CHAPITRE n EBSAI8 ET AHiLTSE BE LA lIOinLI

Analyse chimique. — PrUe d'essai. — Essai qualUalif. — Essai quantitatif rapide. — Essai industriel. — Dessiccation. — Distillation. — Calcinatlon. — Incinération. — Analyse élémentaire. — Dosage du carbone. — Dosage da soufre. — Dosage du phosphore. — Détermination des cendres. — Pouvoir calorifique. — Formules théoriques. — Déterminations pratiques. — Estai Berthier. — Essais calorimétriques. — Calorimètre Thompson. — Appareil Mahler. — Calorinièire américain. — Comparaison des diverses méthodes. — Pouvoirs rayonnant et vaporisateur, — Pouvoir cokéfiant. — Élude radio graphique.

Analyse chimique. — L'analyse d'une houille ne sera complètement exacte que si elle est faite sur des échantillons moyens. Or il est difficile souvent de constituer, par des prises d'essai, des échantillons rigoureusement parfaits, et même, si Ton se contente d'échantillons approchés, le problème est encore complexe. Si d'ailleurs on analyse successivement deux morceaux provenant d'un même bloc, il n'est pas rare d'y trouver des différences de 2, 3 et 5 0/0, quelquefois même de 15 0/0, dans la teneur en carbone. La proportion des cendres varie également de 8 à 15 et même 30 0/0. Ces chiffres suffisent pour montrer le degré d'exactitude que peuvent comporter les analyses. A un autre point de vue, il importe de remarquer que la présence des matières organiques est aussi une cause de perturbation dans les résultats.

Il faut donc s'appliquer, avant toute analyse, à faire des prises d'essai très soignées. 11 faut aussi demander au chimiste chargé de l'essai un soin particulier pour toutes les opérations qu'il devra pratiquer.

Prise d'essai. — La prise d'essai se fait soit sur les tas de charbon, soit sur les wagons à leur entrée dans l'usine.

Sur les tas de charbon on prend une pelletée au sommet, une autre au milieu, une troisième à la base et on mélange le tout.

Dans les wagons, s'il s'agit de tout-venant, on prend sht chaque wagon du gros, du mojen et du fin; on pulvérise et on mélange.

L'un ou l'autre de ces mélanges est alors soumis à la méUiode bien connue des partages successifs par tas carrés ou par tas circulaires. Rappelons brièvement le procédé.

On forme avec la matière un carré à peu près régulier qu'on divise ensuite par des lignes transversales et longitudinales en plusieurs autres carrés, une dizaine par exemple.

Dans chacun des carrés formés on prélève un échantillon et on forme un nouveau carré qu'on subdivise en une série de petits carrés. On renouvelle l'opération jusqu'à ce qu'on n'ait plus qu'un faible poids susceptible d''êtTe soumis h l'analyse. 11 est bon d'ailleurs de multiplier le plus possible le nombre des opérations, afin d'avoir un bon échantillon moyen.

Si Ton réalise non plus des carrés, mais des tas circulaires, le prélèvement s'opère suivant un diamètre. On constitue de la sorte un tas plus petit où le prélcvcment se fera de nouveau suivant un diamètre. Et l'on répète la même opération aussi longtemps que cela semble nécessaire.

S'il s'agit d'épreuves contradictoires à faire par le destinataire et par l'expéditeur, il convient de faire trois échantillons identiques. Les deux premiers sont analysés par les chimistes des intéressés, le troisième est scellé, mis en dépôt et ouvert seulement en cas de contestation.

Que la prise d'essai soit faîte d'une manière ou d'une autre, rimportant est de bien vérifier, avant de constituer les tas rectangn»

Fio. 1. — Appareil de prise d'essai mécanique des échonliliooâ d'analyse.

laires ou circulaires, si les charbons sont bien menus et de les y ramener par broyage, s'il n'en est pas ainsi.

Quelques précautions accessoires doivent être prises. Il faudra notamment éviter que la houille, à Tétat pulvérulent, n'absorbe de Teau ; l'absorption peut être de 5 à 6 0/0 dans une période de 12 heures. Pour éviter que cette absorption ne se produise, on conservera les échantillons dans des cristallisoirs recouverts d'une plaque de verre,

La prise d'essai peut être faite mécaniquement. Les usines de la Grusonwerk Gesellschaft, en Allemagne, construisent à cet effet un appareil composé de trois trommels superposés [flg. i), dont les dimensions vont en décroissant et dont le nombre de tours diminue aussi progressivement. La matière tombe d'un trommel à Tautre par une fente longitudinale. Une partie seulement de la matière passe dan:; le cylindre voisin et y est brassée à nouveau. On obtiendra ainsi un échantillon moyen élaboré d'une manière tout à fait méthodique.

Essai qualitatif, — L'essai qualitatif d'une houille peut s'effectuer dans un tube de verre qu'on chauffe progressivement jusqu'à une haute température en le maintenant horizontal.

L'eau distille en premier lieu. Cette eau donnera, en général, une réaction alcaline sur un papier de tournesol, car elle est de nature ammoniacale.

Les bitumes et les goudrons distillent en fin d'opération, à condition de faire progresser le chauffage jusqu'aux environs de la température de ramollissement du verre.

Quand la distillation est terminée et complète, on casse le tube et on examine l'aspect du résidu. Ce résidu aura des aspects différents selon la qualité des houilles. Le coke est pulvérulent avec les houilles maigres et les anthracites. Il est boursouflé avec les houilles à gaz. Il est dur et donne un son clair avec la houille à coUe.

Un essai qualitatif peut aussi être fait à l'air libre.

Si le charbon s'enflamme facilement ou s'il donne beaucoup de fumée, c'est une houille à gaz.

S'il se fendille en brûlant, il est de qualité plutôt maigre.

S'il se ramollit ou s'il colle, c'est une houille grasse.

S'il brûle avec une flamme bleuâtre ou s'il s'allume difficilement, ce sera de l'anthracite.

On peut enfin examiner la nature des cendres après la combuction. Certains anthracites ont des cendres rougfeâtres. Dans un essai

avec la potasse les cendres des houilles donnent une liqueur limpide. Pour les lignites, la liqueur serait brune.

Essai quantitatif rapide. — On peut opérer un essai quantitatif, permettant de déterminer rapidement les teneurs en carbone, en matières volatiles et en cendres. Cet essai, qui se fera aisément et sans grandes installations, est le suivant.

On fait d'abord une calcination en vase clos : en général 5 grammes de combustible bien pulvérisé suffisent. La calcination s'opère par la méthode du double creuset, le creuset intérieur étant en platine. Le résidu de la calcination se compose du carbone et des cendres. Par différence avec le poids initial on détermine la quantité de matières volatiles.

Puis on incinère le résidu pour avoir la proportion des cendres. On brûle à une atmosphère oxydante, de manière à opérer la combustion complète du carbone. Le poids du résidu donne la proportion des cendres.

C'est en somme l'abrégé de l'analyse ultérieure du chimiste. Celuici aura à déterminer plus exactement les quantités de soufre, de phosphore, la nature des cendres, le pouvoir calorifique, le pouvoir cokéfîant, la nature enfin des gaz qui composent les matières volatiles.

C'est ce que nous allons examiner maintenant.

Essai industriel. — Les industriels doivent, surtout quand leurs usines consomment des tonnages importants de houille, faire un essai quantitatif complet, consistant en opérations rationnelles et successives de dessiccation, de distillation, de calcination et d'incinération.

Dessiccation. — Pour qu'une opération chimique de dessiccation soit exacte, il faut chauffer à 100<^, sans dépasser cette température afin que les carbures ne commencent pas à distiller. On opérera sur 10 grammes de matière en poudre fine ou mieux sur 100 grammes et même 1 kilogramme de matière en poudre grossière.

La matière non tamisée est étendue sur une plaque de tôle mince qui a été séchée au préalable. On chauffe sur une lampe à alcool ou dans an bain de sable. On pèse ensuite. On renouvelle plusieurs fois l'opération et on ne s'arrête que lorsqu'on arrive à trouver toujours la même perte de poids.

Quelque répétées que soient les opérations il y a toujours des causes d'erreur, soit que la houille perde des hydrocarbures, soit qu'elle s'oxyde sous l'action de la chaleur. Aussi vaut-il mieux opérer de la manière suivante :

On dessèche la honille au bain-marie dans un courant d'hydrogène sec, et on recueille dans un tube à boules avec acide sulfurîqae la vapeur d'eau qui se trouve entraînée. Le courant d'hydrogène est prolongé jusqu'à ce qu'il n*y ait plus de gouttelettes d'eau dans le tube de dégagement. On laisse refroidir, puis on fait passer un courant d'air sec et on pèse. La perte de poids du ballon qui contenait le combustible, perte de poids contrôlée par le gain en poids du tube d'absorption, représente la quantité d'eau.

Distillation, -^— La distillation au-dessus de 100** est surtout intéressante pour les houilles à gaz. Celles-ci donnent de l'eau, des matières gazeuses et des goudrons. Les matières gazeuses sont enflammées et leur pouvoir éclairant est déterminé au photomètre. Quant aux goudrons, ils sont examinés dans des appareils qui sont des réductions des appareils industriels employés dans les usines à gaz.

Le rendement en gaz du combustible est intéressant à déterminer. A cet effet, on emploie un appareil se composant d'un fourneau chauffé au gaz et muni d'un tube en fer dans lequel on place le charbon à llntérieur d'une nacelle. Le charbon n'est introduit que lorsque le tube est au rouge. Chaque échantillon est toujours placé à la même température. Les gaz de la combustion traversent des tuyaux et s'y refroidissent. Les goudrons et les eaux ammoniacales s'échappent à la base de ces tuyaux au moyen de robinets. Les gaz traversent ensuite de petits épurateurs et se rendent à un gazomètre qui porte une échelle graduée pour mesurer les volumes qu'on lit en ramenant la pression à 0 par l'observation des manomètres.

Calcination. — La calcination, c'est-à-dire la détermination des matières volatiles, se fait par la méthode du double creuset. On opérera aussi le chauffage sur la flamme d'un brûleur à gaz. 11 faut réaliser un chauffage rapide, la flamme étant la plus longue possible.

Pratiquement, si le chauffage est fait sur un bec Bunsen, on doit observer les règles suivantes :

1" Prendre 1 gramme de substance ;

2° Chauffer avec une flamme d'au moins 18 centimètres de hauteur sur un simple brûleur Bunsen muni d'une cheminée ;

3° Faire usage d'un triangle en fll métallique mince ;

4** Laisser 30 millimètres d'intervalle entre le creuset et l'orifice du brûleur ;

$• Prendre un «renset de platine de forme large, avec un couvercle à cheminée;

6* Employer un creuset de plus de 30 millîmètres de bauleur pour les charbons qui se boursouflent beaucoup;

?• Chauffer jusqu'à disparition de toute flamme k la cheminée du couvercle du creuset.

n suffît de peser le creuset, avant et après carbonisation, pour obtenir, par différence, le poids des matières volatiles.

On devra en revenir au chauffage avec double creuset au sein du charbon de bois dans les laboratoires où Ton ne possède pas le gaz d'éclairage. On choisit un creuset de porcelaine de préférence à un creuset de platine à cause du soufre qui peut se trouver dans la houille.

La houille à examiner est donc placée dans de petits creusets de porcelaine que Ton dispose dans un creuset de terre plus grand ; on noie les creusets dans du charbon de bois en grains; on couvre le grand creuset et on porte le tout dans un foyer. On donne une chaude d'environ une heure, puis on laisse refroidir.

n suflit de peser le culot de coke pour obtenir, par différence, la teneur en matières volatiles.

11 sera bon d'opérer en double et de prendre la moyenne des résultats d'expérience.

Il importe de noter que les chiffres obtenus en opérant, comme il vient d'être dit, représentent la somme des matières volatiles combustibles et de l'humidité, si la houille n'a pas été desséchée.

Pour avoir la teneur en matières volatiles combustibles, il faudra retrancher Thumidîté, dont la détermination a lieu comme il a été dit précédemment.

Incinération, — L'incinération a pour but de déterminer la quantité de cendres du combustible. On peut reprendre le coke de Topération de calcination après avoir soumis ce coke à la pulvérisation.

L'analyse se fait avec 1 ou 2 grammes de matière, soit sur une lampe à gaz, soit an moufle. Elle se conduit avec une chaleur lente et progressive, afin d'éviter les pertes par projection ou la formation d'un culot de coke dont la combustion serait difficile. S'il y a des fragments de charbon non brûlés, on reprend par l'alcool. Les points noirs de charbon viennent à la surface. En évaporant l'alcool, ces points noirs disparaissent. Il ne reste plus exactement que les cendres, et l'on peut peser.

Que! que soit le soin apporté aux analyses, il n'y a pas tou-

jours constance des résultats. Ces résultats, pour un même échantillon, peuvent varier quelque peu pour les raisons suivantes ;

i° Le carbonate de calcium que contiennent les houilles est plus ou moins transformé en oxyde, sulfure, sulfate ou silicate;

2^ Les sulfates sont réduits en proportions variables à Fétat de sulfures ;

3^ Les sulfures perdent du soufre ou se transforment en sulfates, qui sont ensuite décomposés en produisant des oxydes.

L'intensité de la chaleur et la durée du chauffa'ge sont les deux causes principales qui sont capables de modifier les résultats. Le mieux est de prolonger suffisamment Faction de la chaleur pour obtenir un grillage complet et pour assurer la décomposition totale des carbonates. Ceci ne suffit pas, cependant, pour assurer l'uniformité des résultats, à cause de réactions qui peuvent intervenir pendant les premières phases du chauffage et modifier la composition des cendres.

Analyse élémentaire. — Les éléments chimiques constituants d*une houille et devant être déterminés par l'analyse élémentaire, sont: le carbone, Thydrogène, Tazote, Toxygène. Le carbone et Thydrogène sont recherchés dans le tube à combustion que nous allons décrire. On dose Tazote par la méthode à la chaux sodée ( Will et Warrentrapp) ou mieux encore en appliquant une méthode indiquée par Kjeldahl. Nous n'insisterons d'ailleurs pas sur la description de ces procédés, car l'azote n'est pas toujours recherché.

L'oxygène est obtenu par différence.

Il importe de noter que l'analyse élémentaire des combustibles ' nécessite une installation importante et des soins assidus; aussi ce procédé d'investigation est-il rarement suivi dans les laboratoires industriels ; il reste l'apanage des grands laboratoires scientifiques.

Dosage du carbone. — On emploie un tube en fer forgé de 20 à ^2 millimètres de diamètre et de 115 centimètres de longueur. Le tube a été préalablement porté au rouge, tandis qu'un courant de vapeur d'eau le traversait.

On remplit le tube d'oxyde de cuivre et de quelques copeaux de cuivre en spirale.

On place dans le tube deux nacelles de fer maintenues par un fil de fer, chacune de ces nacelles étant mise à chaque extrémité du tube.

On aspire à travers le tube une certaine quantité d'air. L*air qui passe à travers le tube est desséché dans un tube en U à ponce sul-

forique, dans un tabe de Liebig avec potasse et dans un tube en U contenant des fragments de potasse. On peut aussi, en lieu et place d'air, employer l'oxygène qui se dégage du chlorate de potassium.

Après un chauffage de deux à trois minutes, on remplit Tune des nacelles avec le combustible à analyser, en le mélangeant ou non avec de Foxyde de cuivre, suivant que Ton veut ou non peser les cendres, sitôt l'opération terminée. L'autre nacelle contient du chromate de plomb, afin de brûler le chlore, le brome et l'acide sulfureux qui pourraient troubler les résultats d'analyse.

On recueille ainsi le carbone à l'état d'acide carbonique dans 7a potasse. La quantité de carbone est égale à 27,27 fois le poids d'acide carbonique trouvé.

On peut aussi doser de cette manière la quantité d'hydrogène de la houille en pesant l'eau absorbée par la ponce sulfurique. Le coefficient à adopter pour le calcul est 11,11.

Dosage du soufre. — U faut doser le soufre aux trois états où nous avons dit qu'il se trouvait dans la houille : soufre dans les sulfures métalliques, soufre dans les sulfates alcalino-terreux, en général le gypse, soufre à l'état organique (hydrocarbure sulfuré).

Le sulfate de calcium existe souvent dans la houille en lamelles parfaitement visibles. Pour l'analyse il faudra toujours prendre un échantillon d'un poids considérable. En général, on opère sur 25 grammes.

La houille porphyrisée est mise en digestion pendant deux ou trois jours dans un volume de 3 litres d'eau. Après filtrage, le sulfate de calcium restera tout entier à l'état de précipité. On traite par l'acide chlorhydrique et on précipite l'acide sulfurique par le chlorure de baryum. Le poids trouvé de sulfate de baryum donnera la quantité de soufre.

Le soufre des sulfures métalliques devra être oxydé au moyen du chlore et de la potasse. On traite la matière par l'eau, on la filtre et on la sèche à 100**. On prendra 2 à 10 grammes de combustible suivant la teneur présumée en soufre. On attaque par l'acide azotique concentré, puis on ajoute de l'eau et de la potasse. On fait enfin arriver un courant de chlore qu'on prolonge pendant dix ou quinze minutes. Le soufre se trouve alors en entier dans la liqueur alcaline à l'état d'acide sulfurique. On lave par décantation et, dans la liqueur acidifiée par l'acide chlorhydrique, le soufre est précipité à l'état de sulfate de baryum par le chlorure de baryum.

On fera usage aussi du procédé Sauer. Dans un tube de verre^

30 OOMBUSTIBLES INDUSTRIELS

chauffé atf ronge, on brûle l gramme de houilie au moyen d'un courant d'oxygène ; le soufre organique et le soufre des pyrites sont transformés en acide sulfureux, que Ton reçorf, avec les gaz de la combustion, dans un tube à boule contenant de Tacide clilorliydiûquo brome, qui oxyde l'acide sulfureux.

On obtient ainsi tout le soufre à l'état d'acide sulfurique. II suffit de chasser Texcôs de brome par ébuïlîtion et de précipiter le sulfate de baryum.

On fera usage enfin de Tobus calorimétrique Mahler, servant à déterminer le pouvoir calorifique des combustibles, que nous décrirons plus loin (Voir page 38).

Dans l'obus, on brûle 1 gramme de combustible au milieu d'une atmosphère d'oxygène sous pression. Tout le soufre est transformé en acide sulfurique.

On rince l'obus avec un peu d*eau dans laquelle on fait digérer la cendre restée dans la capsule, puis Ton filtre et Ton obtient une liqueur qui renferme tout l'acide sulfurique provenant de la coittLufltion du soufre. On précipite par le chlorure de baryum.

Le procédé d'analyse Eschka consiste à brûler le combustible avec du carbonate de sodium et de la magnésie. Mais le procédé n'est pas parfait en ce sens qu'il se forme des composés sulfurés gazeux. Il se dégage surtout de l'acide sulfhydrique^ et cet acide donaeraii des pertes dans une proportion de 6 0/0.

Aussi le D^ Hundeshagen a-t-il proposé de remplacer le carbonate de potassium par le carbonate de sodium. Ce dernier formerait avec l'eau du combustible un composé hydraté qui absorbe les produits sulfurés et les empêche de se volatiliser.

Il semble pourtant que par l'un comme par Tautre des procédés on obtienne des résultats comparables^ suivant des ejLpérîcAceafaltes^ par M. James O'Handy et par M. Camp.

Dans les deux cas on emploie 1 partie de carbonate pour 2 parties en poids de magnésie. Il faut éviter de mettre un excès de carbonate, car la combustion du charbon serait entravée. Avee 1 partie de charbon on met â parties du mélange ou plutôt ou place dans un creuset le combustible avec trois quarts du mélange;, le dernier quart recouvrant le tout. La combustion dure de quinze à trente minutes.

L'analyse se conduit pratiquement de la manière suivante :.

On prend i^^^SOO de combustible très finement pulvérisé, que Ton

mélange inthnement, dans un mortier de verre, avec i'',â50 de magnésie, O^'^dOO de carbonate de sodium et OK'fSOO de carbonate de potassium.

On introduit le tout dans une capsule de platine, on recouvre avec (K',500 de magnésie et on chaulTe au ruuge sombre, sur une lampe à alcool à double courant d'air \ en agitant de temps à autre avec une spatule de platine, jusqu^à ce que toutes les particules charbonneuses soient brûlées, ce qui exige environ une heure.

A ce moment, on reprend par Teau bouillante et on fait tomber toute la masse dans un ballon jaugé à lâO centilitres ; on agite bien, on laisse refroidir et on parfait le volume. On mélange à nouveau et on filtre sur un papier sec, puis on prélève, avec une pipette, 100 centilitres de liquide, correspondant à 1 gramme de combus- Uble.

La liqueur est versée dans une fiole poire et acidifiée légèrement par Tacidc chlorhydrique brome, en vue de transformer en sulfate les petites quantités de sulfure ou de sulfite de sodium qui pourraient exister. On fait bouillir pour chasser Texcès de brome et Ton ajoute dans la liqueur bouillante 10 centilitres de solution de chlorure de baryum. On laisse déposer le sulfate barytique, puis on le recueille sur un filtre. On lave, on sèche, on calcine et on pèse le sulfate barytique.

La méthode est assez rapide et permet en deux ou trois heures de doser le soufre dans un combustible.

Comme il est très difficile de se procurer des carbonates alcalins et de la magnésie absolument exempts de sulfates, il est indispensable de faire un essai à blanc avec les mêmes quantités de réactifs. Le poids de sulfate de baryum ainsi trouvé est retranché de celui que Ton a obtenu.

Dosage du phosphore. — La détermination du phosphore se fait par voie humide.

On prend les cendres d^une des opérations précédentes, et on les acidifie par Tacide azotique. Dans la solution on précipitera le phos* phore à Vétat de phospho-molybdate d'ammonium. Il suffit de rappeler la réaction.

En liqueur acide, si Ton verse du molybdate d'ammonium, il se fera un précipité jaune et volumineux de phospho-molybdate hydraté.

1. L'emploi d*an brûleur à gaz est dangereux, car le mélange alcalin pourrait absorber une partie du gaz suirureux résultant de la combustion du gaz.

Le précipité qui aTapparence cristalline est mieux caractérisé que le précipité de phosphate ammoniaco-magnésien qui est souvent lent à se produire, mais il est bon de ne pas peser à Tétat de phospho-molybdate dans la crainte d'avoir un excès de poids. Il vaut mieux ramener à Tétat de phosphate de magnésium.

On peut aussi opérer, non plus sur les cendres, mais sur la houille elle-même. On fond la houille avec 5 fois son poids de carbonates alcalins. Après fusion on dissout par Tacide chlorhydrique, puis on évapore à sec avec un excès d'acide chlorhydriquepour évaporer la silice. Après évaporation on précipite comme précédemment le phospho-molybdate en liqueur acide.

D'après des expériences faites par M. Campredon, ce serait ce dernier essai qui donnerait d'une manière exacte la totalité du phosphore. Les cendres, même très finement pulvérisées et soumises pendant quinze ou vingt heures à l'action de l'acide, abandonnent très difficilement leur phosphore. Avec des teneurs de 0,526 0/0 on pourra avoir un écart en moins de 0,12 0/0 sur la méthode d'attaque directe au carbonate de sodium.

Détermination des cendres. — Les cendres de la houille se composent en général de 50 0/0 de silice, d'une portion considérable d'oxyde de fer et d'alumine, de chaux dans la proportion de 15 à 20 0/0. Il y a aussi du phosphore et du soufre à l'état de phosphate et de sulfate, comme nous l'avons dit.

Tous ces éléments doivent être déterminés le plus exactement possible non seulement au point de vue de la conduite des foyers, mais surtout en ce qui concerne les emplois dans la métallurgie. Les cendres augmentent, en e(Tet, les impuretés de la scorie qui sera en contact intime avec le métal.

L'analyse complète des cendres est faite de la manière suivante :

On fond 5 grammes* de cendres avec 15 grammes d'un mélange, à poids égaux, de carbonate de sodium et de carbonate de potassium, dans un creuset de platine. On reprend par l'eau acidulée avec de l'acide chlorhydrique ; on ajoute ensuite un excès de ce même acide et on évapore à sec pour insolubiliser la silice. On reprend par l'acide chlorhydrique, on étend d'eau et on filtre pour recueillir la silice, tandis que l'on reçoit la liqueur filtrée dans un ballon jaugé de

1. Pour obtenir une quantité de cendres suffisante pour l'analyse, on incinère un poids convenable de houille dans un ou plusieurs têts à rôtir (|ue Ton place dans un four à moufle.

500 centimètres cubes. On lave et on parfait le volume à 500 centimètres cubes.

Dans la liqueur les principales substances se dosent ainsi.

Voxt/de de fer et Valumine se déterminent par précipitation au moyen de Tammoniaque.

Pour doser Y oxyde de fer seul on précipite au moyen de Tammoniaque, on filtre, on redissout etl'on titre le fer par une des méthodes calorimétriques connues au bichromate ou au permanganate de potassium.

Pour doser le manganèse, la chaux et la magnésie on ajoute un peu de brome et un excès d'ammoniaque. On précipite ainsi Toxyde de fer, Talumine et Toxyde de manganèse ; le précipité est recueilli sur un filtre, on le redissout dans Tacide et on dose le manganèse par le permanganate. La liqueur séparée des oxydes par filtralion contient la chaux et la magnésie, que Ton dose par les moyens ordinaires.

Pour doser Tacide sulfurique, c'est-à-dire le soufre des sulfates, on précipite au moyen du chlorure de baryum.

Enfin le phosphore se dose comme on Ta vu précédemment.

Les alcalis sont déterminés sur une prise spéciale. Après la séparation de la silice et des autres bases, fer, magnésie, chaux {précipitation par Voxalate de calcium) on transforme par calcination les alcalis en carbonates et le chlorure de magnésium en magnésie. On reprend par Teau chaude, puis avec du chlorure platinique on forme des précipités de chlorures doubles de platine et de potassium ou de sodium.

Outre cette méthode complète de détermination analytique des cendres, il est bon de signaler quelques observations pratiques au point de vue de leur couleur et de leur fusibilité.

Une couleur des cendres rouge ou brune correspond à la présence d*ane grande quantité de fer provenant des pyrites. La teneur en soufre du combustible est alors élevée.

Des cendres grises ou blanches ne contiendront que peu de soufre. Si elles sont très blanches, les éléments alcalins ou alcalino-terreux y prédomineront. Souvent, le lavage des combustibles peut faire changer la couleur des cendres.

Nous avons déjà parlé de l'avantage que l'on peut avoir à n'employer que des charbons à cendres infusibles. On pourra parfois se rendre compte de la nature des cendres par l'aspect du mâchefer obtenu dans une première analyse avant de pratiquer l'essai industriel complet.

COMBUSTIBLES IIIDDSTBIELS. ^

,, OOMBUSTIBLBS INDUSTRIELS

On fera *omI an «Mais comparatifs de fusion, en bien, d'.prè. la proportion d'alumine donnée par l'analyse élémentaire, et d'après les proportions de fer, de chaux et de magnésie, on saura si les cendres sont infnsibles ou fusibles.

Pouvoir calorifique. - Le pouvoir calorifique absolu d'un combustible est la quantité de chaleur dégagée par la combustion complète de runité de poids de ce combustible.

Ce pouvoir calorifique n'est pas le même pour les diverses quahtés de houille. 11 est fonction immédiate de la quantité de carbone fixe. Pour des catégories identiques, il varie, en outre, avec la teneur en cendres, si bien que dans les chaudières on atout avantage, pour obtenir un régime homogène et pour vaporiser toujours la même quantité d'eau, à employerun charbon de teneur constante en cendres aussi bien qu'en matières volatiles.

On peut admettre d'une manière générale que chaque pour cent de cendres en plus abaisse le pouvoir calorifique de 90 calories.

Chaque pour cent de matières volatiles en plus élève le pouvoir calorifique de 60 calories. . , .

Le tableau suivant donne les valeurs moyennes du pouvoir calorifique pour les catégories de houille de la classification de Grnner.

nmii ciLduniin

Houille sèche à longue flamme

— grasse à longue flamme

— grasse ordinaire

grasse à courte flamme

n — sèche à courte flamme

I Anthracite

Formules théoriques. - Théoriquement, le pouvoir calorifique des combustibles peut être calculé à Taide d'une série de formules que nous allons successivement indiquer.

La première en date est celle de Dulong. Elle s'écrit amsi :

P = 8080C + 34.462 ^H — | + 2-^50Sj-

C est la teneur en carbone ; H, la teneur en hydrogène; O, la teneur en oxygène ;

S, la teuBur en soufre. ^

Les chiffres obtenus à l'aide de cette formule sont inférieurs en général au pouvoir calorifique réel du combustible.

En outrQ, guand bien même les proportions d'hydrogène et de carbone seraient les mêmes, les pouvoirs calorifiques différeront quelquefois comme valeur.

La formule de Scheurer^Kestner donne des résultats plus voisins de la vérité.

Il faut, toutefois, lui préférer la formule de M. Cornut, qui lient compte des proportions de carbone fixe C^ et de carbone volatil C,. Cette formule est la suivante :

P = SOSOCi + H.214Ga + 34.462H.

Les résultats obtenus au moyen de cette formule sont exacts à 5 0/0 près.

Une formule allemancte donnerait des résultats encore plus approchés, à 3 1/2 0/0 près ; elle se calcule de la manière suivante :

Soit C la teneur du combustible en carbone fixe, ou, ce qui revient au même, la quantité de coke qu'il peut produire. Désignons par ,Q la quantité d'oxygène déterminée par Tessai Berthier que nous examinerons plus loin, quantité nécessaire pour brûler complètement le combustible.

S'il s'agit. de brûler le carbone fixe seulement, la quantité d'oxygène nécessaire sera Q4 , et l'on aura :

daprès une formule qui dérive directement de celle de l'essai Berthier.

La quantité Qj d'oxygène nécessaire pour brûler le carbone volatil est :

Si l'on prend le rapport de ces deux quantités de chaleur on a : Qt~ 8 - c

D'autre part, le pouvoir calorifique est donné par la formule

K désignant la chaleur spécifique de Tozygène nécessaire pour brûler les matières volatiles.

Les valeurs de ^ sont inscrites sur le tableau suivant, ainsi qua

celles de K. On peut donc calculer le pouvoir calorifique.

fis