SODIUM

»e rstiuiB. — L’alumine peut s’obtenir par la calcination de l’alun; alors elle n’est presque jamais pure, parce que les quantités de fer qui existent dans l’alun venant se concentrer dans l’alumine, qui n’entre que pour ii centièmes dans la composition de l’alun, la proportion des impuretés est multipliée par 9, et devient par suite considérable. L’alun à base d’ammoniaque est introduit dans un four a réverbère, et il fond dans les parties les plus éloignées de l’autel, dont l’ouvrier le rapproche peu à

Silicium

Fer

Aluminium . . . .

ï”. Alumine.

MODE DE PRÉPARATIOIN SUIVI A NANTERRE. Il3

peu, au fur et à mesure qu’il perd sou acide sulfurique et son ammoniaque.

La calcination complète de l’alun et sa transformation en alumine dénuée d’acide sulfurique constituent une opération extrêmement délicate.

Be la cryolite. — Dans la cryolite qui vient aujourd’hui de Copenhague, on trouve un grand nombre de fragments souillés par la présence du fer carhonaté. Il faut la trier avec le plus grand soin avant de l’introduire comme fondant dans la composition du mélange qui doit produire l’aluminium.. Les fragments rejetés sont pulvérisés finement et mélangés avec un peu plus des trois quarts de leur poids de chaux vive bien cuite et pure, qu’on éteint avec soin. On ajoute ensuite de l’eau en assez grande quantité et l’on chauffe dans un vase de fonte avec un serpentin percé de trous qui amène de la vapeur d’eau. La réaction s’opère tout de suite ; elle est complète si l’on a bien opéré. Sans beaucoup de soins, on risque d’obtenir de l’aluminate de chaux insoluble, qu’on détruit d’ailleurs assez facilement par une digestion avec un peu de carbonate de soude.

Il reste du fluorure de calcium assez lourd , que l’on sépare facilement par décantation , et la liqueur, qu’on traite parmi courant d’acide carbonique, donne du carbonate de soude et de l’alumine très-dense qu’on lave avec le plus grand soin. Ces lavages ne peuvent lui enlever néanmoins les dernières portions de carbonate de soude.

On évapore a sec le carbonate de soude , qui est trèspur et convient parfaitement à la fabrication du sodium , et l’on calcine dans un four a réverbère l’alumine hydratée, qui est toujours très-belle quand elle a été bien préparée , mais qui peut contenir du fer quand on a em-

I l/j CIIAPITUE CINQUIÈME.

ployé (le la cryolite contenant beaucoup de fer carbonate.

II m’a paru que ce carbonate de protoxyde de fer, décomposé parla cbaux, donnait du protoxyde de fer que la soude dissout en petite quantité. M. Rose annonce que la cryolite se décompose entièrement au contact de la chaux, M. Demondésir est arrivé au même résultat par la voie analytique, et il a vu que la chaleur n’était pas même nécessaire pour déterminer cette réaction remarquable. Seulement, en opérant a froid, les matières insolubles prennent un volume considérable.

Cette opération ressemble beaucoup a la fabrication des lessives caustiques avec le carbonate de soude ou de potasse et la cbaux. Il faut, comme l’on sait, d’après les expériences de M. Liebig et de M. Pelouze , que la proportion d’eau soit assez considérable pour que la réaction se produise et même pour éviter une réaction inverse. D’un autre côté, il faut qu’il y ait assez de soude dans la liqueur pour que le petit excès de cbaux vive ne s’y dissolve pas.

Si l’on néglige cette observation, on peut perdre de l’alumine et de la soude, et l’on croirait à tort que la décomposition complète de la cryolite n’est pas possible.

La cryolite est attaquable, comme on le sait, par l’acide muriatique , mais très-lentement. Quand on veut la décomposer par l’acide sulfurique , le fluorure de sodium se dissout aussitôt avec dégagement d’acide fluorbydrique; mais le fluorure d’aluminium gélatineux se sépare et ne s’attaque postérieurement qu’avec une certaine difficulté. La manière dont agit la cbaux sur une matière aussi peu altérable dépend donc d’une affinité tout à fait spéciale.

Nous ne fabriquons ainsi l’alumine à Nanterre que parce que ce procédé s’applique a des rebuts et parce que toutes ces opérations rentrent dans une autre série de traite-

MODE DE PRÉPxVRATION SUIVI A NANTERRE. I 1 f)

menis que nous faisons subir aux résidus de la fabrication du sodium et aux scories de Taluminium pour en tirer du carbonate de soude et de l’alumine purs. Mais, je le répète, nous n’aurions pas songé à fonder l’industrie de l’aluminium si la cryolite du Groenland en avait été l’agent indispensable; encore moins aurions-nous songé à l’emploi de la cryolite pour la fabrication de l’alumine et de la soude, du moins en France.

Il existe en effet en France, en quantité considérable, des minerais d’alumine deux ou trois fois plus riches que la cryolite du Groenland, d’un traitement aussi facile , et dont on estime le prix de revient, à proximité des voies navigables et ferrées, à 6 ou 7 francs les 1 000 kilogrammes, tandis que la cryolite coûte au moins 35o francs, sans qu’il y ait lieu de prévoir de réduction. Dans les produits qui résultent delà décomposition delà cryolite, l’alumine devrait être comptée pour une valeur minime , et le carbonate de soude aurait à supporter à lui seul la presque totalité des frais de fabrication et le droit que la douane française ne manquerait pas de lui faire acquitter le jour où un fabricant d’aluminium aurait l’imprudence de faire servir la cryolite à remplacer le sel marin pour la fabrication de la soude.

Dans ces conditions et après mur examen, la Société de Nanterre a jugé qu’elle n’avait aucun avantage à fonder avec l’aide de la cryolite une fabrication d’alumine et de soude, même pour*son seul usage.

Préparation de l*aluniine an^ec les résidus de faiirieatioii. — Les résidus de la fabrication du sodium exposés a l’air se délitent très-vite : ils contiennent moyennement, d’après mes analyses :

1 l6 CHAPlTHfc: CINQUIÈME.

Charbon 20,0

(Carbonate de soude i4,5

Soude caustique 8,3

Sulfate de soude . 2,4

Carbonate de chaux et fer. . 29,8

Eau 2.5,0

Les scories résultant de la fabrication de l’aluininium en four a réverbère contiennent:

Sel marin 60

Matières insolubles 4^

Ces matières insolubles, qu’un simple lavage sépare avec la plus grande facilité, sont composées presque exclusivement de fluorure d’aluminium accompagné d’un peu d’alumine et de cryolite intacte. Quand on opère avec* du fluorure de calcium, le sel marin est en partie remplacé dans la scorie par du cblorure de calcium. Mais en général tout le fluor du bain de scorie se trouve combiné avec de l’aluminium, ce qui prouve la grande affinité réciproque de ces deux substances.

Pour exploiter ces deux matières, on mélange avec soin de 5 à G parties de résidus de sodium avec i partie de scories dépouillées de leur partie soluble par le lavage, et on calcine le tout au rouge.

La matière amenée à l’état de fusion pâteuse est refroidie et lessivée; il se dissout de l’aluminate de soude qu’on traite par l’acide carbonique, ce qui donne du carbonate de soude immédiatement cristallisable, et de l’alumine hydratée très-dense qu’on lave et qu’on calcine.

D’après mes essais de laboratoire :

looo grammes de résidu de sodium,

180 » de scories lavées,

MODK DE PUÉPARATION SUIVI A NAINTERRE. II7

ont donné :

no grammes d’alumine calcinée,

225 » de carbonate de soude sec.

La lessive alumineuse contient toujours assez de carbonate de soude pour qu’on n’ait pas a craindre la formation d’un aluminate de chaux insoluble.

Le résidu du lessivage, qui pèse environ la moitié du poids des résidus de soude employés, contient sur loo

parties :

Charbon 3o,o

Fluorure de calcium 82,0

Alumine 0,6

Matières diverses 87,4

On voit que le fluorure de calcium entre pour une part considérable dans ces résidus, comme on devait s’y attendre par suite de la décomposition du fluorure d’aluminium par la chaux en présence de la soude,, réaction que j’ai vérifiée directement.

Les matières diverses sont formées avec du fer, du manganèse, un peu de silice et enfin de l’oxysulfure de calcium.

La carbonatation de la soude s’effectue dans un appareil qui ressemble beaucoup à une baratte a axe horizontal muni d’ailettes, susceptibles de tourner autouc de cet axe avec une grande rapidité. Le liquide alcalin entre par un tube situé à la partie antérieure de l’appareil et s’écoule d’un jet continu. L’acide carbonique provenant de la réaction des résidus acides de la préparation du chlore sur du calcaire en morceaux entre dans l’appareil par un tube placé a sa partie postérieure et se lrouv(‘ absorbé avec une rapidité extrême par le liquide

ri8 CHAPITRE GIlNQüIÈME.

alcalin réduit au moyen de l’agitation à l’état de pluie fine. On a grand’peine dans cette opération, quelle que soit la rapidité du courant de lessive, 'a éviter la formation d’un peu de bicarbonate de soude.

Il faut conduire hors de l’atelier les gaz sortant de l’appareil et qui contiennent beaucoup d’acide sulfhydrique.

2°. Chlorure double d’aluminium et de sodium.

Dans nos’ éxpériences de la Glacière nous avions un intérêt très-grand à éviter la production des vapeurs et gaz acides qui sortent des appareils à production de chlorure d’aluminium tels que je les ai décrits. Pour éviter cet inconvénient, nous avons fait arriver la vapeur de chlorure d’aluminium dans un espace chauffé et plein de sel marin pour la condenser a l’état de chlorure double liquide et fixe à la température de cette enceinte : mais nos appareils s’engorgeaient avec une telle rapidité, que nous avons dû renoncer à ce procédé. Nous avons alors fait entrer le sel marin dans les mélanges eux-mêmes, c’esta-dire en l’introduisant en même temps que le charbon et l’alumine dans la cornue où doit arriver ensuite le chlore.

Pour fabriquer le chlorure double, on peut employer l’appareil qui est dessiné dans la planche annexée à ce volume [fig- lo). Seulement nous avons remplacé la cornue à gaz OZZ par un appareil plus petit en terre (i) et qui doit être porté a une température très-élevée par le

( I ) Nous sommes obligés de le confectionner nous-mêmes à Nanterre où M. Paul Morin a organisé la fabrication de tous les vases et ustensiles spéciaux dont il se sert. A la Glacière, nous nous servions de cornues à zinc qu’avait bien voulu nous céder le directeur de l’usine de la Vieille-Montagne. J’ai raconté déjà comment le zinc qui reste dans le ciment avec lequel on confectionne ces cornues peut être très-nuisible dans la fabrication de l’aluminium.

MODE DE PHÉPARATIOiN SUIVJ A INAINTEUUE. II9

loyer F que Ton transporte a la partie supérieure de la cornue. La chambre I peut être remplacée par un simple vase conique en terre, où le chlorure double vient couler en se condensant.

Tout ce que j’ai dit d’ailleurs de la fabrication du chlorure simple s’applique parfaitement a la fabrication du chlorure double. C’est pour cela que je renvoie le lecteur pour les détails à cette partie de mon ouvrage.

Le chlorure double d’aluminium et de sodium est une substance fusible à 200 degrés environ et cristallisable par le refroidissement. A l’état de pureté il est tout à fait incolore, et il faut éviter à tout prix qu’il contienne du fer qui le colore en jaune. C’est à cause de cet inconvénient qu’on doit donner la plus grande attention au choix de l’alumine et à la confection des vases où se fait sa transformation au moyen du chlore.

Le chlorure double est un produit très-peu altérable lorsqu’il est en masses compactes, et on le manie avec la plus grande facilité, à cause de sa fixité absolue a la température ordinaire, ce qui lui enlève toute odeur. Sous ce rapport il est bien préférable au chlorure simple, comme je l’ai déjà dit. Cependant l’altérabilité de cette dernière substance n’est pas aussi grande qu’on pourrait le penser. J’ai encore dans mon laboratoire la conserve pleine de chlorure simple très-compacte qui avait été mise à l’Exposition de i855. Le vase est fermé par un simple couvercle, et cependant, quoi qu’on l’ait souvent ouvert pour y prendre du chlorure, à peine encore celui-ci est-il altéré.

Dans le cas où le chlorure d’aluminium et de sodium est bien pur, il donne, avec le sodium à peu près la quantité théorique d’aluminium correspondant au poids du métal alcalin employé dans la réaction. Nos ( (Torts se

120 • CHAPITRE CllNQüIÈIVJE.

portent en ce moment sur la fabrication du chlorure double dont toutes les parties comportent encore des améliorations considérables qui sont en voie de réalisation; mais la connaissance profonde que nous possédons aujourd’hui des circonstances dans lesquelles il faut se mettre pour réussir ne nous a été révélée que par une pratique très-longue et très-pénible.