Seveux , il s'est formé une matière cristalline dont j*ai eu de beaux échantillons et que j'ai pu analyser. Les cristaux sont très-nets et ont jusqu'à 8 millimètres de longueur. Us se rapportent à un prisme rhomboïdal droit surmonté d'un biseau sur les angles obtus de la base* L'angle du prisme est d'environ 70 degrés , et l'angle d'une des faces du biseau avec la base est de i5o degrés. Ils présentent donc la forme dominante de la Jénite. Leur cassure est inégale et vitreuse; letir poussière est d'un gris oliv&tre et non magnétique , à moins qu'il n*y ait mélange accidentel de particules de fer métallique, ce qui arrive quelquefois. Ils font facilement gelée avec les acides. Je les ai trouvés composés de :

Oiygèna. Rapport.

Silice o,3o o,i56 1

Protoxyde de fer. . . . 0,69 0,157 '

d'où l'on tire la formule

SiO, FeO

qui se rapporte a un péridot à base de fer. A la vérité la cristallisation est difierente de celle du péridot où la forme du prisme rectangulaire droit est toujours dominante, maïs

(^59) le système cristallin est toujours le même, et Tangle du prisme rhomboïdal ne diffère pas sensiblement de celui que fontensemble lesdeux plans diagonaux de la forme primitive.

III, — Examendes produits de t altération spontanée des houilles pjriteuses des mines de Corcelles.

Ayant de livrer à la consommation la houille qui sort de la mine de Corcelles , on lui fait subir une opération assez analogue au criblage à la cuve , qui a pour but de séparer la plus grande partie des noyaux de pyrite et de gypse qui s'y trouvent mêlés. Depuis le commencement de T exploitation, on n'avait songé à tirer aucun parti de ces résidus qui , mêlés avec d'anciens déblais formés de pyrites et d'argile schisteuse, s^étaient enflammés et convertis en partie en substances salines. Dans ces derniers temps cependant, on a pensé à extraire de ces matières du sulfate de fer et de Talun. Les eaux de lavage étaient amenées à i8 degrés Baume en les faisant digérer à froid sur des terres de plus en plus riches en matières salines^ on concentrait ensuite les eaux pour les faire cristalliser. Le premier produit consistait en alun octaédrique d^un vert clair ; le sulfate de fer cristallisait ensuite. Enfin on a précipité de la liqueur de l'alun par une addition convenable de sulfate de potasse.

Les analyses suivantes ont eu pour but l'examen des matières soumises au lessivage et des produits de ce lessivage.

Analyse des déchets de houille non fermentée, — Ils ont présenté la composition suivante :

„ M. ( Carbone o,38o J ^

Houille. ..<„ ., ... 2 > 0,090

I Matières volatiles ... o , 3 1 o ) ^

Pyrite de fer o, 122

Sulfate de chaux o ,o44

. ., (Silice o,io3J ,,

Argile i ., . / î 0,144

°- (Alumine 0,041)

Les déchets de houille ne contiennent pas tous du sulfate

de chaux ; ce sel se rencontre dans Tay alpendage des couches en des points où les eaux superficielles n'ont pu en efiectuer la dissolution.

Analyse des déchets de houille fermentée. — On remarque, dans les terres noires qui séjournaient i Tair depuis trèâlongtemps, une grande quantité de points blancs cristallins , et surtout de petits noyaux d'un sel blanc qui présente beaucoup d'analogie avec Talun de plume. Pour Tana* lyser, on a traité successivement la matière par Peau, Tacide chlorhydrique faible et Teau j*égale. Le résidu, formé d'argile et de matière charbonneuse , a été grillé , puis Targile a été analysée par les procédés ordinaires. On a obtenu

les résultats suivants :

Acide sulfurique. 0,1880

Alumine 0,0600

Matières solubles dans Teaii, o,5g6o.{ Protoxydedefer. o,o330

Chaux traces.

Eau o,3i6o

Solubles dans Tacide chlorhydrique. . { ^ , , "q"«»

^ \ Oxyde de fer. . . traces.

IFer 0,0083

Soufre 0,0106

Perte o,oo5a

Matières charbonneuses o, 1680

Silice o, 1880

Argile et silice gélatineuse, 0,2120.) ^"'»^»<^ <>'0'^

Chaux, magnésie, traces.

Alcali et perte. . . 0,0080

Si Ton calcule les quantités d'oxygène contenu dans les matières qui composent la partie soluble, on trouve :

Oxygène. Rapport.

Aeide sulfurique... . o,u3o 12

Alumine 0,0280 3

Protoxyde de fer. . . . o ,0074 1

Eau 0,2780 3o

( aSi ) Ces résultats peuvent être mis encore sous la forme suivante:

Sulfate d^aluroine ^ . . . . 0,200

Sulfate de protoxjdc de fer. . . 0,068

Acide sulfuiîque libre 0,012

Sulfate de chaux traces.

Eau 0,3 16

Pyrite de fer 0,019

Matières combustibles o, 168

Argile et silice gélatineuse. ... 0,212

Perte o,oo5

On n*a pas recherché les sels alcalins. En comparant les résultats de cette analyse avec ceux de la précédente, on remarcpie : 1^ qu'il ne s'y trouve plus de sulfate de chaux, ce qui tient évidemment à T absence de cette matière dans la houille qui a fermenté; 2^ que Targile ne renferme plus qu'une proportion d'alumine très-faible. On remarquera que la proportion d'acide sulfurique, qui est d'environ 19 pour 100, et qui doit provenir de 7,5 pour 100 de soufre, de i4 pour 100 de pyrite de fer ou de 6,5 pour 100 de fer, est plus que double de celle qui correspondrait au fer contenu. 11 faut donc admettre qu'une partie de l'acide sulfurique provient de la condensation des vapeurs sulfureuses qui s'échappaient d'une autre portion du tas en combustion. On ne doit pas admettre qu'une partie du sulfate de fer formé ait été entraînée par les eaux pluviales, car leur action dissolvante se serait exercée de préférence sur le sulfate d*aliunine, dont la solubilité est beaucoup plus grande.

Analyse des eaux de lessivage à froid, — Les eaux de lessivage ont été amenées, comme nous Tavons dit plus haut, à 18 degrés Baume : elles sont verdàtres, très-styptiques. Elles rougissent très-vivement le papier de tournesol. Le nitrate d'argent les trouble sensiblement, même dans une dissolution très-étendue. Le précipité est insoluble dans

l'acide nitrique, el la lumière le fait devenir violet. L* ammoniaque, ajoutée avec précaution, sépare des eaux une quantité assez considérable de peroxyde de fer rougeàlre.

400 grammes dVau de lavage ont donné par évaporation à siccité un résidu salin pesant 73^',5o. Elle renferme donc, en sels desséchés , les o, 1840 de son jioids.

Les sels desséchés , triturés avec un peu de chaux éteinte et quelques gouttes d^eau, dégagent une odeur très-marquée d^ammoniaque.

Pour analyser les sels desséchés , on en a dissous 5 grammes dans Teau bouillante. La liqueur acidifiée par Tacide chlorhydrique a été précipitée par le chlorure de barium. On a filtré et Ton s'est débarrassé de Texcès de baryte par quel- (|ues gouttes d'acide sulfurique faible; dans la liqueur filtrée, oii a précipité le fer et Talumine par Thydrosulfate d'ammoniaque. On s'est assuré, par l'oxalate d'ammoniaque, que les eaux ne l'enfermaient pas sensiblement de chaux. Les liqueurs ont été rapprochées à siccité, et le résidu , chauffé et fondu dans une capsule de platine ^ a donné la quantité de sulfate alcalin que renfermaient les sels essayés. On s'est d'ailleurs assuré, par la capacité de saturation de l'alcali et par le chlorure de platine, qu*il était composé uniquement de potasse.

Pour doser Tammoniaque, j^ai mêlé i o grammes de résidu salin, délayés dans un peu d'eau, avec i5 grammes de potasse caustique. Le tout a été introduit dans une cornue de verre, dont le col effilé à son extrémité plongeait dans de l'eau acidulée par Tacide chlorhydrique, ou a chauffe la cornue pendant tiois quarts d^heure a rébuUilion. LVau dans laquelle on avait recueilli les produits de la distillation a été éva|K>rée avec précaution jusqu'à siccité. On a chauiïé le résidu, et dosé le sc^l ammoniac qui s'est volatilisé.

I/analysea donné les résultats suivants. On remarquera que tout le fcT a été dosé k 1 état de peroxyde , ce qui rend la quantité d*c*au un peu tf op faible.

Aâde sulfurique o ,56oo

Acide chlorhydrique traces.

Alumine o , looo

Peroxyde de fer o ,2160

Potasse o,oig6

Ammoniaque o ,oo54

Chaux y magnésie traces.

Eau o 9O926

Ces résultats peuvent être mis sous la forme suivauto :

Sulfate d^alumine . • o , 332o

Sulfate de potasse o ,o38o

• Sulfate d'ammoniaque o ,0080

Sulfate neutre de peroxyde de fer. . . 0,6070

Peroxyde de fer en excès 0,0160

Sulfate de chaux et de magnésie. . . traces.

Eau 0,0926

Les eaux peuvent produire, en alun naturel, 0,270, savoir :

Sulfate d'alumine 0,099

Sulfate d'ammoniaque 0,008

Sulfate de potasse o ,o38

Eau 0,125

Sulfate d'alumine excédant o,233

Les eaux de lessivage renfermant 18 pour 100 de matière saUne, on voit qu'elles peuvent produire 0,18.0,27 =o,o486 ie leur poids d'alun naturel. Le sulfate d'alumine excédant pourra donner en alun , par une addition convenable de potasse, 0,11 59 du poids des eiaux de lessivage, ce qui donne un total de 0,1 645 d'alun pour 1 d'eau de lessivage ^ 18 degré» Baume.

En supposant tout le fer à l'état de protoxyde , les eaux de lessivage pourraient produire 0,18.0,417 ou 7 pour 100

( a64 ) de couperose anhydre, soit i3 pour loo environ de couperose cristallisée. Il reste toujours, k la vérité, dans les eaux mères, avec le sulfate d'alumine, une quantité conaidérable de sulfate de peroxyde de fer qui provient des terres à lessiver, ou qui se forme aux dépens de Toxygène de Tair pendant les opérations qu'on fait subir aux eaux. On voit, d'après l'analyse précédente, qu'il existe dans les eaux de lessivage une quantité d'acide sulfurique presque suflBsante pour former un sel neutre avec tout le fer supposé à l'état de peroxyde. Ainsi , on peut être assuré qu'il ne se déposera jamais de sous-sel de peroxyde.

Je crois qu'on pourrait employer avec avantage le moyen suivant pour empêcher la formation de sulfate de peroxyde de fer, et pour ramener au minimum d'oxydation celui qui se serait formé. 11 consisterait k concentrer les eaux de lessivage sur du protosulfure de fer, qu'on obtiendrait facilement en fondant la pyrite dans un petit fourneau k manche, ou en la distillant en vase clos. L'acide libre dans les eaux dissoudrait le protosulfure de fer avec dégagement d'hydrogène sulfuré, qui a, comme on le sait, la propriété de transformer les sels de peroxyde de fer en sels de protoxyde avec dépôt de soufre. L'action , une fois commencée, continuerait d'elle-même, car, en se transformant en sel neutre de protoxyde S0% Fe O, le persulfate de fer 3 (SO*), Fe* O' rend libres les o,33 de Tacide sulfurique qu'il contient. La couperose obtenue ne serait pas aussi acide que celle produite par les procédés ordinaires.

La quantité d*acîde sulfurique renfermée dans les eaux équivaut à 0,224 ^^ soufi^e. Los o,ai6 de peroxyde de fer correspondent à o, 1 5 1 de fer qui n'exigent que o, 1 78 de soufre pour former de la pyrite. On est donc conduit à admettre qu'une partie de l'aride sulfurique provient de la condensa* tion des vapeurs sulfureuses; car il n'est pas vraisemblable, si l'on considère la grande aridité des eaux, de supposer qu'il soit resté du sous-sulfate de fer dans le^ résidus du lessivage.

Les tas d'anciens déblais de la mine de Corcelles doivent être considérés comme des mélanges de dilTérentcs maiières réparties fort irrégulièrement dans leur intérieur \ savoir :

Des houilles menues , plus ou moins mélangées de gypse et de pyrites j

Des schistes pyriteux et alumineux.

La potasse provient sans doute des débns feldspathiques disséminés dans les schistes , et Tammoniaque est un des produits de la distillation de la houille.

L^agent de la décomposition de la houille, de la transformation des bases en sulfate, est la pyrite de fer FeS*. En absorbant de Toxygène et en se transformant eu sulfate neutre de protoxyde de fer SO*, Fe O, elle rend disponible la moitié de Tacide sulfurique qu'elle peut produire, et qui se porte sur d^autres bases. Tel est, en effet, le résultat d'une décomposition de pyrites à l'air libre, lorsque cette décomposition a lieu sans échauffemcnt sensible. Mais les choses ne doivent plus se passer ainsi dans des amas puissants de pyrite et d'autres substances combustibles. Les premiers effets de la fermentation, dans l'intérieur du tas, sont la formation des sulfates sous l'influence de l'air et de l'eau. L'âévation de température, qui en est la conséquence, doit changer progressivement la nature des effets produits. Dans l'intérieur du tas, où l'air n'arrive qu'en petite quantité et où la température est la plus élevée, les sulfates ne peuvent plus se former. Les vapeurs sulfureuses tendent à se porter constamment du centre du tas vers sa surface, où elles se transforment en acide sulfurique sous l'influence de matières basiques et d*un air humide convenablement échauffé. On conçoit que plus la température intérieure du tas sera élevée, plus la zone où la sulfatisation peut avoir lieu ^^^ rapprochée de la surface, car elle ne peut s'opérer que d^s des circonstances et sous une température déterminée, ^^te théorie donne l'explication du fait qui résulte des deux analyses prérédcnles. !Nous avons vu que les matières à les-

siver et les eaux de lavage renfermaient plus de soufre qu il n'en faudrait pour transformer en pyrite le fer qu'elles contiennent. A Corcelles , les premiers lessivages ont été faits tout naturellement sur les matières qui se trouvaient à la surface des tas. Leur centre renferme vraisemblablement beaucoup plus de matières basiques, beaucoup moins d*acide libre que les substances analysées.

En résumé , on voit qu'il y aurait sans doute avantage a établir à Corcelles une fabrique d*alun et de sulfate de fer. r^s matières premières n'ont aucune espèce de valeur, et le combustible nécessaire à la concentration des eaux est sur place. Avec de pareils éléments de succès, Tavenir de rétablissement est assuré.

Analyse de F alun naturel. — L'alun naturel, qui se sépare le premier des eaux de lessivage, a été redissous, et on l'a fait cristalliser de nouveau. Dans cet état, il nr bleuit pas sensiblement le prussiate de potasse. On Ta trouvé composé ainsi qu'il suit :

Oiy(;ène. Rapport.

»r fr

Acide sulfurique. ... o , 345 o , 207 i a

Alumine O9I14 Oyo53 3

Potasse 0,022 0,0037]

Ammoniaque 0,048 o,oi46 j

Eau par différence . . o ,47 1 0,1419 ^4

On arrive à la formule ordinaire des aluns

3 (SO»), Al' O* -^ SO^ (KO, Az B* O ) -h 24 ( HO ).

Dans cette substance, la quantité de jiotasse est moindre que celle de l'anunoniaque , tandis que les eaux de lessivage ont présenté un résultat opposé. Cette anomalie vient sans doute d'une différence de solubilité de l'alun ammoniacal cl de Talun de potasse, différence qui leur permet de >^

mélanger en proportions variables depuis le commencement jusqu'à la fln de la cristallisation.