I. — Méthodes basées sur l’emploi du sulfate de soude

1° Procédé Leblanc. — On sait que cette méthode consiste à calciner dans un four à réverbère un mélange de :

Sulfate de soude. 100

Calcaire. 100

Houille. 45 à 75

D’après la première théorie proposée par Dumas, il y aurait formation d’oxysuliure de calcium CaO,2 GaS, et le cycle de la réaction serait exprimé par les trois équations suivantes :

NaO,S0 3 + CaO.CO 2 = CaO,S0 3 + Na0,C0 2 .

Ca0.S0 3 + 4C = CaS + 4C0.

2 CaS -}- CaO —— GaO,2 GaS.

Cet oxysulfure hypothétique n’a jamais pu être isolé. Dubrunfaut reconnut le premier que le sulfure de calcium CaS est insoluble et représenta la réaction de la façon suivante :

NaOSO 3 + CaO.CO 2 + 4C = ÎNa0,C0 2 + GaS + 4 CO.

De son côté M. Seheurer-Kestner montra que la solubilité de CaS est

ttIïïô à 12”,6.

Kolb établit l’absence d’oxysulfure dans les résidus. D’après lui, l’action du charbon se partage entre la craie et le sulfate de soude d’après les deux équations suivantes :

NaO.SO 3 + 2 G = NaS + 2 CO 2 .

CaO.CO 2 + 2 G = CaO + 2 CO.

Le sulfure de sodium et la chaux réagissent ensuite en présence de l’acide carbonique des gaz du foyer pour former du carbonate de soude et du sulfure de calcium :

NaS+ CaO + GO \en excès) = NaO,CO 3 + CaS.

Ces assertions ont été contredites par M. Seheurer-Kestner. D’après ce savant, le carbonate de chaux n’est pas décomposé par le charbon à la température des fours à soude. En chauffant en vase clos un mélange de. sulfure de sodium et de carbonate de chaux, on obtient du carbonate de soude, ce qui démontre que l’acide carbonique ne provient pas d’un source extérieure. Quand, dans les expériences en vase clos, on remplace le calcaire par la chaux, on obtient encore du carbonate de soude parfaitement neutre ; ce phénomène est dû à l’absorption par la chaux de l’acide carbonique provenant de la réduction du sulfate par le charbon. En résumé, c’est le sulfure de sodium provenant de la

réduction du sulfate qui forme, avec le carbonate de chaux, du sulfure de calcium et du carbonate de chaux. La chaux caustique ne décompose pas le sulfure de sodium, fait qui explique l’emploi d’un excès de calcaire dans les dosages industriels.

La réaction s’accomplit, en définitive, d’après l’équation suivante, qui exige pour 100 parties de sodium, 98,5 de carbonate de chaux et 16,8 decarbonepur :

5 (NaO.SO 3 ) +10 G = 5 NaS + 10 CO 2 .

5NaS + 7 (CaO.CO 2 ) = 5 (Na0,C0 2 ) + 5CaS + 2CaO + 2 CO 3 .

Enfin, ce n’est qu’à la fin de l’opération, quand la température s’élève et que le dégagement d’oxyde de carbone se ralentit, que la réaction du charbon sur le calcaire donne naissance aux flammèches d’oxyde de carbone :

CaO,C0 3 + C = CaO + 2CO.

2° Décomposition du sulfate de soude par l’oxyde de fer et le charbon. — C’est le procédé proposé par Malherbe en 1775, et que Kopp a perfectionné en 1854.

On fond au four à réverbère 160 kilogrammes de sulfate de soude, 80 d’oxyde de fer et 55 à 65 de houille. Il se forme ainsi une masse formée de sulfure de fer et de sulfure de sodium qui se délite sous l’action de l’acide carbonique et de l’humidité. La dissolution de la matière carbonatée donne une lessive de soude et un résidu renfermant du sulfure de fer mêlé au composé Fe 2 Na 3 S 3 . Le grillage de ce résidu fournit de l’acide sulfureux et un mélange d’oxvde de fer et de sulfate de soude.

3° Clernrn a proposé de chauffer le sulfate de soude dans des fours avec un mélange de magnésie et de charbon. Le produit, formé de sulfure de sodium et de magnésie, est carbonaté, puis chauffé à 260 degrés, de façon à dissocier le bicarbonate de magnésie, dont l’acide carbonique se dégage en décomposant le sulfure de sodium humide et le transformant en carbonate de soude.

Ce procédé n’a pu recevoir d’applications, pas plus que ceux qui reposent sur la décomposition du sulfure par l’acide carbonique ou par les carbonates métalli ues, en présence de l’eau.

IL — Procédés basés sur le traitement du sel marin sans transformation préalable en sulfate de soude.

1° Procédé à l'ammoniaque. — Découvert par Schlœsing et Rolland, ce procédé n’a été mis en exploitation que depuis les travaux de Solvay. Voici le principe de la méthode :

Une dissolution de bicarbonate d’ammoniaque donne, par double décomposition avec le sel marin, du bicarbonate de soude qui se précipite par suite de sa faible solubilité, et du chlorhydrate d’ammoniaque qui reste dissous. Le bicarbonate sodique, convenablement lavé, se transforme par la calcination en

SODIUM

carbonate neutre. L’acide carbonique dégagé sert à la saturation d’une nouvelle quantité d’ammoniaque. Les eaux mères ammoniacales, soumises à l’ébullition avec la chaux, laissent dégager toute leur ammoniaque qu’on condense dans une dissolution de sel marin.

Weldon a proposé de remplacer le bicarbonate d’ammoniaque par le bicarbonate de magnésie.

2° Décomposition du sel marin par la silice ou l’alumine. — Ce procédé, préconisé à plusieurs reprises, consiste à faire passer un courant de vapeur d’eau sur un mélange de sel marin et de silice. Il se forme du silicate de soude et il se dégage de l’acide chlorhydrique :

SiO 2 + NaCl + HO = NaO,Si0 2 + IIC1.

Gossage proposait de dissoudre le silicate formé et de faire passer dans la solution un courant d’acide carbonique :

NaO.SiO 2 + CO* + HO = NaO,CO* + SiO 2 ,HO.

La réaction de la vapeur d’eau sur le mélange d’alumine et de chlorure de sodium est parallèle à la précédente. On obtient de l’aluminate de soude et de l’acide chlorhydrique :

A1 2 0 3 + NaCl + HO = Na0,Al 2 0 3 + HCl.

La transformation ne s’accomplit qu’au rouge blanc. L’aluminate de soude dissous est transformé en carbonate par l’acide carbonique.

Haryreaves et Robinson ont proposé de traiter dans le même but un mélange d’oxyde de chrome et de chlorure de sodium par la vapeur d’eau et l’air atmosphérique. Il se forme ainsi un chromate alcalin, que le charbon réduit en sesquioxyde de chrome et carbonate de soude.

3° Décomposition du sel marin par l’acide hydrofluosilicique. — Le chlorure de sodium, dissous dans un excès d’acide fluosilicique étendu, donne un précipité gélatineux de fluosilicale de soude que la calcination décompose en fluorure de sodium et fluorure de silicium. Le fluorure de sodium, soumis à l’ébullition en présence du carbonate de chaux, se transforme en carbonate de soude. Ce procédé n’est pas susceptible d’application pratique.