LIQUÉFACTION DU SOUFRE EN EMPLOYANT UN COMBUSTIBLE ÉTRANGER

Chaudière de fusion. — Nous avons vu que les fragments de soufre naturel [talamoni) disséminés dans le minerai donnent de nombreux débris inutilisables dans les calcaiioni. Souvent on les agglomère, mais on peut aussi en extraire le soufre par fusion directe. En les enrichissant par un lavage convenable, on arrive à leur donner une teneur de 80 pour 100. Ce n’est en réalité plus du minerai de soufre, mais du soufre impur, et on se borne à le fondre dans de grandes chaudières en fonte.

Ce procédé a été introduit en Sicile par la maison Taix-Aycard et Compagnie de Marseille, quand elle obtint en 1839 le monopole de l’exploitation du soufre.

Les chaudières munies d’un couvercle ont une capacité de 500 litres environ et peuvent recevoir une charge de 700 à 800 kilogrammes de talamone.

On chauffe la chaudière avec précaution sur un feu de bois, de façon à ne pas atteindre la température de 150“; la matière est assez riche en soufre pour fondre : on agite la masse et on pêche avec une cuiller en fer les matières étrangères. On introduit une nouvelle charge de soufre, et on continue jusqu’à ce que la chaudière soit remplie. On laisse alors le liquide se clarifier à une chaleur très modérée, les impuretés se déposent, puis on decante la couche supérieure, qui est du soufre pur. Quant aux matière étrangères [scorzone) enlevées pendant la fusion, et à celles qui restent au fond après le travail [metale), on les porte au calcarone.

L’opération dure environ dix heures.

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Le chauffage à la vapeur fournissant un moyen facile d’entretenir dans une capacité close une température constante et parfaitement déterminée, différents appareils ont été construits pour fondre à la vapeur le minerai de soufre.

La figure 7 représente un appareil horizontal du système proposé par M. Thomas. Il consiste en un grand cylindre, muni d’une enveloppe en bois, de 6 à 8 mètres de longueur sur 60 à 80 centimètres de diamètre, dans lequel on introduit, sur deux cours de rails, de petits wagonnets perforés contenant le minerai à traiter, cassé assez finement.

Un chariot porte une sorte de creuset D, contenant une poche D' destinée à recevoir le soufre fondu. Ce chariot est fixé à la chaudière de liquéfaction par l’mtermédiaire de boulons articulés serrant un joint en caoutchouc.

Une fois les chariots B introduits, on ferme la chaudière avec un couvercle A boulonné, puis on commence à injecter de la vapeur par le tuyau t perforé. On ouvre au début le robinet a pour évacuer l’air, puis on règle l’arrivée de vapeur d’après les indications du manomètre. Afin que la chaleur puisse facilement pénétrer les morceaux, on travaille à une pression de 3,5

à 4 atmosphères, tandis qu’une pression de 2 atmosphères serait théoriquement suffisante. Pendant l’opération on laisse échapper l’eau de condensation par le robinet F, et on ouvre le petit robinet, afin de déterminer un petit courant de vapeur. L’opération est généralement terminée au bout de trois heures. Au bout de ce temps, on ouvre le robinet V, qui laisse échapper la vapeur dans un autre appareil semblable prêt à être mis en route, et on ferme la valve du tuyau t. Une fois 1 appareil ramené à la pression atmosphérique, on enlève rapidement les chariots pour les remplacer par d’autres remplis de minerai frais, et on change le creuset. La chaudière est donc prête pour une nouvelle opération avant d’être notablement refroidie.

La figure 8 représente un type vertical, composé de deux parties, l’une, fixe, l’autre mobile. La première, portée sur 4 colonnes en fonte A, est formée d’une chaudière cylindrique verticale B conique en tôle de fer, ayant pour diamètre moyen 1“,20 et 3"', 20 de hauteur. Aux deux extrémités sont ajustées deux fortes collerettes de fonte. Sur la collerette supérieure on fixe, avec des boulons à rotule, par l’intermédiaire d’un joint en caoutcbouc, un couvercle en fonte G suspendu à la chaîne d’un treuil volant.

A l’intérieur de la chaudière est un tube conique en tôle, dont le diamètre moyen est 1 mètre. 11 est rivé en ï'iÿ-, 8. haut à la collerette supérieure

de l’enveloppe, et fermé en bas par une grille DD en deux pièces mobiles autour d'une charnière qui occupe un diamètre de la base. Cette partie destinée à recevoir le minerai est percée de trous inclinés de façon à permettre l’entrée de la vapeur dans la masse.

La partie mobile est formée par un creuset en fonte B {caldarina) entouré d’une enveloppe en tôle avec fond plat en fonte. Pendant l’opération, le creuset est suspendu à la chaudière do fusion par des boulons à rotule. La fusion terminée, on lâche les boulons et le creuset vient reposer sur un chariot F mobile sur des rails.

Les wagons de minerai amenés sur la voie G sont vidés dans la chaudière ; on a

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soin de réserver les plus gros morceaux pour garnir le bas du tube B'. A chaque opération on traite 3500 kilogrammes de minerai.

Le couvercle et le creuset étant en place, on fait arriver la vapeur par la valve a, et on laisse éehapper l’air par le robinet b. Lorsque la pression accusée par le manomètre c atteint 5,75 atm., ce qui arrive au bout do 50 minutes à 1 heure environ, le soufre commence à couler. La fusion dure trois quarts d’heure, ce qui porte à 1 heure 45 environ le temps nécessaire à la liquéfaction du soufre et à sa réunion dans le creuset.

La fusion terminée, on laisse échapper la vapeur par la valve e, qui l’envoie rcchaufler un autre appareil de la série, on ouvre le trou de coulée d pour faire couler le soufre dans une fosse d’où on le puise avec des cuillers pour remplir les moules ou gavite.

Quand la coulée est achevée, on ferme la vanne e, on laisse échapper la vapeur dans l’atmosphère par le robinet b, on déboulonne le couvercle et le creuset, et l’on remplace celui-ci par un wagonnet où l’on fait tomber le minerai épuisé en ouvrant les grilles mobiles. Quand la gangue est formée de caleaire compacte, la vidange est très faeile, mais si elle consiste en argile ou en marne, et si le minerai est menu, l’eau provenant de la condensation de la vapeur empâte la masse, et peut même empêcher la séparation du soufre : en tout cas elle gêne beaucoup la vidange' de la chaudière, si l’on ijie donne pas une grande conicité au tube intérieur.

On compte environ une heure un quart pour vider l’appareil, le garnir de minerai frais, et remettre en place le creuset et le couvercle, de sorte que chaque appareil fait un peu plus de sept opérations par jour.

Dans les appareils montés à Lereara, le minerai est à gangue ealcaire, il ne retient que 2 pour 100 do soufre; la teneur primitive est 20 pour 100. A la mine de la Croce (Lereara), on exploite aussi la vai'iété dite saponaire, très riche, elle exige une heure de plus pour la fusion. M. Ledoux, qui a assisté à ces opérations à Lereara, rapporte que chaque appareil traite 24 tonnes par 24 heures, avec une consommation de COO kilogrammes de houille. Les appareils n’étant pas munis d’enveloppes isolantes, on pourrait notablement diminuer la consommation de combustible en évitant les pertes de chaleur par rayonnement, pertes très considérables avec l’installation que nous venons do décrire. En effet, la roche tenant 22 pour 100 de soufre, 73 de gangue et 5 d’eau, on trouve, par un calcul en tout semblable à celui qui a été fait page 43, qu’il faut 60 540 calories pour porter une tonne de minerai de 15“ à 145“ et fondre le soufre. En admettant une vaporisation de 7 kilogrammes d’eau par kilogramme de charbon, on consomme par tonne de minerai 170 kilogrammes d’eau, apportant 170 (606,5-1-0,305x130) = 108 210 calories. Il y a donc 47 580 calories perdues par réchauffement de l’appareil, le rayonnement et l’eau condensée : la moitié seulement du charbon est utilisée à la fusion. Dans les appareils perfectionnés de Datera (Romagnes), le prix de la fusion pour un minerai titrant 20 pour 100 de soufre et rendant 18,5 pour 100 serait 1^,85 par 100 kilogrammes de soufre.

COMPARAISON ENTRE LE PROCÉDÉ DU CALCARONÉ ÉT LÉ PROCÉDÉ DÉ LA VAPéUR.

Le prix de revient du soufre est à peu près le même pour le traitement au calctu'one et pour le traitement à la vapeur, mais ce dernier permettant d extraire plus complètement le soufre du minerai exploité, doit avoir l’avantage, puisqu’il fait rentrer plus d’argent, à production égale de la mine, production toujours limitée par l’étendue des travaux aménagés et par le nombre d’ouvriers disponibles.

Si l’on admet, avec M. Parodi, que le prix de revient du minerai à pied d’oeuvre est en moyenne dans l’île 6^,52 pour les mines exploitées à une profondeur de 40 à 50 mètres de profondeur, ayant peu d’eau à épuiser, et produisant annuellement 4000 à 5000 mètres cubes de minerai, et si l’on compte 0L53 pour les frais de fusion au calcarone, pour 100 kilogrammes de soufre produit, et 5^32 par tonne de minerai traité à la vapeur (y compris les droits de brevet atteignant 0,83 par tonne de minerai), si, en outre, on fixe à S*', 20 le prix des 100 kilogrammes do soufre sur la mine, il est facile de comparer les bénéfices faits par une mine produisant des minerais à 26, 21,5 et 16,5 pour 100. Avec les calcaroni, on en retirera 17, 14 et lOpour 100, avec les appareils à vapeur 24, 20,5 et 15 pour 100 ; les bénéfices par tonne de minerai extrait s’établiront comme suit par 100 kilogrammes de soufre produit :

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Ainsi avec les prix fixés ci-clessus, la fusion à la vapeur est avantageuse pour les minerais riches, elle donne des résultats peu supérieurs à ceux du calcaronî pour les minerais moyens, inférieurs pour les minerais pauvres, tant que les droits de brevet existeront. Comme les minerais moyens et pauvres sont les plus fréquents, les appareils à vapeur ne se répandront qu’aulant que les frais d’achat et de brevets seront considérablement diminués. Une autre cause qui s’oppose à l’extension de la fusion à la vapeur consiste dans la redevance payée au propriétaire sur le produit brut; car l’avantage de ce procédé reposant sur l’augmentation du rendement, a surtout pour effet de grossir la part du propriétaire.

D’autre part la fusion à la vapeur permet do travailler en tout temps, puisqu’elle supprime les dégagements d’acide sulfureux si nuisibles aux récoltes; elle est indépendante des circonstances atmosphériques.