CHARBON ROUX

Le charbon roux est un produit de couleur brun rougeâtre que l’on obtient lorsqu’on soumet le bois à une température d’environ 500“. Le charbon, qui représente environ 42,7 pour 100 du poids du bois employé à sa préparation et qui renferme à peu près 9 pour 100 d’éléments volatils, possède des propriétés spéciales qui le rendent apte à certaines applications, notamment à la fabrication de la poudre. Mais il est fort difficile de produire en grand des charbons roux d’une composition donnée et d’une qualité uniforme.

Pour obtenir du charbon roux dans les poudreries, on a chauffé le bois dans des cylindres en fonte semblables à ceux que l’on emploie pour la fabrication du gaz de 1 éclairage. L’un des fonds de ces cylindres porte 4 tubes en fer, pénétrant dans 1 intérieur de la cornue, fermés à l’extrémité qui plonge dans le cylindre et munis à leur autre extrémité d’un tube abducteur. Dans ces tubes on a introduit des baguettes du même bois que celui qui est soumis à la calcination. La distillation doit être conduite lentement ; ce n’est qu’au bout de 4 à 5 heures que celle-ci doit commencer, et la température ne doit jamais atteindre le rouge. La marche de l’opération est indiquée par le dégagement des produits volatils qui s’échappent des tubes de fer. Lorsque tout dégagement cesse, on ferme les registres et on ne décharge les cylindres que le lendemain.

M. Violette, commissaire des poudres et salpêtres, a indiqué, en 1848, un procédé qui permet d’obtenir le charbon roux d’une manière beaucoup plus commode et

CHARBON DE BOI?

plus sûre. Il consiste à produire la carbonisation au moyen de la vapeur d’eau surchauffée.

La vapeur est fournie par un générateur ordinaire ; elle passe dans un serpentin contourné en hélice ; elle en sort à une température déterminée, 500“ par exemple; elle enveloppe un cylindre horizontal qui renferme le bois, pénètre dans ce cylindre, opère la carbonisation du bois et sort enfin du cylindre chargée des produits de la distillation. La vapeur n'agit donc pas seulement par la chaleur qu’elle apporte, mais elle doit encore chasser et entraîner les substances volatiles engendrées pendant la distillation du bois. Ce double rôle est tellement vrai, qu’à une tension trop faible, la vapeur n’expulse plus le goudron et produit un charbon verni, c’està-dire couvert d’un enduit brillant qui nuit essentiellement à sa qualité et le fait rejeter de la fabrication des poudres de qualités supérieures. 11 faut que la pression

de la vapeur soit au moins d’une ^ atmosphère ou de 1 atmosphère au-dessus de la

pression atmosphérique pour que l’opération marche convenablement.

La moyenne des rendements obtenus par ces appareils a été trouvée de 42,72 pour 100 de bois.

CHARBON DE PARIS

M. Popelin-Ducarre, en 1846, a trouvé le moyen d’utiliser les poussiers de charbon de bois, de houille et de coke, ainsi que le charbon que donnent les petites branches, les bruyères, toutes les plantes inutiles des forêts, le tan épuisé, etc. Ce charbon est produit dans des fours en briques, revêtus d’une forte maçonnerie, analogues à de petits fours à chaux. 500 kilogrammes de débris végétaux sont jetés par l’ouverture supérieure ; quand la calcination est terminée, ce que l’on reconnaît quand les fumées sont remplacées par une flamme bleue, il faut fermer le haut du four; le charbon est alors retiré par une porte ménagée à la partie inférieure et reçu dans des étouffoirs. Un seul four peut produii-e journellement 450 kilogrammes de charbon menu pour 1500 kilogrammes de débris employés, soit 30 pour 100.

Ce charbon réduit en poudre ou le poussier qui se forme naturellement pendant les manipulations auxquelles donne lieu le charbon de bois ordinaire, est mélangé à du goudron de houille dans la proportion de 50 kilogrammes de goudron pour 100 kilogrammes de charbon. Ce mélange est moulé sous une forte pression en petits cylindres de 0"',10 de longueur sur 0“,03 de diamètre, et pour faire prendre une grande dureté à ces cylindres, on les soumet à une haute température dans des caisses ou cornues rectangulaires en briques chauffées fortement dans un four continu qui rappelle ceux des usines à gaz.

Le charbon de Paris s’embrase assez facilement, et, une fois allumé, il continue à brûler lentement à l’air jusqu’à ce qu'il soit entièrement consumé, sans produire ni flamme ni fumée, ce qui le rend très convenable pour les usages domestiques. 11 laisse de 15 à 20 pour 100 de cendres, et il s’en recouvre rapidement d’une couche pendant sa combustion.

Ce charbon est assez dur et peut supporter des transports sans faire beaucoup de poussier.

NOIR DE FUMÉE

Le noir de fumée était autrefois fabriqué en brûlant de la résine, pour obtenir les qualités fines, et de la houille pour les sortes ordinaires. Mais depuis l’existence de l’éclairage au gaz, les goudrons de houille et les produits provenant de leur distillation fournissent la plus grande partie des noirs de fumée employés dans l’industrie. Enfin la découverte de puissantes sources d’huile de schiste et de pétrole est venue augmenter le nombre des produits donnant industriellement par leur combustion du noir de fumée.

Les anciens fabricants opéraient d’une manière aussi simple que primitive. Dans de grandes chambres en bois ou en maçonnerie on introduisait un vase rempli de résine qu’on allumait et qu’on laissait brûler jusqu’à extinction. Des ouvertures pratiquées à la base et à la toiture de l’édifice servaient à introduire la quantité d’air nécessaire à la combustion. Pour faciliter le dépôt du noir, on garnissait l'intérieur de ces chambres de peaux de mouton avec leur laine, ou d’étoffes grossières. Les peaux de mouton et les étoffes étaient disposées de façon qu’un homme pût s’introduire entre elles et la muraille pour faire tomber le noir au moyen d’un battage.

Lorsqu’on jugeait suffisante la quantité de noir déposée dans les chambres, on arrêtait la combustion, on attendait que la fumée fût dissipée et, après avoir aéré, on procédait à l’enlèvement du noir.

Cette manière d’opérer ne pouvait donner que des produits de qualité inférieure ; la combustion très irrégulière, lente en commençant, plus active au milieu et se ralentissant de nouveau à la fin, produisait une distillation considérable des matières brûlées; de plus, les peaux et les étoffes laissaient toujours des filaments qui, se mêlant au noir, le rendaient impropre aux emplois délicats de certaines industries.

Dans le but de perfectionner cette fabrication dont les produits laissaient beaucoup à désirer, un grand nombre de procédés ont été employés, mais, quel que soit celui que l’on adopte, le but que l'on cherche à atteindre est toujours de brûler avec le moius d’air possible les matières combustibles destinées à produire le noir.

28 EÎS’CYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

On doit aussi éviter les pertes produites par le noir que le tirage Entraîne.

Pour obtenir ces résultats, chaque fabricant emploie les combinaisons que l'expérience lui a fait reconnaître comme étant les meilleures.

Suivant que la matière combustible est solide ou liquide, on emploie des appareils de combustion différents, mais on cherche toujours à rendre l’opération continue.

Les matières fusibles à une basse température, telles que la naphtaline, peuvent être considérées comme des liquides.

Plusieurs fabricants mettent encore dans des vases de fonte les matières solides (résines, brai, etc.) qu’ils veulent brûler, mais ces vases sont placés dans des fours communiquant avec les chambres par des tuyaux en tôle ou en fonte ; on peut rendre l’opération continue en recevant dans une même chambre la fumée de plusieurs fours et en allumant les uns quand les autres sont près de s’éteindre.

Quant aux produits liquides ou très fusibles, on les fait écouler d’une manière continue en un jet qu’on enflamme et qui brûle aussi longtemps que l’on veut sans interrompre le travail. Il suffit de maintenir plein le réservoir d’alimentation.

Les essences très volatiles sont brûlées au moyen de mèches de coton et donnent alors un noir de qualité supérieure, mais d’un prix élevé.

Quels que soient le procédé de combustion et la matière employée, les fumées sont dirigées dans des chambres dont les parois très unies peuvent être nettoyées facilement. Du reste la plus grande partie du noir tombe sur le sol.

L’orifice qui sert à la sortie des gaz et de l’air chaud est fermé par une toile claire ou canevas qui retient les dernières parcelles de noir ; plus cet orifice est éloigné de l'ouverture qui donne entrée à la fumée, plus on recueille de noir. Des chambres en forme de galeries sont donc les meilleures.

Nous allons maintenant passer en revue quelques-uns des appareils qui sont employés pour la fabrication du noir de fumée.

Parmi les appareils construits pour brûler les matières solides, nous citerons un four, employé notamment dans les environs 'de Sarrebruck, dans lequel on fabrique le noir de fumée au moyen de la combustion imparfaite de la houille (fig. 15).

Fig. 13.

Ce four se compose essentiellement d’un long canal incliné A, qui sert de foyer d’une vaste chambre voûtée B oû se dépose d’abord le noir de fumée, d’une chambre plus petite F où s’achève le dépôt et dont les ouvertures règlent le tirage, enfin

d’une dernière chambre G, placée au-dessus de la précédente et servant de cheminée.

Le canal A est fait en briques. Son orifice est fermé à moitié de sa hauteur par un mélange d’argile et de sable reposant sur une traverse de fer G. Cette diminution de l’orifice a pour objet d’empêcher l’entrée d’une trop grande quantité d’air qui consumerait une partie du noir.

En avant du foyer on a pratiqué une fosse L, dans laquelle on fait tomber le coke provenant de la combustion imparfaite de la houille.

L'extrémité de la chambre B est percée de deux ouvertures D, E, qui communiquent avec la chambre F. La petite chambre G communique avec celle qui est en dessous par une ouverture circulaire F pratiquée dans le plancher au-dessus duquel est suspendu un cône en canevas G soutenu par une corde et maintenu solidement au-dessus du trou. Les gaz, en se tamisant à travers ce cône, y déposent le peu de noir qu’ils ont entraîné. Au milieu de la voûte de la chambrg B on a pratiqué une ouverture H, qui est fermée pendant l’opération avec une plaque J.

Lorsque le sac de canevas G est trop chargé de noir de fumée, le tirage ne se fait plus convenablement ; l’ouvrier qui est au fourneau tire la corde qui le soutient et qui aboutit auprès de lui et secoue le sac pour en détacher le noir, qui tombe dans la chambre placée au-dessons. Quand la houille est transformée en coke, l’ouvrier fait tomber celui-ci dans la fosse L pratiquée en avant, et charge le fourneau de nouveau.

Il y a toujours plusieurs fours dans un même massif.

On charge le fourneau avec 7 kilogrammes de houille à la fois ; lorsqu’elle est bien allumée, l’ouvrier l’étale avec un ringard.

L’opération marche d’une manière continue pendant 20 jours : il faut alors ramasser le noir de fumée, dont la couche déposée a de 70 à 90 centimètres d’épaisseur, mais il faut auparavant fermer l’ouverture du foyer et découvrir l’ouverture H ; on rassemble alors le noir en un seul tas, sans quoi il pourrait s’enflammer.

Quand les murs de la chambre sont refroidis, on place le noir dans des sacs de toile.

Par ce procédé, on obtient 33 kilogrammes de noir de fumée et 500 kilogrammes de coke, en brûlant 100 kilogrammes de houille. Ce noir est employé pour la marine et en général pour les applications qui n’exigent pas une couleur fine.

Fig. li.

La figure 14 représente une disposition due à Buran. Le noir de fumée est produit en brûlant du brai de goudron dans un four en briques sur des plaques de fonte chauffées avec du coke ou de la houille.

50 E>XYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

En réglant convenablement le chauffage on obtient une combustion régulière du brai ; l’opération est rendue continue par l’accouplement de deux fours qu’on charge alternativement.

Dans les appareils suivants, les matières combustibles employées sont des liquides ou des substances capables de se liquéfier facilement par la chaleur.

On nomme noir de lampe un noir de fumée qui s’obtient en brûlant dans des lampes des huiles de diverses qualités. On place un cône en métal au-dessus de chaque lampe renfermée dans une boîte où l’air n’arrive pas en quantité suffisante pour obtenir une combustion complète. Le noir se dépose en grande quantité dans les cônes; de temps en temps on les enlève, et l’on en fait tomber le noir avec une barbe de plume. Cette préparation se fait sur une grande échelle en Chine, pour la fabrication de l’encre qui nous arrive en bâtons. On ne se sert pas de lampes, mais d’espèces de pots dan*esquels on place 5 ou 6 mèches.

On sépare avec s^n^e noir qui se détache facilement de celui qui adhère aux cônes et qui, moins fin, sert à la fabrication de l’encre plus commune.

Pour fabriquer d’une manière continue le noir de lampe, on emploie la disposition suivante.

Dans des lampes à niveau constant A (fig. 15) on brûle des huiles de mauvaise qualité, auxquelles on mélange souvent des graisses communes : la lampe, n’étant

KOIR DE FUMÉE.

pas à double courant d’air, produit beaucoup de noir de fumée. Les produits de la combustion de chaque lampe arrivent au-dessous d’une sorte d’entonnoir B et passent par un tuyau coudé dans un gros tube horizontal G en tôle communiquant avec des sortes de sacs en toile forte et serrée D, D, qui ont 8 mètres de haut et 90 centimètres de diamètre ; ils communiquent par des tuyaux en tôle E, ajustés à des anneaux en tôle également, F, F, qui maintiennent les sacs ouverts. Chaque série de sacs est terminée par un canal H, communiquant avec une cheminée. A la partie inférieure de chaque sac se trouve un entonnoir G, G, fermé par un bouchon.

Le tube horizontal G est destiné à refroidir la fumée. La cheminée qui est commune est munie d’un registre pour régler le tirage.

Le noir du premier et même du second sac est souvent humide : on le met à part; celui des derniers est le plus fin.

Pour détacher le noir qui adhère en flocons à la toile, on frappe les sacs avec une baguette et sous l’entonnoir que l’on débouche on place un récipient.

L’appareil (fig. 16) consiste en une sorte de tube en fonte incliné et chauffé par un fourneau. Les matières fusibles qui doivent être brûlées sont introduites au moyen d’une trémie placée vers la base du tube incliné ; la chaleur du fourneau les

Coupe longitudinale.

Vue par bout.

liquéfie et on les enflamme par l’ouverture qui se trouve au point le plus élevé du tube. Get appareil ingénieux peut donc fonctionner sans autre interruption que celle nécessaire pour vider les chambres.

Par un procédé analogue au précédent, un fabricant de Birmingham prit, en 1820, une patente pour fabriquer du noir de fumée au moyen du goudron de gaz. Après avoir purifié le goudron pour le débarrasser de l’eau qu’il contient, on l’introduit dans de longs cylindres en fonte munis latéralement de becs recourbés à angle droit, ces becs étant garnis de mèches de coton. Lorsque le goudron est porté à 1 ébullition, on allume les mèches. La fumée produite par la combustion se rend dans une rangée de cônes munis de tuyaux en tôle qui la conduisent dans une serie de sacs en communication les Uns avec les autres et dont le dernier est ouvert è l'air libre.

Lorsque les sacs contiennent une quantité suffisante de noir, on ouvre par le bas et on le recueille dans des caisses.

Dans ces derniers temps, un brevet a été pris pour un système de combustion ayant quelque rapport avec le précédent.

Dans une cornue .4, analogue aux cornues à gaz, chauffée par un fourneau B (fig. 17), on chauffe les substances destinées à être brûlées. Ces substances pro-

Coupo longitudinale ,

viennent d’un récipient G, qui les laisse écouler d’une manière continue par un tuyau D; un robinet E permet de régler l’écoulement. Ce récipient C est à double enveloppe, dans laquelle se trouve de l’eau chaude ; il fait donc l’office de réchauffeur, pour maintenir la substance carburée dans un état convenable de liquidité. Une soupape de sûreté S limite la pression dans la cornue. Les résidus sont évacués de temps en temps par le tuyau F et amenés dans une fosse ou cuve G ; les gaz qu’ils dégagent s’échappent par la cheminée 11.

SOIR DE FUMÉE

Les produits de distillation passent par le tuyau I, au bout duquel ils sont enflammés. Ils brûlent ainsi à la base du réeepteur J, constitué par un large tube, de forme tronconique, supporté par des colonnes ou pieds-droits de fer à T, et qui se raccorde à sa partie supérieure avec un tuyau K légèrement incliné. Ce tuyau K conduit le noir de fumée dans la chambre de condensation L, dont on n’a indiqué que l’amorce sur le dessin, à cause de ses grandes dimensions. Comme il se dépose du noir dans le tuyau K, on a disposé à l’intérieur une plaque M formant obturateur et reliée à un chariot N. Pendant la marche de l’opération, la plaque M est au bout postérieur du tuyau K, vers le récepteur ; si, à un moment donné, on la fait avancer jusqu’à l’autre bout du tube K, on voit qu’elle chassera devant elle tout le noir de fumée et le fera tomber dans la chambre de condensation.

Pour les composés carbures solides, mais liquéfiables, on a disposé une chaudière P dans laquelle on les fait fondre ; cette chaudière est placée sur un fourneau Q, chauffé par les flammes du foyer B ; les produits fondus sont portés à la main ou amenés par un tube dans le récipient CD.

Enfin, il y a quelques années, on fabriquait à Autun du noir de fumée par la combustion du gaz provenant des schistes bitumineux de cette localité.

Un fabricant de Lyon a pris aussi un brevet pour la fabrication du noir de fumée par le gaz. Le gaz étant produit par les procédés ordinaires, on le brûle avec la quantité d’air strictement necessaire pour entretenir la combustion. Le noir produit est reçu dans des chambres.

Le noir de fumée ordinaire est loin d’être du charbon pur. Braconnot, qui en a fait l’analyse, y a trouvé diverses matières, savoir :

Carbone . 79,1

Matière résineuse . 5,3

Matière bitumineuse . 1,7

ülmine . 0,5

Sulfate d’ammoniaque . 3,3

— de potasse . 0,4

— de chaux . 0,8

Phosphate de chaux ferrugincu.x . 0,3

Sable quaiizeux. •. . 0,6

Braconnot ne dit pas d’où provenait le noir de fumée qu’il a examiné, mais la l)résence de l’ammoniaque et celle de l’acide sulfurique indiquent que c’est du noir de houille.

Quoi qu’il en soit, on voit que le noir de fumée ne serait pur qu’autant qu’après l’avoir délayé dans l’alcool on le ferait digérer avec une dissolution de potasse pour enlever les matières goudronneuses, puis avec de l’acide chlorhydrique pour extraire les sels terreux. On le laverait ensuite à l’eau et on le dessécherait.

On se contente ordinairement de calciner le noir de fumée en vase clos, ou bien de le laver avec de la soude et de l’alcool.

Le noir de fumée est employé à la préparation du noir pour la peinture, de l’encre de Chine, de l’encre d’imprimerie, etc.

Par M. Stanislas MEUNIER

Docteur ès sciences. — Aide-inituraliste au Muséum d’histoire naturelle. Lauréat de l’Académie des Sciences.