TRANSFORMATION DE L’ACIDE SULFUREUX EN ACIDE SULFURIQUE

Les gaz introduits dans la chambre de plomb se composent d’acide sulfureux mélangé à l’excès d’air qui a traversé les fours à pyrites, de l’azote provenant de l’oxydation par l’air de la pyrite brûlée, de vapeur d’eau et de composés azotiques. Nous avons vu déjà que les composés azotiques sont quelquefois produits dans les fours mêmes qui reçoivent la pyrite ou dans le parcours des gaz avant leur arrivée à la chambre. Ces gaz se trouvent alors mélangés aux gaz sulfureux avant leur entrée dans les chambres. Mais, la construction dos fours à pyrites étant plus compliquée que celle des fours à soufre, il n’est pas toujours facile de se servir de ce procédé, qui est cependant le plus économique, et dans un grand nombre d’usines on prépare l’acide azotique dans des appareils spéciaux. Le liquide acide est ensuite introduit régulièrement au moyen de minces filets dans le courant gazeux, au moment où il entre dans la chambre. Lorsqu’on se sert du premier procédé, il se forme naturellement dans les canaux de conduite des gaz, et dans les fours eux-mêmes où se dégage l’acide azotique, une quantité beaucoup plus considérable d'acide sulfurique; les matériaux employés à la construction des fours et dos canaux s’usent en s’imprégnant d’acide. Cette circonstance l’a fait abandonner dans certaines fabriques, et remplacer par le second.

Chambres de plomb. — Les chambres de plomb se composent d’une charpente en sapin sur laquelle sont fixées les feuilles do plomb. La charpente destinée à supporter les parois en plomb se compose

SULFURIQUE (ACIDE). — U5

SULFURIQUE (ACIDE)

de traverses horizontales AB qui reposent sur le plancher du bâtiment. Sur ces traverses s’élèvent des poutrelles placées à la distance de lm,40 à lm,00 les unes des autres, C, D, C',D'...

Les figures 691 et 692 représentent la charpente d’une chambre de plomb d’environ 1500 mètres cubes de capacité. La figure 691 en représente les tètes, qui ont 7m,10de largeur, et la figure 692 les parties latérales, qui ont 42 mètres de longueur. Les poutrelles verticales sont distantes de lm,42,

et les traverses horizontales de lm,43 ; dans les parties latérales les centres des poutrelles verticales sont distants de lm,50. Lorsque la charpente d’une chambre est montée, on procède à la pose des feuilles de plomb : on peut employer, suivant les circonstances, l’un ou l’autre des deux procédés généralement suivis.

Dans le premier, les feuilles de plomb ayant ordinairement O"1, 03 d’épaisseur et 2 mètres de largeur sur 5 à 6 mètres de longueur, sont

Fig. 691 et fig. 692. — Construction des chambres de plomb.

étalées sur un plancher mobile établi sur le sol, dans l’intérieur de la chambre de plomb. Pour la : icharpente, qui a les dimensions indiquées parles ligures 691 et 692, on se sert de feuilles de plomb ayant lnl, 82 delargeuret 5M,,90de longueur. Trois ou quatre feuilles sont disposées sur le plancher Iles unes à côté des autres afin de procéder aux j soudures. Toutes les soudures sont faites au plomb, elles sont dites « autogène ». Nous avons dit déjà que ce mode de soudure est dû à M. Desbassyns de Richemont, ingénieur français, qui a rendu un grand service à l’industrie des produits chimiques en la dotant de son appareil. Avant l’introduction de ce système, on soudait les chambres avec de l’étain ; mais c’était un travail imparfait et les appareils n’avaient pas de durée; aujourd'hui, au contraire, les soudures sont solides et durent aussi longtemps que les chambres elles-mêmes.

Pour souder le plomb, l’ouvrier plombier a à sa disposition deux appareils qui sont figurés ci-contre : Le premier (fig. 693) se compose d’un gazomètre AA en plomb, renfermant de la grenaille de zinc qui repose sur une grille en plomb KL ; dans la partie supérieure se trouve un réservoir diacide sulfurique OC. Lorsqu’on ouvre le robinet f qui permet au gaz hydrogène de se dégager par l’ouverture C, après s’être lavé en a,

! l’acide sulfurique du réservoir OC pénètre dans le gazomètre parle tuyau CI1, et vient réagir sur la grenaille de zinc; alors le courant gazeux est continu, l'acide sulfurique afiluant plus ou moins suivant que le robinet f donne plus ou moins de dégagement au gaz. Les ouvertures D,F,E servent tant à l’introduction do l’acide qu’au nettoyage des différentes parties de l’appareil.

Le second appareil (fig. 694) se compose d’un soufflet de forge do forme cylindrique AA, por-

tatif comme le gazomètre et sur lequel peut s’asseoir le jeune ouvrier chargé de mouvoir, avec le pied, le levier oac'; l’air, refoulé dans la partie supérieure du soufflet, s’échappe par l’ouverture f. Les deux gaz, hydrogène et air, au moyen de tubes en caoutchouc auxquels on laisse une certaine longueur, qui permet de souder à distance des appareils , sont conduits au

double robinet qui los réunit un peu au-dessous au bec du chalumeau (fig. 695). Les parties g g', mm' sont fixées aux ouvertures C et f des figures 693 et 694. En ouvrant plus ou moins los robinets tcf de la figure 695, i’ouvrier plombier peut, à volonté, augmenter ou diminuer soit la quantité d’air, soit la quantité d’hydrogène qui arrivo au chalumeau db, et donner à sa flamme plus ou moins de longueur, plus ou moins do volume.

ta — 10

Fig. 695. — Chalumeau à deux branches.

Le bec du chalumeau b (flg. 095) est lui-même rattaché au robinet cdf par un tube en caoutchouc ; c’est ce bec que l'ouvrier soudeur tient de la main droite lorsqu’il procède à la soudure; de l’autre main il tient une lame de plomb qu’il plonge dans lo dard du chalumeau, pendant que celui-ci parcourt les tranches de feuilles de plomb qui doivent être soudées ; les gouttes de plomb qui tombent de la lame, viennent se mélanger au plomb fondu sur les bords des doux feuilles; alors l’ouvrier enlève vivement le dard en le déplaçant, et la solidification du plomb fondu ne tarde pas à réunir solidement les bords des deux feuilles adjacentes.

Avant de se servir du chalumeau, on a soin de rafraîchir les bords des fouilles en les ràclant au moyen d’un grattoir, afin qu’aucune matière étrangère ne nuise à la soudure.

Lorsque les feuilles sont soudées les unes aux autres, on y attache des pattes en plomb, ayant 15 à 20 centimètres de largeur et disposées de manière que, la paroi étant relevée verticalement, on puisse les rabattre sur les traverses horizontales des figures 691 et 962, Hl, HT... La paroi composée do trois ou quatre feuilles, étant munie de ses pattes, est soulevée avec le plancher mobile vers la charpente, contre laquelle elle vient s’appuyer. On attache les feuilles d’abord à la partie supérieure, en les pliant sur la traverse supérieure KL (fig. 691), sur laquelle on les cloue. Les pattes qui ont été soudées aux feuilles, viennent successivement reposer sur les traverses HI, HT, H"I". On les y cloue également. — Lorsque les parois de la charpente sont toutes les quatre ainsi couvertes de plomb, on soude entre elles les différentes feuilles formant les extrêmes des parois qui ont été montées au moyen du plancher mobile, et on ferme les angles de la chambre au moyen d’une feuille de plomb. Ces soudures sont plus difficiles à faire que les premières, parce qu’il faut les exécuter debout, verticalement; mais l’habileté de l’ouvrier supplée à ce défaut; toutefois les soudures verticales ne sont jamais aussi solides que celles qui ont été faites horizontalement. Les parois étant montées, il reste à construire le plafond de la chambre, ainsi que le fond ou cuvette. Mais, comme la construction de ces deux parties est toujours la même quel que soit le mode employé à la construction des parois, nous allons d’abord décrire la seconde méthode do construction de celles-ci. — Dans le second procédé, les feuilles de plomb sont, comme dans lo premier, étalées sur un plancher mobile; seulement, au lieu de les souder bout à bout, on les fait croiser d’une certaine quantité (fig. 696), AB, et, lorsque la soudure est faite en A, on relève lo bord de la patte qui a ainsi été formée, CD. En soulevant le plancher mobile comme dans le premier procédé, ou en enroulant la paroi sur un cylindre en bois qu’on monte et qu’on déroule ensuite en descendant le long de la charpente, la patte CD vient se placer le long des poutrelles verticales do la charpente, contre lesquelles on les cloue. Ce mode de construction est plus prompt et plus économique que le précédent ; il permet do supprimer complètement les pattes destinées à reposer sur les traverses horizontales,

la solidité des bandes CD, qui occupent toute la hauteur de la chambre, étant suffisante. Lorsqu’on veut faire usage du second procédé, en conservant des pattes horizontales sans avoir de pattes verticales, on soude les feuilles comme on vient de le dire; seulement on les enroule dans lo sens perpendiculaire à celui que nous venons d’indiquer; alors les bandes CD (fig. 696), disposées de manière qu’elles s’appliquent sur les traverses Hl, HT (fig. 691), y sont clouées, et on se passe de paties verticales. C’est ce dernier système qui semble le plus parfait. On a remarqué que les parties des feuilles de plomb qui reposent sur lo bois, c’est-à-dire celles qui s'échauffent le plus, une fois que la chambre ést en marche, sont celles qui sont le plus promptement attaquées par les vapeurs acides; aussi évite-t-on toute surface de bois inutile et tout contact inutile entre le bois et le plomb. L’usage des bandes CD fait qu’on peut, lorsque la paroi est bâtie, l’éloigner des poutrelles et des traverses, comme le montre la figure 697, qui représente une paroi AB clouée en C au moyen de la bande de plomb, contre une poutrelle P; quelquefois aussi on taille les poutrelles en biseau P’, de manière à

éduire à une ligne le contact du bois et de I» auille do plomb.

Le plafond de la chambre se construit sur un ilancher élevé à la hauteur de la partie supéieuro de la chambre de plomb, et qu'on enlève orsque les feuilles do plomb, soudées les unes ux autres, ont été suspendues, par le système les bandes ou des pattes, à la traverse supé- >jeure K L et aux traverses supplémentaires m, »>> ilacées sur les côtés supérieurs do la charpente, infin, le fond est construit par les mêmes pro-

cédés sur le plancher de la chambre, tandis qu’ou a relevé les bords inférieurs des parois. — Le fond de la chambre forme cuvette; les bords en sont relevés sur une hauteur de quinze à vingt-cinq centimètres, les parois, y tombent en rideau et viennent plonger dans l’acide (fig. 698).

Lorsqu’on veut mettre en marche un système de chambres de plomb, on commence par couvrir le fond de la chambre de quelques centimètres d’eau, ou mieux d’acide sulfurique à 52° Baumé, degré auquel doit arriver l’acide fabriqué. Lorsqu’on se sert d’eau, il faut plusieurs jours avant qu’elle se soit chargée d’acide en suffisante quantité pour atteindre ce degré.

La forme et les dimensions des chambres de plomb ont beaucoup varié. On a reconnu toutefois, d’après l’oxpérience générale, que la formo la plus avantageuse, tant au point de vue de la construction qu’à celui de la fabrication de l’acide, est celle d'un parallélipipède dont les bases sont formées par un carré ou par un parallélogramme rectangle se rapprochant beaucoup du carré. On avait autrefois l’habitude de composer chaque système de chambres du plomb de plusieurs chambres de dimensions différentes. La première était la plus grande; elle était suivie de chambres de plus en plus petites, communiquant entre elles au moyen de tuyaux pour la conduite des gaz, et au nombre de trois ou quatre. Mais dans les constructions modernes on a généralement abandonné le système des chambres multiples. Il a été reconnu, en effet, que la condensation de l’acide sulfurique se fait aussi bien dans une seule chambre que dans plusieurs; aujourd'hui, les systèmes qui comprennent 3,000 et même 5,000 mètres cubes de chambres, consistent le plus souvent en deux chambres de dimensions égales, placées parallèlement l’une à côté de l’autre. Les gaz sulfureux entrent dans la première vers le tiers de sa hauteur, ils en sortent par l’autre bout, soit en haut, soit en bas, ce qui est indifférant, pour en-

Fig. 697.

Rattachementdes

feuilles de trer dans' la seconde, qu’ils traversent plomb aux en sens inverse de la première. Mais poutrelles. on peut lout aussj j,jen n’avoir qu’une seule chambre de longueur double de la première. Les séparations en plusieurs cliam- ! bres ont été reconnues absolument inutiles par des expériences directes faites dans plusieurs usines. Il existe des chambres de plomb uniques qui ont 100 mètres de longueur sur 6 mètres de largeur et 6"’, 50 de hauteur, et dont le cube est, par conséquent, de 4,000 mètres. Dans certaines usines, on fait passer les gaz, avant leur entrée dans les chambres de plomb, par ce qu’on appelle des chambres de poussière, milieux destinés à recueillir et à retenir les poussières ferrugineuses qui accompagnent les gaz au sortir des fours à pyrite. Ces chambres de poussière sont faites soit en maçonnerio, soit en plomb ; dans co dernier cas, le plafond est ro- ■ «ouvert d’eau pour favoriser le refroidissement dos igaz et protéger le plomb contre l’action dos gaz Mchauds. Lorsque les conduites des gaz dos fours à la chambre sont très-longues (quelquefois elles ont jusqu’à 80 et 100 mèties), on leur donne uno

largeur suffisante (1 mètre) afin qu’elles ne soient pas promptement obstruées par les poussières; elles font alors l’office des chambres de poussière. Ces longues conduites sont ordinairement en fonte.

Nous avons dit déjà que les gaz sulfureux, en pénétrant dans les chambres de plomb, doivent y rencontrer une atmosphère renfermant de la

Fig. 698. — Cuvette de la chambre de plomb.

vapeur d’eau et des vapeurs azotiques. Los vapeurs azotiques sont fournies, soit par les fours à pyrites eux-mêmes au moyen de marmites à azotate de sodium pareilles à celles des fours à soufre, soit par do l’acide azotique préparé spécialement.

introduction de l'acide azotique dans les chambres de plomb. — On a adopté différents systèmes pour l’introduction de l’acide azotique dans les chambres de plomb. L’un consiste à faire couler l’acide dans des terrines placées à l’intérieur de la chambre; le liquide arrive de l’extérieur (fig. 099), en E, il s’écoule successivement à l’intérieur de la chambre sur les terrines D D’ qu’il traverse, tandis que les gaz sulfureux des fours à pyrites entrent en A et viennent traverser le système de terrines placé sur un mur en briques siliceuses B résistant à l’action de l’acide. Afin de donner à

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Fig. 699. — Introduction de l’acide azotique dans les chambres de plomb.

l’acide un écoulemont sensiblement constant, on le puise à l’extérieur de la chambre au moyen d’un siphon dont le débit est déterminé et connu C, dans les vases V, V', V", qui communiquent entre eux au moyen de syphons do verre ; plus on multiplie le nombre des vases V, V', V", plus le volume d’acide nitrique est considérable, et, par conséquent, moins il y a de variations dans le niveau du liquide des vases V, plus aussi

l’écoulement d’acido du siphon c est. régulier.

Un autre système consiste dans l’emploi do coulettos en verre, en place des terrines intérieures D D'. Lescoulottes en verre offrent uno plus grande surlace à l’action des gaz , le liquide y ayant

une très-petite hauteur; elles ont 1 mètre de longueur et0"‘,20 de largeur (lïg. 701). Leur hauteur diminue de la partie de derrière A à celle d’avant B, de manière que le liquide s’écoulant daqs A déborde vers B, et de B il tombe sur une seconde coulettc à sa partie A pour en ressortir en B; on place ainsi de 20 à 80 coulettes dans une chambre, suivant son volume, et la quantité

Fig. TOO. — Introduction de l’acide azotique dans les chambres de plomb.

d’acide azotique à y introduire. Les coulettes en verre ont, sur les terrines, l’avantage d une plus grande légèreté; elles sont placées sur des briques vernies c, c', c", dont elles occupent les vides d, d', d", les unes sous les autres.

Un troisième système consiste dans 1 emploi

de tours en grès disposées suivant le dessin de la figure 702, qui se comprend à la simple inspection. Le liquide qui s’écoule de la partieinférieure de cos appareils doit être exempt d’acide azotique ; s’il en contient encore, il faut augmenter le nombre des terrines, des coulettes ou des tours. Dans certaines usines, afin de s’assurer du bon fonctionnement des appareils et de la

dénitrification complète du liquide azotique, on fait sortir de la chambre celui qui s’écoule du dernier plateau ; on peut ainsi, à tout moment, vérifier la marche de la dénitrification ; le liquide rentre ensuite dans la chambre où il se mélange à l’acide qui en occupe le fond.

Lorsque les chambres de plomb sont en marche, on en maintient le fonctionnement normal et régu lier en portant toute son attention sur leur température, sur l’introduction de la vapeur d’eau, dont l’admission est augmentée j ou diminuée, suivant les besoins, sur l’alimentation de l’air qui est réglée en proportion de la quantité d’acide sulfureux qui se trouve dans les gaz à l'entrée, dans les chambres ou de l’air en

Fig- 101. Introduction de l’acide azotique dans les chambres de plomb.

éXW s qui se trouve dans ces gaz à leur sortie dans la cheminée d'appel. , ,

Température des gaz. - La température des gaz a une grande influence sur 1 ensemble do la fabrication. Nous avons dit quelles sont les précautions ùl prendre lorsqu’on travaille avec du soufre, pour éviter une trop grande élévation de température dans le four lui-même, élévation qui a pour conséquence la distillation d’une partie du soufre. Dans les fours à pyrites, l’élévation trop considérable de la température provient soit d un manque d’air, soit de leur combustion trop active

par suite d’une consommation de pyrites trop considérable pour la dimension ou le nombre de fours employés. Lorsque les conditions d une combustion bien équilibrée ne sont pas remp hes que les fours à pyrites deviennent trop chaud^ le soufre du minerai distille; il se forme du jm fure ferreux, FeS, corps très-fusible qui engloba la pyrite et la soustrait à une oxydation ultérie fSclieurer-Kestner et Rosenstiehl, Bull, de là Soc. chim., 18071. L’expérience a appris que les gM. an moment où ils pénètrent dans la chambre de plomb, doivent avoir été suffisamment refro

pour que leur température ne dépasse pas 60 centigrades. Toutefois les données ne sont pas encore assez précises pour déterminer avec une rigoureuse exactitude quelle est la température la plus favorable. 11 est certain que celle des chambres ne doit pas descendre au-dessous de 40“ centigrades, afin que la vapeur d’eau ne se condense pas trop promptement et avant qu’elle ait forme avec l’acide sulfurique un hydrate étendu, tel

Vapeur d’eau. — L’admission de la vapeur d’eau doit être réglée avec une grande exactitude. C’est d’elle que dépend, en très-grande partie, la marche des chambres, le degré de l’acide obtenu, et, comme nous venons de le voir, la quantité d’acide azotique employée à la fabrication. Pour alimenter les chambres avec la vapeur d’eau, deux systèmes sont en usage. L'un consiste à introduire la vapeur d’eau à une certaine pression (3 à 4 atmosphères) dans le bas des chambres, à •1 mètre du fond, moyennant des tuyaux de vapeur qui y pénètrent sur une longueur de 1 mètre environ. Ces tuyaux sont en nombre plus ou moins grand, tous munis de robinets à la portée de la personne chargée de les régler. L’autre système consiste à faire arriver la vapeur d’eau par le plafond, au milieu de celui-ci, moyennant un tuyau en cuivre de large diamètre, qui le parcourt, extérieurement, sur toute sa longueur. Ce tuyau est muni d’un certain nombre de godets ù fermeture hydraulique correspondant à des godets semblables soudés sur le plafond de la chambre (fig. 703). A est le tuyau général de vapeur qui longe la chambre au-dessus de son plafond F F’. La pièce de bois B B’ sert de support au tuyau de vapeur A, ainsi qu’aux godets C, dont le prolongement E entre dans la chambre au plafond de laquelle il est soudé en II II’. Le tuyau E est en plomb; il se termine à sa partie supérieure dans le godet C, qui est en cuivre fortement étamé. Un godet pareil C' est soudé en 1 1’ sur le tuyau de vapeur A. Lorsqu’on veut introduire de la vapeur dans la chambre, on met en communication les deux extrémités supérieures des tuyaux E et I, au moyen d’un tuyau en plomb recourbé D, qui est recouvert d’une tresse do paille, tant pour le protéger contre le refroidissement que pour permettre à l’opérateur de le saisir lacilement. Sur la longueur de la chambre, un certain nombre de

Fig. "03. — Introduction de la vapeur d'eau dans le* chambres.

jfodets pareils sont disposés, les uns à gauche, les autres à droite du tuyau A (on les met ordinairement à 5 mètres do distance les uns des autres), et il est facile, on enlevant ou en ajoutant un certain nombre de ces tuyaux, do répartir l’admission do la vapeur d’uno manière régulière et égale sur toute la surface du plafond. Le tuyau A luimême est muni d’un gros robinet au moyen duquel on règle la quantité de vapeur qui doit, y pénétrer. Lorsqu’on supprime lo tuyau D, on place des bouchons en plomb ou en grès sur les ouvertures des tuyaux E et I pour les maintenir fermés.

( Fig. 702. — Introduction do l'acide azotique dans les chambres de plomb.

' qu’on désire l’obtenir et qui se rapproche de la J, formule S O3, 4 H2 O; on risquerait aussi, en I abaissant trop la température, de provoquer la I condensation d’une certaine quantité d’acide azo- ( tique hydraté qui, en se précipitant dans la cuvette i de la chambre, se trouverait sans emploi, et i: par conséquent perdue. D’après certains chimistes 1 j [Schwarzcnbcrg et Bolley, llandbuch der chemist chen Technologie : die Schivefelsüure, p. 353], une » température maintenue trop basse dans les cham- * j bres diminue leur rendement et augmente la t j consommation de l’acide azotique. M. Schwarzoni [ berg fait remarquer que dans les climats froids la 1 | consommation d’acide azotique est plus forte en hiver qu’en ôté. Cette remarque semble être con- ; Armée par l’habitude qu’ont les industriels d’en- -> j tourer les chambres de plomb de murs en maçonnerie dans les pays froids, tandis que dans les pays où les hivers sont relativement doux, comme en Angleterre et dans le midi, elles sont simplement couvertes par un toit et très-peu ou pas du tout protégées contre le refroidissement.

Ce système offre l’avantage d’une répartition facile de la vapeur et de permettre son emploi sous faible pression; l’eau qui se condcnso dansle tuyau général A s’écoule, au bout de celui-ci, dans un tonneau rempli d’eau au fond duquel plonge son extrémité ; it cet effet on donne au tuyau A une légère inclinaison de l’avant à l’arrière. Une fois que l’étude de l’appareil a permis de déterminer le nombre et la distribution des godets à mettre Jn fonctionnement, il suffit de régler à volonté le robinet général du tuyau A pour augmenter ou diminuer l’admission de la vapeur dans la chambre; la conduite en est donc plus facile que celle du premier système.

Depuis quelque temps, on commence à employer pour l’alimentation des chambres de plomb des pulvérisateurs d’eau et vapeur analogues à

Fig. 704. — Pulvérisateur de l’eau.

ceux qui servent pour la combustion du pétrole et autres huiles et dans lesquels la vapeur est remplacée par de l’air. L’emploi des pulvérisateurs, dù à M. Sprengel, économise une partie de la vapenr (1/2 à 2/3), et permet de maintenir les chambres à une température relativement basse, sans être obligé de refroidir les gaz à leur sortie des fours, par des moyens aussi puissants; mais l’expérience n’est pas encore suffisante pour savoir si les avantages qu’offrent ces appareils ne sont pas compensés par des inconvénients. Les pulvérisateurs (fig. 704) sont en platine et de très-petites dimensions. Ils se composent essentiellement de deux tubes concentriques A et B. Par le tube A arrive l’eau et par le tube B la vapeur. En réglant convenablement les robinets C et D, on obtient à l’ouverture E de l’eau à l’état de poussière, qui tombe dans la chambre. Ces appareils ont besoin d’être construits avec beaucoup de soin; il faut notamment donner aux ouvertures E et H une forme spéciale, afin d'éviter qu’il ne se. forme do grosses gouttes d’eau qui gagneraient immédiatement la surface de l’acide au fond de la chambre et qui ne serviraient qu’à en affaiblir le degré.

Quel que soit le mode d’introduction de la vapeur, il a été reconnu qu’on obtient les meilleurs résultats en cherchant à former l’hydrate S O3, 3 H* O,

ayant une densité d’environ 1,55; cet hydrate dissout moins d’acide azotique que l’acide plug étendu d’eau, et il décompose le composé cristallisable des acides azoteux et sulfurique. Pour obtenir cet hydrate , il faut pour 1 atome de soufre 4 molécules d’eau, ou pour 32 p. en poids 72 p. d’eau; on introduit donc dans les chambres do plomb 2250 grammes d’eau par kilogramme de soufre.

A mesure que la condensation de l’acide sulfurique dans les chambres avance, il faut diminuer l’admission de la vapeur, de manière à la proportionner à la quantité d’acide sulfureux existant dans les gaz, à tous les moments, du commencement de la première chambre jusqu’à la fin de la dernière. Le système de distribution de la vapeur au moyen'd'un tuyau unique (A, fig. 703) établit de lui-même la proportion ; car dans les premières parties du tuyau la vapeur arrive en quantités plus considérables que dans les dernières, où elle a déjà été épuisée en grande partie par les prises D qu’elle a rencontrées sur son chemin. On avait autrefois l’habitude, quand on se servait de plusieurs chambres pour un même système, de diminuer le degré de concentration de l'acide obtenu à mesure que l’on avançait : la dernière chambre fournissait de l’acide étendu jusqu’à 35° Baumé; celui-ci s’écoulait dans la chambre précédente d’où il sortait après avoir gagné quelques degrés, et il arrivait ainsi, après avoir traversé tout le système, dans la première chambre, où il atteignait 50°. Mais il a été reconnu que cette manière de procéder n’offre pas d’avantage, et du reste, depuis que l’emploi des tours de Gay-Lussac pour la condensation des vapeurs azotiques s’est répandu, on a dû y renoncer, les gaz, au moment où ils entrent dans lecondensateur de Gay-Lussac, devant être aussi peu chargés d’humidité que possible. Aujourd’hui, quand on se sert de deux chambres, par exemple, le degré de l’acide de la seconde chambre ne diffère que de quelques degrés de celui de la première; souvent même la concentration de l’acide est la même dans les deux cuvettes. L’alimentation des chambres par la vapeur d’eau et sa distribution ayant la plus grande importance, on a cherché à se rendre compte d’une manière exacte, et à toutmoment du jour, du degré de concentration de l’acide qui se condense. Il faut, en effet, pour savoir si l’on doit augmenter ou diminuer la quantité de vapeur à introduire, connaître la composition de l’atmosphère de la chambre et on y arrive en déterminant le degré aréométrique du liquide acide qui s’y condense. Lorsqu’on fait usage de plusieurs chambres, et que leurs dimensions ne sont pas considérables, il suffit de recueillir l’acide qui se condense dans les tuyaux de communication ; ce liquide représente, en effet, une moyenne de ce que l’atmosphère gazeuse peut fournir. Afin de pouvoir le recueillir, les tuyaux de communication sont pourvus à leur partie inférieure d’un petit trou auquel est soudé un tuyau en plomb qui plonge dans une éprouvette. Un aréomètre placé en permanence dans le liquide, sans cesse renouvelé, permet de suivre toutes les fluctuations qui se produisent.

Dans les chambres de plomb modernes, qui sont plus grandes, il a fallu recourir à d'autres moyens. Le plus simple, le plus généralement employé est celui qui est représenté sur la figure 705. Sur la paroi de la chambre de plomb est soudée une rigole AA, à laquelle on donne plus ou moins de longuour. Cette rigolo recueille tout l’acide qui vient se condenser sur la partie de la paroi oui se trouve au-dessus d’elle ; l’acide vient s’écouler en A, en dehors de la chambre dans une éprouvette B, où un aréomètre C plongé dans le liquide

en indique le degré. On peut remplacer la rigole AA de la ligure 705 par une simple gouttière demi-cylindrique ayant 1 centimètre de diamètre.

Pour avoir une représentation aussi exacte que possible de la condensation qui se fait dans la chambre, on a soin de multiplier le nombre de ces gouttières. Gomme exemple, prenons une chambre de plomb ayant -40 mètres de longueur. On commence par établir une rigole de 5 mètres sur la paroi de droite, ide suite à la tête de Da chambre ; puis on en établit une seconde à 5 mètres de Ha tête, mais sur la paroi de gaucho; en continuant ainsi, on a, sur toute la longueur do la chamjre, 8 rigoles de 5 mè- ;res et par conséquent 8 éprouvettes d’essai pour le degré de l’acide ; quatre sont placées sur la paroi de droite et quatre, alternant avec noelles-ci, sur la paroi de gauche. Lorsque le degré de l’acide s’élève trop, on ouvre un peu le ou les robinets de vapeur; dans le cas contraire on les ferme eu partie. La multiplicité des éprouvettes d’essai sur les parois les chambres a été reconnue utile, surtout depuis qu’on emploie des pyrites en place du oufre. Avec la pyrite, le plomb des chambres :st beaucoup plus attaqué qu’il ne l’est lorsqu’on ait usage de soufre. La moindre durée des cliamjrcs alimentées avec des gaz sulfureux produits par les pyrites provient sans doute de ce que our atmosphère est plus riche en composés azotiques; l’air étant plus dépouillé d’oxygène à "ause de l’oxydation du fer renfermé dans la pyrite, il faut employer une plus grande quantité d’acide azotique avec la pyrite qu’avec le soufre ; Bt les chambres sont vivement attaquées dès qu’on cherche à dépasser 52° Baumé pour l’acido qui occupe la cuvette de la première chambre.

Avec le soufre, au contraire, on peut impunément sous le rapport de l’attaque du plomb monter jusqu’à 55°. Or, dès que l'acide qui s’écoule des gouttières est blanc, on sait que le plomb de la paroi est attaquée et on peut remédier au mal immédiatement parce qu’on le voit.

L’admission de la vapeur d’eau dans les chamores de plomb demande à être changée assez souvent; en effet, la quantité d’eau nécessaire à .'alimentation de la chambre varie avec la quantité d'acide sulfureux qui lui est fourni par es fours à soufre ou à pyrite. Avec les fours à soufre les opérations sont beaucoup plus régulières ; mais avec les fours à pyrite, qui fournissent, suivant la combustion de la pyrite et l’heure les chargements, des gaz qui renferment tantôt 3 % et tantôt 7 et 8 % d’acide sulfureux, les réi ictions sont moins régulières, et il faut veiller tvec grande attention aux variations qui se iroduisent. Lorsque la vapeur d’eau est fournie )ar des chaudières placées sur los fours à ’r >yrite, le dégagement do vapeur d'eau étant profil Jortionnel à la chaleur de combustion des pyrites K| :t par conséquent à l’acide sulfureux produit, la ™ conduite des chambres est plus facile. Mais les a* ihaudières à vapeur, placées sur les fours, n’ont ;pas une très-longue durée; on a l’habitude de ailes construire en tôle avec des fonds en plomb, qui 1 Bu bout de quelques mois sont hors d’usage.

’f Des troubles dans la marche régulière de la < fabrication sont provoqués plus facilement par un

excès que par un défaut de vapeur. — Avec de la vapeur en excès, les composés azotiques disparaissent de l’atmosphère et se condensent à l'état d’acide azotique. — Lorsque la vapeur manque, les composés azotiques se dissolvent dans l’acide dont le degré est trop élevé ; mais ils s’en dégagent dès qu’une quantité plus considérable de vapeur vient en rabaisser le degré.

Aumentatiox D’Ain. — Dans la conduite des

, 705. — Vase d'épreuve pour connaître le degré de l'acide qui so condense sur les parois des chambres.

chambres de plomb, on règle avec beaucoup de précision la quantité d’air qui doit traverser les fours à soufre ou les fours à pyrite; l’alimentation de l’air est, comme nous l’avons vu, de la plus grande importance. Pour provoquer le tirage nécessaire à la combustion du soufre ou des sulfures, et à l’entraînement des gaz sulfureux dans les chambres, et leur résidu gazeux des chambres dans l’atmosphère, on se sert de différents procédés. Lorsque les chambres de plomb ne sont pas suivies de condenseurs de Gay-Lussac, appareils qui, par leur mode de construction, entravent ou gênent le passage des gaz, il n’est pas nécessaire de recourir à une cheminée d’appel spéciale. Les fours se trouvant toujours placés plus bas que les chambres de plomb, la colonne ascensionnelle des gaz chauds entre les fours et les chambres , suffit pour maintenir le tirage. A leur sortie de la dernière chambre, les gaz s’échappent dans l’atmosphère par une petite cheminée en plomb qui dépasse de quelques mètres la toiture du bâtiment. Dans ces conditions, la température seule des gaz, à leur sortie des fours, suffit pour provoquer le mouvement ascensionnel qui établit le tirage. Le calcul justifie cette pratique. Quoique l’acide sulfureux soit beaucoup plus lourd que l’air, le mélange gazeux qui s’échappe des fours, étant chauffé à une température qui, malgré les réfrigérants et les chaudières, ne descend pas au-dessous de 100°, reste toujours très-sensiblement plus léger que l’air extérieur. Supposons un mélange gazeux sortant d’un four à soufre et ayant la composition suivante :

Acide sulfureux 9,00

Oxygène 12,00

Azote 79,00

Un litre d’acide sulfureux à 0" et 0,760 pèse 2s», 8731

— d'oxygène — — 1 ,4298

— d'azote — — 1 ,2562

— d’air — — 1 ,2932

Négligeant la vapeur d’eau, qui est plus légère que l’air, on obtient pour le poids d’un litre de gaz do composition indiquée ci-dessus :

Acido sulfureux... 0l, 090 à 2,8731 = 0er,258

Oxygène 0,120 il 1,1298 = 0 ,171

Azote O ,790 à 1,2562 = O ,992

Litro U, 000 pèse 18r,421

La dilatation des gaz étant, par degré, do —

du volume, le volume gazeux augmente pour 100°,

de donc 1 litro de gaz à 0° occupe à 100°,

1 ',307, pesant lsr,421. La densité du gaz ci-dessus 1 ,4'il

à 100» est donc de — ■ ■ =0,804; la den-

sité de l’air h 20° étant de 0,931, le tirage est provoqué par une différence de densité gazeuse d’environ 61/2 pour %. La densité de l’air à 62° étant de 0,802, le tirage avec dos gaz sulfureux à 100° équivaut à celui que provoque l’air chauffé à 02°. Mais il est en réalité plus puissant, parce que les gaz qui s’échappent des fours ont plus de 100"; de plus, lorsqu’on brûle de la pyrite, le3 gaz sont plus légers, car une partie de l’oxygène, élément le plus lourd de l’air, reste dans les fours, combiné au fer. Enfin, la formation de l’acide sulfurique dans les chambres et sa condensation, ainsi que le refroidissement des gaz qui s’échappent de la dernière chambre à une température assez basse, provoquent aussi une certaine aspiration.

Lorsqu’on calcule la vitesse des gaz dans les chambres de plomb, on reconnaît qu’elle est de 0'",20 à O™^ par minute, suivant qu’on brûle plus ou moins de soufre par mètre cube de chambre et qu’on emploie du soufre ou des pyrites; de sorte qu’ils restent dans les chambres, lorsque celles-ci ont 80 de longueur pour un volume de 3000 mètres cubes, au moins cinq heures.

Avec une marche aussi lente et un séjour si prolongé des gaz dans les chambres, il est naturel que la direction donnée aux gaz à l’entrée dans les chambres et à leur sortie n’ait pas d’influence sur la fabrication : c’est ce que les fabricants ont reconnu; on peut, sans avantages ni inconvénients, faire entrer les gaz par le haut ou par le bas et les faire sortir de même indifféremment : le mélange se fait suffisamment.

Lorsque les chambres sont suivies d’un condenseur de Gay-Lussac, tour en plomb ou en grès remplie de coke, que les gaz sont obligés de traverser, on recourt ordinairement à un tirage artificiel, moyennant la communication du tuyau de sortie avec une des cheminées de l’usine. Toutefois il existe des fabriques où les gaz se dégagent librement dans l’air et où l’emploi d’une cheminée d’appel a été reconnu inutile. La différence de hauteur qui existe entre les fours qui produisent l’acide sulfureux et les chambres de plomb joue le principal rôle dans ce cas. Lorsqu’elle est considérable, on peut, en effet, se passer de l’appel énergique d’une cheminée chauffée par des foyers. — Pour la marche régulière de la fabrication, il vaut mieux n’avoir recours qu’à la force ascensionnelle des gaz sulfureux, parce que le tirage des cheminées des usinos est trèsirrégulier et qu’il faut à tout moment, soit en entraver l’action, soit l’utiliser complètement, tandis que la force ascensionnelle des gaz produits par les fours à soufre ou à pyrite est beaucoup plus régulière; on peut d’ailleurs en augmenter l’intensité, au moyen d’une injection de vapeur dans le tuyau de sortie des gaz.

Le tirage résultant des causes qui ont été indiquées, introduit dans les chambres et dans les fours la quantité d’air nécessaire à la combustion du soufre ou à celle des pyrites. On en règle l’admission en ouvrant ou en fermant les trous du registre on plomb qui se trouve placé dans le tuyau do sortie, ainsi qu’au moyen de petits régistres en tôle fixés aux portières qui ferment les caves des fours à pyrites; de sorte qu’on peut diminuer ou augmenter le volume d’air introduit dans les fours à la fois à l’avant et à

l’arrière du système. L’expérience a appris qu’il faut introduire dans les fours, non-seulement l’air nécessaire à la combustion du soufre ou des sulfures et à la transformation de l’acide sulfureux en acide sulfurique, mais un excès, de manière à obtenir au tuyau de sortie des gaz dans l’atmosphère (ou dans la cheminée d’appel) un mélange gazeux qui renferme environ 5 °/0 d’oxygène et 95 % d’azote, lorsqu’on fait usage du soufre, et 6 % d’oxygène et 94 % d’azote, lorsqu’on emploie la pyrite.

M. Schwarzenberg (ouvrage cité) calcule comme il suit la quantité d’air à introduire dans les fours lorsqu’on brûle du soufre.

Si l’on n’introduisait dans les fours que la quantité d’air théoriquement nécessaire à la formation de l’acide sulfureux et à la transformation en acide sulfurique, les gaz à leur sortie du four auraient pour composition :

Acide sulfureux. 14 1 . .

Oxygène 7 j /c,do sulfurique... 21

Azote “9

Tôô"

En désignant par x le volume inconnu d’oxygène nécessaire pour que les gaz, à leur sortie des chambres, en renferment un excès de 5 °/0, on a le volume correspondant d’azote, d’après la

composition do l’air, — x à introduire dans les

fours en même temps que la quantité x d’oxygène. Le volume total do l’azote et de l’oxygène en dehors de celui qui sert à former l’acide sulfurique se compose, pour 14 volumes d’acide sulfureux, de

x devant représenter 5 °/0 ou le vingtième de co volume, on a

et, en faisant le calcul.

ou