PURIFICATION DE L’ACIDE DES CHAMBRES
L’acide sulfurique, tel qu’il sort des chambres, ce qu’on nomme l’acide des chambres, marque de 52 à 55“ B, c’est-à-dire qu’il contient de 62 à 72 pour 100 d’acidc sulfurique monobydraté, SO^, 110.
ACIDE SULFURIQUE MONOllYDRATÉ- 107
11 contient toujours diverses matières étrangères provenant des substances employées et de l’usure des appareils. C’est naturellement l'acide fabriqué avec les pyrites qui est le plus impur. Dans la plupart des applications il peut être employé tel quel, mais, pour certains usages, il faut le purifier avant de le livrer. Cette opération précède alors la concentration.
On y trouve toujours du fer et du plomb, et habituellement l’acide sulfureux, l’acide nitrique, l’acide nitreux, le sélénium, le chlore, le fluor, l’arsenic, l’alumine, la chaux et des matières organiques. Quelques-unes de ces matières s’excluent mutuellement comme l’acide sulfureux et l’acide nitrique. Parfois on rencontre le thallium, le mercure, etc.
Le sulfate de plomb se sépare de lui-même par un long repos lorsqu’on dilue l’acide ; le fer donne de petits cristaux très durs de sulfate de sesquioxyde.
L’acidc sulfurique au soufre est toujours plus pur, notamment il ne contient pas d’arsenic.
L’arsenic doit être éliminé pour certaines industries, et les produits nitreux doivent être détruits, si l’acide doit être concentré dans les vases de platine; en effet l’acide sulfurique nitreux les attaque avec une grande énergie ainsi que l’a montré M. Scheurer-Kestner.
Éliminalion des composes nitreux. — La présence des composés nitreux dans l’acide des chambres se reconnaît très facilement au moyen de l’iodure de potassium amidonné, de la brucine et surtout du sulfate de protoxyde de fer.
Afin d’enlever sans perte la majeure partie des produits nitreux, on fait parfois circuler de l’acide sulfureux à la surface de la première chaudière de concentration
Fig. 59.
(fig. 59). Cette chaudière est recouverte d’une boîte en plomb, divisée par des cloisons en plomb formant chicane, de façon à forcer l’acide sulfureux à lécher toute la surface du bain. Le gaz emprunté aux conduites des fours arrive par le tuyau a et s’échappe par le tuyau h qui le conduit en tête de la première chambre; un jet lie vapeur détermine dans le tuyau Z> l’appel nécessaire. L’acide sulfureux réagissant sur les produits nitreux à l’aide de la chaleur, et de la vapeur d’eau dégagée, forme de l’acide sulfurique, et l’excès passe dans les chambres entraînant le bioxydle. d’azote qui se trouve réutilisé.
ENCYCmPÉKIE CliniIQUE.
lÜS
Co procwlé nn donne pas un résultat complot, ainsi que nous l’avons vu en étudiant l’action de WcA^enitroso-svlf urique. Pour arriver <àune destruction complète des produits nitreux, on emploie le sulfate d'ammoniaque, qui donne de l’azote. et de l'eau:
SOMIO + AzO^ f Azff, IIO, SO’-’ = 2Az -f 2(S0M10) -p 5110,
Un essai préliminaire indique la proportion desulfate d’ammoniaque à introduire pour que l’acide sulfurique ne donne plus de coloration rose avec le sulfate de protoxyde de fer.
L'acide oxalique donne un résultat analogue, mais moins complet: chauffe au contact de l’acide sulfurique, il perd son eau de cristallisation, et se décompose en acide carbonique et oxyde de carbone : ce dernier corps est cbangé par les produits nitreux en acide carbonique et il se dégage de l'azote.
Élimination du sélénium. — Beaucoup de minerais sulfureux contiennent du sélénium qui se transforme dans les fours en acide sélénieux volatil. 11 est réduit par l’acide sulfureux, et donne un précipité pulvérulent d’un rouge vif, (|ui reste en suspension dans l’acide des chambres et le colore. Lorsque cet acide est nitreux, le sélénium se redissout on partie.
La présence de sélénium dans l’acide n’a presque jamais d'inconvénients à moins qu’il ne s’agisse de traiter les alliages d’or pour l’extraction de ce métal, car il détermine la dissolution de l’or. Pour éliminer le sélénium, on peut ajouter à l’acide dii sulfite acide d’ammoniaque ; l’acide sulfureux dégagé précipite le sélénium, tandis (pic l’ammoniaque détruit les composés nitreux.
On obtient également de l’acide privé de sélénium en concentrant les petites enu-r distillées pendant la concentration de l’acide sulfuri(|ue dans les vases de platine. Au reste le traitement par rhydrog('me sulfuré qui a pour but d’éliminer l’arsenic précipite aussi le sélénium.
Élimination de l'arsenic. — L’acide sulfuriijue provenant de la combustion des pyrites est presque toujours arsenical. La proportion d’arsenic varie avec la qualité de pyrite employée, et avec la longueur des manches de départs. Une partie se trouve également retenue dans la tour de Glover.
Quelques pyrites allemandes contiennent tellement d’arsenic que dans certains cas, on trouve des cristaux d’acide arsénieux au fond des touries d’acide fabriqué avec ces pyrites. Cameron dit avoir trouvé jusqu’à 51 grammes d’acide arsénieux dans 4 kilogrammes d’acide sulfurique.
U’après Filhol et Lacassin, plusieurs acides du commerce contiennent do 6 à 12 millièmes d’arsenic.
L’acide sulfurique destiné à la fabrication de la soude peut être impunément arsenical, car l’arsenic s’élimine de lui-même à l'état de chlorure pendant l’opération. Dans la fabrication des engrais, il n’a pas non plus d’inconvénient.
Mais pour beaucoup d'usages, l’acide sulfurique ne peut être employé sans danger lorsqu’il contient de l’arsenic. Ainsi lorsqu’il sert au décapage des tôles dc.stinées à la fabrication du fer-blanc, l’acide arsénieux qu’il contient se réduit et il
ACIDE SULl'DRIQUE MONOllYDUATÉ. lOU
SC dépose sur le l'er des taches d’arsenic métallique sur lesquelles l’étain ne prend pas.
Dans le procédé Deacon, l’arsenic est également un inconvénieut sérieux.
Enfin au point de vue sanitaire, la présence de l’arsenic est inadmissible lorsque l’acide sulfurique doit servir à la fabrication de produits alimentaires ou pharmacouti(jues: sucre d’amidon, fermentation dos mélasses, préparation de la levure, acide tartrique, phosphori(jue, etc., fabrication de matières colorantes organiijucs destinées à la coloration de bonbons ou de sirops, etc.
On se trouve donc amené, dans nombre de cas, à faire subir à l’acide sulfuri(jue une purification spéciale pour le débarrasser de l’arsenic.
On peut dépouiller partiellement les gaz des fours de l’arsenic qu'ils eiitrainenl en les faisant séjourner dans de vastes chambres à dépôt : on peut aussi faire couler à part l’acide des premiers tambours.
Élimination à l'état de chlorure d'arsenic. — Gomme la majeure partie de l’arsenic est à l’état d’acide arsénieux, si on fait passer dans l’acide, chauffé vers 150”, de l’acide cblorydrique, on formera du chlorure d’arsenic AsGD qui distille à 155”, tandis que l’acide sulfurique bout à 527°. On chassera ensuite l’acide cblorydrique par un courant d’air.
On peut aussi déterminer la production d’acide cblorydrique au sein du li(|uidc en J projetant du chlorure de sodium ou mieux encore du chlorure de baryum.
Quand l’arsenic est à l’état d’acide arsénique, il faut commencer par le réduire, pour cela on y ajoute un peu de charbon, ou d’acide oxalique.
Élimination à l'état de sulftire. — On préfère généralement précipiter l’arsenic à l’état de sulfure; on élimine du môme coup, le plomb, le fer, le sélénium, l’antimoine, les acides sulfureux, nitreux et nitriques.
ba précipitation doit se fiiirc dans de l’acide à 52” environ, pour éviter la décomposition de l’hydrogène sulfuré avec dépôt de soufre.
En France, on emploie d’habitude le sulfure de baryum qui a l’avantage de ne pas introduire de composés étrangers dans l’acide.
On précipite aussi l’arsenic, dans quelques usines d’Allemagne par Yhyposulfite de sonde ou de baryte : ce dernier, bien que plus cher est préférable parce (ju’il n'apporte aucun corps soluble dans l’acide. On chauffe l’acide des chambres à 70" ou 80”, et on y ajoute peu à peu le réactif en poudre. Le sulfure d’arsenic vient flotter à la surface où il se réunit en flocons en entraînant le sulfate de baryte. On n’a qu’à sout;irer l’a îide. L’équation suivante rend compte de la réaction :
AszO” -f 5(BaO, S’0^) = Azs.S'> -f 5(BaO,SO°).
On peut aussi employer le sulfure de fer quand la présence du fer n’est pas nuisible.
On préfère, presque partout en Allemagne, employer Vhydrogène sulfuré gazeux, préparé au moyen du sulfure de 1er.
On opère soit à chaud, en ramenant l’acide à marquer 45", soit à froid en agissant sur l’acide des chambres.
A l’usine d’Oker, dans le Hartz, où l’on emploie depuis lougtcnqjs ce mode de
ment reronrli fniul (le la el 1™,r)0. Dans ([ui passe pai dans l’acide.
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part de ce couvercle et conduit l’hydrogène sulfuré en excès au dehors oîi on l'allume.
On traite à la fois 2000 kil. d’acide, l'opération dure 6 heures; ou reconnaît qu’elle est terminée lorsque l’acide prend un aspect laiteux. D'après M. Schnedermaun il ne reste alors que 5 cents millièmes d'acide arsénieux. On laisse l'acide se clarifier et on le siphonne pour l’envoyer aux chaudières de concentration. Le fond est filtré sur de l’amiante, retenue entre deux plaques de plomb perforées, et joint au liquide decanté.
Dans les usines de Freyberg, on économise l’hydrogène sulfuré, gnlce à la dispo-
l'ig:. ui.
sition des appareils, et on n’a pas besoin d'élondre l'acide, sans doute parce qu ou opère à froid. . ■
Les figures GO-01 représentent en coiqie et en plan la disposition des appareils. La tour de chute A a 2,55 de haut sur 0"',75 de diamètre. L’hydrogène sulfuré y arrive par le tuyau de plomb a. L’acide sulfurique, emmagasine tel iju il sort des chambres dans les bassins en plomb li, descend par le tuyau h dans la caisse c d’où il jaillit par 8 trous en jets minces dans l’intérieur de la tour. 11 se divise ainsi en gouttelettes ce qui favorise l’action du réactif, en dévclopjiant une très grande surface, tin peut supju’irner l’écoulement on mameuvrant par la tige / une plaque portant de petits cônes qui viennent fermer les orilices. L acide vient ensuite par les tuyaux d dans les cuves C où il se clarifie ; on ferme les tuyaux d en pinçant les tubes en caoutchouc e.
n-i ENCYCLOl'ÉülE CHIMIQUE.
Si l’aciilc est suffisamment purifié, on l’envoie des cuves G aux eliaudicres do' concentration, sinon il est dirigé, par les valves en caoutchouc f, dans les appareils à pression 1), d’où on le fait remonter pour le soumettre à un nouveau traitement, dans les réservoirs B par les tuj’aux K munis de soupapes g. Les appareils de pression 1) sont en fonte doublée de plomb; l’air comprimé y arrive par la conduite E et la tubulure h. Les soupapes et leurs sièges sont en alliage de plomb et d’antimoine.
11 faut d’iiabitude trois traitements pour purifier l’acidc à tel point qu’il ne soit plus noirci par l’bydrogènc sulfuré.
Lorsque le sulfure d'arsenic s’est déposé, on décante le liquide clair, au moyen d’un siphon en plomb, et on l’envoie aux chaudières à concentration. Quant au précipité lavé, on l’envoie aux usines oii l’on prépare l’arsenic.
