Kaolin de Tong-Kang (Chine
8. Kaolin de Sy-Kang (Chine), analysé par Ebelmen et Salvétat.
Lorsque le kaolin a été transporté par les eaux loin de l’endroit où il a été mis en liberté, il renferme beaucoup de substances étrangères, notamment des carbonates de chaux, de magnésie et de protoxyde de fer, qui lui communiquent ta propriété de faire effervescence avec les acides ; il renferme aussi quelquefois des hydrates de fer et de manganèse, du quartz finement divisé, du feldspath orthose, de l’albite, du mica, des matières organiques, etc.
Ce sont ces différents mélanges qui constituent les argiles. Du nombre et de la nature des substances étrangères mêlées au kaolin proprement dit, dépendent les propriétés et les usages de ces corps.
Argiles. — Les argiles, quelle que soit leur composition, possèdent à des degrés divers la propriété de former avec l’eau une pâte onctueuse, assez tenace pour se laisser allonger dans diverses directions sans se briser.
Desséchée, cette pâte conserve de la solidité ; exposée à la chaleur rouge, elle en acquiert davantage, et devient même tellement dure, qu’elle fait feu par le choc de l’acier. Alors elle a perdu la propriété de se délayer dans l’eau et de faire pâte avec elle.
En même temps qu’elles durcissent sous l’action du feu, les argiles éprouvent une diminution de volume qu’on nomme retrait ; en outre, elles perdent peu à peu l’eau qu’elles contiennent; toutefois elles ne l’abandonnent totalement qu’à très haute température.
Non seulement les argiles retiennent l’eau très énergiquement, mais elles l’absorbent avec vivacité et même sifflement ; elles s’attachent à la langue en s’emparant de l’humidité répandue à sa surface.
C’est pour cela qu’on dit des argiles et de quelques autres pierres qui ont cette faculté, qu’elles happent à la langue.
La densité de l’argile portée à des températures graduellement croissantes, diminue, puis augmente comme celle du kaolin.
Les argiles sont douces au toucher, se laissent couper au couteau, et même polir avec le doigt ; la silice leur donne de l’âpreté ; elle leur ôte quelquefois leur liant et leur ténacité. L’oxyde de fer les colore ; le sulfure de fer, en s’y décomposant, y introduit de l’oxyde de fer.
Elles sont infusibles comme le kaolin qu’elles contiennent, mais elles deviennent fusibles par la présence de la potasse, de la soude, de la baryte, de la chaux, des oxydes de plomb, de fer et de manganèse.
Dans la nature, on trouve des mélanges argileux fusibles contenant de la chaux et des oxydes de fer ou de manganèse.
L’argile se dissout, quoique difficilement, dans le borax, et donne naissance
ALUMINIUM
à un verre limpide ; elle se dissout également dans le sel de phosphore, en abandonnant un squelette de silice, et forme un verre limpide à chaud, opalin après refroidissement.
Le carbonate de soude la vitrifie facilement aussi sous l’action de la chaleur.
Les argiles sont en général inattaquables par les acides chlorhydrique et azotique; chauffées avec de l’acide sulfurique jusqu’à une température voisine de l’ébullition de cet acide, elles donnent naissance à du sulfate d’alumine ; la silice qui devient libre en même temps est soluble dans le carbonate de soude ; de là un moyen de séparer de l’argile le quartz, le feldspath et les autres minéraux qui pourraient y être incorporés.
L’argile se dissout à l’ébullition dans une lessive de potasse sous forme de silicate double d’alumine et de potasse, en proportion d’autant plus grande que l’alcali a été employé en plus grande quantité.
Chauffée progressivement jusqu’à complète déshydratation, l’argile est encore soluble dans les dissolutions alcalines et dans l’acide sulfurique ; mais après avoir été portée au rouge vif, elle est devenue complètement insoluble dans ces liqueurs.
Les argiles présentent un grand nombre de variétés, la plus importante est celle des argiles proprement dites ou à poteries.
Elles sont produites par voie de sédiment.
Les différentes données sur leur constitution permettent de les ramener aux deux types suivants :
Silice. 50,6
Alumine. 35,2
Sesquioxyde de fer. 0,4
Eau. 13,1
Ces analyses sont dues à Berthier : 1 se rapporte à une argile gris clair des environs de Dreux (Eure-et-Loir), servant à la fabrication des cazettes à la manufacture de Sèvres.
2 se rapporte à une argile gris clair de Forges-les-Eaux (Seine-Inférieure), servant à la fabrication des pots à verrerie.
Si on essaye de traduire ces résultats par une formule, on trouve pour le n» 1 :
Al>03,5SiO» + 4 HO,
traces
oui correspond à:
Silice...
Alumine.
Eau....
KNCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.
Pour le n” 2 :
AlW.SSiO* + 3110,
i|ui correspond à;
Silice. 65,64
Alumine. 22,54
Eau. 11,82
Ces argiles sont des substances grenues à grains fins, blanches, grisâtres, jaunâtres, noirâtres, quelquefois marbrées de diverses teintes. Leur densité varie de 1,7 à 2,7.
Calcinées à la chaleur blanche, elles abandonnent toute leur eau de combinaison; alors leurs fragments sont assez durs pour faire feu avec l’acier.
Elles sont infusibles au chalumeau, mais se ramollissent sensiblement dans les fourneaux â haute température.
Elles sont attaquées partiellement par les acides azotique et chlorhydrique bouillants, presque complètement par l’acide sulfurique.
Après une calcination au rouge naissant, l’attaque est quelquefois plus facile qu’à l’état cru ; mais elle est tout à fait nulle si la calcination a eu lieu au rouge blanc.
Lorsque ces argiles ont été traitées par un acide, une lessive de potasse caustique leur enlève une quantité de silice proportionnelle à la quantité d’alumine dissoute par l’acide.
Usages. — Ces argiles, lorsqu’elles sont pures, ou qu’elles contiennent seulement du quartz, des matières charbonneuses ou bitumineuses, sont employées pour la préparation des produits réfractaires, briques, moufles, creusets de verrerie, etc.
Mais pour connaître l’emploi d’une argile, les résultats d’analyse du genre de ceux qui sont cités plus haut sont insuffisants.
Il faut distinguer la quantité de silice qui s’y trouve à l’état de liberté.
Les argiles contiennent, en effet, presque toujours du sable, tantôt en grains assez gros pour pouvoir en être extraits par un simple délayage dans l’eau suivi de décantation; tantôt en grains tellement fins, qu’on ne peut les en séparer que par des traitements alternatifs au moyen de l’acide sulfurique et de la potasse caustique, jusqu’à complète dissolution des principes constitutifs de l’argile.
En ne distinguant pas dans une analyse la silice combinée et le sable quartzeux, on s’expose à attribuer la même composition à des argiles de constitutions différentes, ou à donner des compositions différentes à un même silicate d’alumine contenu dans divers échantillons d’un même gisement (1) (Henrivaux).
H) Le verre et le cristal [Encycl. chim., p. 93).
ALUMINIDM.
Ainsi les argiles de Forges-les-Eaux et celles de Monlereau ont des compositions presque identiques ;
Monlereau.
Silice.
Alumine.
Oxyde de fer.
traces
Eau.
Cependant elles n’ont pas la même constitution, car la première sert à faire des pots pour la verrerie, et la seconde, impropre au même usage, est utilisée pour la fabrication de la faïence.
D’un autre côté, deux échantillons provenant d’une même fosse (Samson- Lionnet, province de Namur), mais pris à des profondeurs différentes, ont donné d’abord à l’analyse :
Eau.
Silice.
Alumine.
Oxyde de fer.
Chaux.
Perte.
Mais après avoir dosé le sable séparément, on est arrivé à la composition suivante (1) :
Eau.
Silice.
Alumine.
Oxyde de fer.
Chaux.
Sable (gi'os).
Sable (lin).
Perté.
Ces deux échantillons contiennent donc le même silicate d’alumine, qui est composé de 64 d’alumine pour 100 de silice, mais qui est mélangé à 18 pour 100 de sable dans le premier échantillon et à 48 dans le second.
Le sable ditM. Henrivaux (loc. cit.), exerce sur les qualités des argiles une très grande influence qu’on a souvent attribuée à d’autres causes. En grains très fins, et sous l’action d’une haute température, il entre en combinaison avec les éléments de l’argile, pour former, selon les proportions, des composés réfractaires ou ramollissables.
(I) Henrivaux, loc. cit.
L’argile la plus ramollissable qui contient :
Silice. 100
Alumine. 37,77
acquiert plus de résistance au feu par l’addition de 33,33 de sable fm,etdevienl très réfractaire si la dose en est doublée.
Au contraire, une argile réfractaire composée de :
Silice. 100
Alumine. 413,33
deviendra ramollissable si l’on y incorpore 100 de 'sable fin, et le ramollissement arriverait à son maximum, si la quantité de sable ajouté était de 200. Lorsqu’il est en gros grains, le sable n’exerce qu’une action relativement très lente, et on le retrouve disséminé dans la pâte sous forme de points blancs très visibles ; il y joue donc le rôle de matière dégraissante ou de ciment.
En résumé, pour connaître l’usage d’une argile, il convient de distinguer ce qu’elle contient à l’état de combinaison, de ce qui s’y trouve à l’état de mélange, et d’indiquer en outre les proportions de sable gros et sable fin(voy. Henrivaux, loc. cit., p.97).
APPLICATIONS DES SELS D’aLUMINR
Les sels d’alumine les plus fréquemment employés sont les aluns de potasse et d’ammoniaque. Le principe actif de ces composés réside dans le sulfate d’alumine qu’ils contiennent. Aussi cherche-t-on à remplacer les aluns par le sulfate d’alumine.
Ce dernier se trouve d’ailleurs dans le commerce ; il constitue une masse blanche, légèrement translucide, facile à couper au couteau.
Cependant le sulfate d’alumine ne peut pas toujours être substitué à l’alun ; cela tient à ce qu’il est très soluble dans l’eau, et qu’il cristallise difficilement ; de sorte que, à moins d’un traitement spécial, on ne l’obtient pas absolument exempt de fer.
On comprend donc que, pour toutes les opérations où le fer est nuisible, on ait, jusqu’ici, presque toujours préféré l’alun au sulfate d’alumine.
La solution d’alun la plus fréquemment employée est celle de l’alun neutre. Pour l’obtenir, on ajoute avec précaution à une dissolution froide d’alun, de l'ammoniaque ou un carbonate alcalin ; il se forme alors un précipité qui se redissout aisément par l’agitation, tant que le réactif n’est pas en excès ; la dissolution devient alors neutre.
On arrive encore au même résultat en faisant digérer à froid une solution d’alun avec de l’hydrate d’alumine ; ou bien encore en faisant bouillir 13 parties d’alun ordinaire etl partie de chaux éteinte.
Portées à la température de 40 degrés, ces dissolutions d’alun neutre se décom-
ALUMINIUM
posent en deux parties ; l'une, qui est de l’alun ordinaire, reste en dissolution ; l’autre se précipite. La composition de cette dernière est exprimée par la formule :
C’est, comme nous l’avons vu, la formule de l’alunite.
La dissolution d’alun neutre peut toujours être exemple de fer ; en effet, si à une dissolution d’alun ordinaire qui contient du fer, on ajoute de l’ammoniaque jusqu’à ce que le précipité soit persistant, tout le fer se trouve entraîné dans ce précipité.
Le sulfate d’alumine possède également la propriété de donner des précipités de sulfate basique, comme nous l’avons vu plus haut. Il en est de même de l’acétate d’alumine.
C’esI à cause de la propriété que possèdent l’alun, le sulfate et l’acétate d’alumine de donner sous l’action de la chaleur des précipités d’alumine ou de sels basiques et aussi parce que ces précipités se combinent d’une part avec les matières colorantes organiques, et de l’autre avec les fibres des tissus, que ces sels d’alumine sont si fréquemment employés en teinture sous le nom de mordants.
Mais il n’y a que fort peu de sels d’alumine qui jouissent de celte propriété ; les laques que forment les autres avec les matières colorantes adhèrent si peu aux fibres des tissus, qu’un simple lavage à l’eau les fait disparaître.
C’est un fait d’expérience que le mordançage à l’alun ne réussit qu’à condition que ce composé ne soit pas employé en trop forte proportion ; ainsi la laine traitée par beaucoup d’alun se colore d’une manière moins intense et moins vive que si l’alun est employé en faible quantité. En général, ou admet qu’il faut employer un poids d’alun égal au dixième du poids de la laine que l’on veut teindre.
Ainsi pour 30 kilogrammes de laine, on emploie 3 kilogrammes d’alun et 1500 litres d’eau, de manière à avoir une solution d’alun au dixième.
Ce fait peut s’expliquer d’après ce que l’on sait sur le mode de décomposition de l’alun.
Lorsque le sulfate basique d’alumine se précipite dans une grande masse d’eau, l’acide sulfurique qui devient libre étant ainsi dilué ne dissout pas le sel basique déposé sur la fibre ; la précipitation de ce sel est, au contraire, très difficile lorsqu’il a beaucoup d’alun en dissolution.
Depuis que le sulfate d’alumine, provenant surtout de la beauxite, arrive abondamment dans le commerce, ce sel est fréquemment employé comme mordant ; il est nécessaire pour cela qu’il ne renferme pas d’acide sulfurique libre, et de plus qu’il ne renferme pas de fer.
L’aluminate de soude est également employé comme mordant dans la teinture et l’impression des tissus ; car c’est un sel qui se décompose facilement en mettant en liberté de l’alumine qui, en présence des matières colorantes, forme des laques. De plus, celte alumine a été souvent isolée pour la préparation artificielle de ces mêmes laques.
On peut précipiter l’aluminate de soude par un courant d’acide carbonique.
C’est à la température de 50 degrés environ qu’il convient de faire cette précipitation, car alors i’alumine se présente sous forme d’une poudre compacte ; à une température plus élevée, cette poudre deviendrait trop dense pour la teinture et l’impression. A basse température, au contraire, l’alumine se sépare à l’état gélatineux comme celle qui est précipitée habituellement par l’ammoniaque, et elle se contracte et se fendille pendant la dessiccation.
M. Morin a imaginé de réunir la solution de la matière colorante à celle de l’aluminate de soude et de précipiter par l’acide sulfurique. Le ton de la laque est très différent suivant que la solution reste alcaline ou qu’elle devient acide ou neutre.
L’alumine qui paraît le mieux convenir à la préparation des laques est celle que l’on obtient par le procédé suivant :
On ajoute 5 grammes de sulfate de cuivre et 250 grammes de rognures de zinc à une dissolution aqueuse d’alun contenant 1 kilogramme de ce sel par 5 litres d’eau. Le tout est maintenu à une douce chaleur pendant trois jours. — Le cuivre se précipite sur le zinc ; il en résulte un couple sous l’influence duquel il se dégage de l’hydrogène ; le zinc se transforme en sulfate et l’alumine se précipite à l’état d’une poudre très fine, facile à laver et qui ne subit pas de retrait en se desséchant.
Mordant rouge des indienneurs. — L’acétate d’alumine joue un rôle aussi important que l’alun dans les ateliers de teinture : c’est le mordant ordinaire pour l’impression des toiles.
Si l’on mélange deux dissolutions froides contenant exactement : l’une, 62 parties d’alun ; l’autre, 100 parties d’acétate de plomb, on obtient un précipité contenant tout l’acide sulfurique de l’alun à l’état de sulfate de plomb ; la dissolution contient un mélange d’acétates d’alumine et de potasse.
Mais, dans les fabriques, on n’emploie jamais assez d’acétate de plomb pour décomposer les deux sulfates de l’alun, en sorte que le mordant obtenu consiste ; « en un mélange d’acétate acide d’alumine, d’un peu dé sous-sulfate d’alumine et de sulfate de potasse. Il y a, en plus, du sulfate de soude, parce qu’on neutralise ordinairement l’excès d’acide de l’alun par des cristaux de soude * (Girardin, Leçons de chimie élémentaire, t. IV, p. 51).
Voici, d’après le même auteur, la composition et la préparation des trois mordants dont on se sert le plus souvent dans les impressions :
Mordanls
Matière» employée». .—--——--
Eau. 100 litres 100 litres 100 litres
Alun. 40 kilos 27 kilos 20'‘u,250
Cristaux de soude ... 4 2,700 2 ,280
Acétate de plomb. 40 20,250 18 ,500
Pour préparer ces mordants, on dissout l’alun dans une certaine quantité d’eau chtiude; à cette dissolution, on ajoute le carbonate de soude, puis l’acétate de plomb dissous dans le restant de l’eau. On remue en laissant la liqueur
ALUMINIUM
au contact de l’air afin que le refroidissement soit aussi rapide que possible ; un reTroidisseinent lent déterminerait la précipitation d’une certaine quantité d’alumine.
La liqueur claire, séparée du dépôt de sulfate de plomb, est conservée dans des vases bien clos en verre ou en grès.
Il arrive fréquemment que dans les préparations en grand de l’acétate d’alumine liquide, comme cela se pratique dans les fabriques de produits chimiques, l’acétate de plomb est remplacé par du pyrolignite de chaux; dans ce cas, le mordant contient du sulfate de chaux qui ternit les couleurs.
Il vaudrait mieux, comme le conseille Girardin (/oc. cit.), remplacer l’acétate de plomb par l’acétate de baryte; 67,37 d’acétate de baryte anhydre remplacent 100 parties d’acétate de plomb cristallisé, et le sulfate de baryte est complètement insoluble.
Le mordant à l’alumine pour rouge, préparé comme il a été dit ci-dessus, ne peut jamais être employé à chaud, car, sous l’action de la chaleur, il dépose du sous-sulfate d’alumine. — Ce sel est d’ailleurs susceptible de se redissoudre par refroidissement de sa dissolution primitive.
Depuis qu’on extrait l’alumine de la beauxite, on trouve plus avantageux, pour faire le mordant de rouge,de dissoudre dans l’acide acétique, de l’alumine précipitée de l’aluminate de soude. Si cette alumine a été précipitée par l’acide carbonique, elle peut contenir du carbonate de soude; dans ce cas elle paraît se dissoudre dans l’acide acétique moins facilement que si l’aluminate de soude avait été décomposé par l’acide chlorhydrique.
Souvent on ajoute au mordant de rouge, afin d’empêcher sa trop prompte dessiccation, de la glycérine, du chlorure de zinc ou du chlorure de sodium.
Les composés d’alumine sont fréquemment employés dans la mégisserie, à cause de leur propriété de se combiner à la fibre animale aussi bien qu’à la fibre végétale.
Pour préparer les peaux à l’action des i^iérentes matières tannantes, on les fait préalablement macérer dans une dissolution contenant à la fois de l’alun ou un autre sel d’alumine et du sel marin.
Les sels d’alumine sont absorbés par la peau sans être décomposés, et cela dans les proportions suivantes :
Alun. 8,5 p. 100
Sulfate d’alumine. 27,9 —
Chlorure d’aluminium... 27,3 —
Acétate d’alumine. 23,3 —
Le sel marin n’exerce donc aucune action chimique sur le sel d’alumine ; néanmoins son emploi se justifie par la pratique, et on pense qu’il joue un rôle important dans le transport de l’alun (par voie endosmotique) du liquide sur la fibre animale.
Les peaux ainsi préparées sont alors soumises à l’action des substances tannantes, telles que les graisses ou des matières albuminoïdes, comme le jaune d’œuf et la farine.
EMCYCLOP. CUIH.
On peut également, pour préparer les peaux, les pélrir avec le précipité obtenu en ajoutant un sel d’alumine à une dissolution de soude, ou bien encore avec le savon d’alumine que l’on forme en traitant l’aluminate de soude par tes graisses.
Le sulfate d’alumine s’emploie encore pour précipiter à l’état d’alun les sels de potasse et d’ammoniaque contenus dans les Jus sucrés.
La farine d’alun sert fréquemment à falsifier le pain. On reconnaît cette fraude en trempant le pain dans de la teinture de bois de campêche additionnée de carbonate d’ammoniaque ; après dessiccation, le pain se colore en violet.
Une solution d’alumine hydratée dans l’acide oxalique suffit pour assurer la parfaite conservation de la dolomie, du calcaire fin, de la craie, de l’ardoise, etc., etc. On obtient même, par ce moyen, des imitations de pierres lithographiques avec du calcaire finement grenu ; la craie devient ainsi plus dure que le marbre.
