BORATE DE CHAUX D’ASIE MINEURE
L’ancienne Mysie, sur le sol de laquelle se troiwcnt les gisements de borate de chaux, est aujourd'hui la province turque de Khaudavendighiar ou de Brousse. A l’ouest du massif de l’Olympe, court du sud au nord une grande vallée creusée dans le terrain tertiaire inférieur marin (fig. Oggj.Dans cette X'allée coule le Souzourîou, le Rhyndacus des anciens, qui se jette dans la mer de Marmara. C’est à cent kilomètres de l’embouchure du Souzourlou, en remontant le fleuve, que débouche, sur la rive gauche, un peu au-dessus du village de Souzourlou, une petite vallée nommée Sultan-Tchaïr, dans laquelle se trouvent les gisements de borate de chaux.
Sur le versant droit de cette vallée apparaissent, au milieu des calcaires qui les entourent, des cônes de gypse de 15 à 30 mètres de hauteur. Cette forme conique, assez ordinaire aux gypses d’origine épigénique, est généralement attribuée au gonflement produit par des vapeurs sulfureuses qui ont dû pénétrer des bancs du calcaire.
A Sultan-Tchaïr, l’origine épigénique du gypse boraté n’est pas douteuse ; car de tous côtés on voit émerger le trachyte dans la contrée.
Le borate de chaux est disséminé en rognons dans le gypse, à un même niveau, sur quelques mètres d’épaisseur, circulairement autour du centre de soulèvement. Ces rognons varient de la grosseur d’une tête d’épingle à celle d’une tête d'homme et plus. Le banc de gypse a 33 mètres environ d’épaisseur, le borate de chaux est blanc et se distingue facilement du gypse, qui généralement est noir ; mais le borate se trouve aussi dans des gypses blancs avec lesquels il est aisé de le confondre.
Quant à l’origine du borate de chaux en iorme de boules ou rognons plus ou moins anguleux, au milieu du banc de gypse, il est naturel de penser que des vapeurs boratées ont pu d’abord pénétrer et décomposer un banc de calcaire ; postérieurement des vapeurs, plus spécialement sulfureuses, ont pu bouleverser le borate de chaux formé, le décomposer en partie et répartir ses débris, sous forme de rognons plus ou moins anguleux, dans le sulfate de chaux : on peut expliquer aussi pourquoi, sur les confins du gisement, on trouve beaucoup d’aragonite disposée circulairement autour de l’axe du cône de soulèvement et sur un môme morceau. On trouve même des morceaux roulés de borate de chaux, enfermés dans une cristallisation d’aragonite. Cela s’explique. L’acide carbonique, qui a dû se
ENXYCLOPEDIE CHIMIQUE.
égager lorsque le carbonate de chaux a été décomposé par les vapeurs sulfu t boraciques, a dû à son tour aider à dissoudre le calcaire voisin qui nëti Itaqué, et des rognons de borate de chaux, roulés par des eaux bouillant
BORE
Ces explications reportent naturellement la pensée vers les soffioni de la Toscane, et on doit supposer que la formation du borate de chaux de l’Asie Mineure résulte de l’action de soffioni dont la vie a cessé. N’est-il pas vraisemblable en effet que, si le phénomène des soffioni toscans venait à cesser, si le sol mouvant des lagoni venait à se consolider, on arriverait, par des puits creusés sur ces emplacements, à des bancs de sulfate de chaux imprégnés tout au moins de borate de chaux ?
Le borate de chaux d’Asie Mineure constitue une espèce minéralogique entièrement nouvelle dont la composition serait représentée, suivant les analyses de M. Pisani, parla formule :
3CaO,4BoO“-+-6HO.
Ce minéral contient, en effet :
Trouvé. Calculé.
Chaux. 3-2,0 50,2
Acide borique. .
Ean.
Le borate est blanc de lait; il présente une structure microcristalline, une cassure conchoïdale, translucide.
Sa densité est 2,48.
11 donne de l’eau dans le tube, s’exfolie et fond au chalumeau, en bouillonnant en un émail bulleux qui cristallise par refroidissement. La flamme est colorée en vert.
Il est soluble dans l’acide chlorhydrique. La solution précipite par l’ammoniaque.
Traitement du borate de chaux. — On peut le traiter soit par l’acide sulfurique, soit par l’acide chlorhydrique à chaud, dans un bac en plomb, pour en extraire industriellement l’acide borique.
Pour obtenir le borax, il ne reste qu’à traiter l’acide borique par le carbonate de soude.
Quant à la décomposition du borate de chaux lui-même par le carbonate de soude, elle peut s’opérer directement comme tous les auteurs l’ont indiqué depuis longtemps les uns après les autres, d’après Payen. Seulement, il importe de remarquer que cette réaction n’est jamais assez complète pour être employée industriellement et elle est plus compliquée qu’elle ne paraît à première vue.
Et, en effet, chaque nature de borate de chaux exige un traitement spécial pour que sa décomposition soit complète. Ainsi, pour le borate de chaux d Asie Mineure, voici la suite des réactions qu’il faut accomplir.
Le minerai étant
si l’on ajoute
obtient
5CaO,4BoO--|-6HO,
5NaO,5COS
5(CaO,CO^) -h NaO,2BoO= -i- 2(Na0,Bo05).
Le corps NaO,2BoO^ c’est le borax; mais NaO.BoO"' est un borate simple, excessivement soluble et qui ne cristallise pas. Pour le faire cristalliser, il faut donc ou y ajouter de l’acide borique ou le décomposer par l’acide carbonique qui reconstitue du carbonate de soude et laisse libre le borax NaO,2BoO'.
Un pourrait aussi décomposer le borate de cbaux par le bicarbonate de soude.
Théoriquement, ces réactions sont simples. Pratiquement, elles nécessitent des broyages, des lavages, des filtrages et un travail d’eaux mères qui exigent une série de machines ne pouvant s’appliquer qu’à une grande industrie.
Voici en résumé la série des opérations par lesquelles M. Desmazures fait passer le borate de chaux pour le transformer en borax dans son usine de Maisons- Laffitte.
Le borate de chaux est broyé et pulvérisé; puis il est tamisé au tamis de 70. Cette poudre est montée mécaniquement dans une grande cuve de 14 mètres de capacité, — dite cuve de décomposition, — où l’on a déjà déposé la liqueur de décomposition de l’opération précédente, additionnée de la quantité de soude voulue pour accomplir la réaction. Le tout est chauffé avec un serpentin barboteur et vivement agité. La décomposition est faite en 3 heures ; on laisse reposer 24 heures.
Au bout de 24 heures, la liqueur claire qui surnage sur le carbonate de chaux précipité est soutirée, filtrée et envoyée par un monte-jus dans une grande cuve de 14 mètres de capacité, dite cuve de carbonatation; puis on refoule dans la cuve de carbonatation de l’acide carbonique, produit comme on le verra plus loin.
Le borax précipité par cette opération et la liqueur qui se trouve dans la cuve de carbonatation sont ensuite envoyés par un monte-jus sur un filtre où se dépose le borax en poudre.
La liqueur qui passe au travers du filtre constitue la liqueur de décomposition : elle est renvoyée à la cuve pour servir à une nouvelle opération.
Quant au borax resté sur le filtre, il est rejeté dans une cuve de dissolution où il est additionné d’eaux mères et de refontes, pour que la dissolution atteigne 21“ à 22“ Baumé. Lorsque la dissolution est complète, on la laisse reposer et on la coule dans un cristallisoir de 12 mètres cubes de capacité. Au bout de 20 à 30 jours, selon la saison, on soutire la liqueur du cristallisoir, et on détache au burin et au marteau les cristaux de borax destinés au commerce.
Tout le minerai ne peut pas être traité par ce procédé, qui exige une pureté aussi grande que possible : il faut qu’il soit dépouillé de sa gangue de sulfate de chaux. Autrement, on le comprend, le sulfate de chaux serait attaqué dans la cuve de décomposition par le carbonate de soude qui se trouverait transformé en pure perte en sulfate de soude.
11 faut donc traiter les minerais impurs d’une autre manière, par l’acide chlorhydrique, par exemple. On obtient ainsi de l’acide borique et du chlorure de calcium. Cet acide borique, cristallisé et séparé du chlorure de calcium, est alors traité par le carbonate de soude. L’acide carbonique qui se dégage pendant cette opération est précisément celui qui est refoulé dans la cuve de carbonatation pour convertir le borate simple en borate double, ainsi qu’il a été expliqué plus haut dans la formule de la réaction.
BORE
Telle est la série des procédés — on pourrait dire élégants — sur lesquels s’est fondée l’importante industrie dont M. Desmazures a doté notre pays.
Récemment encore, un perfectionnement notable a été introduit dans l'usine de Maisons-Laffitte : il n’est pas hors de propos de le signaler, parce qu’il peut tajouver fréquemment son application dans d’autres industries.
L’acide chlorhydrique du commerce est malheureusement assez impur, et il contient, entre autres impuretés, une certaine quantité d’acide sulfurique. Dans l’industrie qui nous occupe, cet acide sulfurique a l’inconvénient de convertir le borate de chaux en sulfate de chaux, qui forme avec la gangue du minerai un dépôt houeux au fond des cuves de décomposition. Ce dépôt, difficile à laver, est un véritable embarras et il entraîne une certaine quantité d’acide borique en pure perte. D’un autre côté, le chlorure de calcium est également un résidu embar" rassant.
On a combiné à l’usine Desmazures une série d’appareils qui permettent de retirer du chlorure de calcium traité par l’acide sulfurique, de l’acide chlorhydrique parfaitement pur et du sulfate de chaux parfaitement pur aussi. Ce sulfate de chaux se vend aisément pour être utilisé dans diverses industries, celle de la papeterie entre autres.
Cette notice historique et scientifique sur les borates de chaux de l’Asie Mineure serait incomplète, si l’on ne consignait ici le souvenir et le nom de H. Sainte- Claire Deville. Initié à la précieuse découverte de M. Desmazures, notre grand chimiste a secondé de toutes ses forces et de ses lumières la création d’une industrie qui devait être si féconde pour la France. C’est grâce aux relations étendues de H. Sainte-Claire Deville, que M. Desmazures put obtenir, en 1866, de la Sublime Porte la concession des gisements de borate de chaux qu’il exploite encore aujourd’hui. C’est un titre de plus pour ce savant illustre à la reconnaissance de notre pays dont il a tant enrichi l’industrie par ses travaux et ses découvertes : on ne peut que féliciter M. Desmazures de l’avoir révélé et de le signaler à l’attention du monde savant.
BORACITE-STASSFÜRTITE
La boracite 2 (5MgO,4BoO’) -t- MgCl est trop peu abondante pour être l’objet d’une exploitation industrielle. Mais il n’en est plus de même de la variété de boracite hydratée, que l’on rencontre dans les gisements salins de Stassfurt, que l’on distingue sous le nom de stassfurlite, et qui se rencontre assez abondamment dans la région supérieure de la série saline, région dite de la Camallite. Elle est en nodules de grosseur variable, qui peuvent atteindre de très grandes dimensions.
Séchée à l’air, la stassfurtite contient 58,4 pour 100 d’acide borique. Elle doit être préalablement lavée, afin d'être débarrassée des sels qui l’imprègnent. Après lavage, elle donne de 61 à 65 pour 100 d’acide.
51. G. Krause (Bulletin de la Soc. Chim., XXV, p. 478) a indiqué un mode de traitement industriel de la stassfurtite.
Le minerai broyé est introduit dans des auges en plomb et réduit en bouillie avec de l’eau ; on chauffe de façon à dissoudre les sels étrangers, on réitère ces lavages, en ayant soin de faire écouler les eaux à travers des toiles métalliques. On chauffe ensuite le minerai avec 300 kilogrammes d’eau et 150 kilogi’ammes d’acide chlorhydrique de densité 1,16 pour une charge de 105 kilogrammes de minerai. La solution acide décantée laisse déposer par le refroidissement l’àcide borique cristallisé; on exprime les cristaux dans des toiles, on lave à Teau et on sèche.
On peut obtenir directement le borax, en substituant à l’acide une solution de soude.
