LESSIVE

VOLUME DE LA LESSIVE AU MOMENT DE LA PRISE D’ESSAI. j

fooL.

Carbonate de soude.

Hydrate de soude. .

Chlorure de .sodium

EË8I

Sulfate de soude. . .

Les échantillons successifs sont donc très différents tant au point de vue du degré alcalimétrique que de la teneur en matières étrangères. Leur composition varie du reste beaucoup avec la composition primitive de la liqueur. En tous cas, il y a révolution complète dans la solubilité des sels delà lessive, par suite de la présence des autres sels.

D’une façon générale, on peut admettre les règles suivantes ;

Lorsqu’à côté du carbonate de soude et de la soude caustique il y a du sulfate de soude et du chlorure de sodium, le sulfate tend à se séparer le premier, d’autant plus vite que la liqueur est plus caustique ; le chlorure ne se précipite qu’à la fin, lorsque la soude caustique l’expulse complètement.

L’hydrate de soude s’accumule dans les eaux mères et en élimine successivement tous les autres sels.

Lorsque la lessive contient beaucoup de chlorure de sodium, les premiers dépôts salins ont le degré alcalimétrique le plus élevé, puis ce degré diminue constamment, jusqu’au moment où la soude caustique vient à se déposer et relève le titre alcalimétrique.

Si la lessive est très caustique et ne contient pas de chlorure de sodium, le degré alcalimétrique est, au contraire, minimum au début et va en s’accroissant jusqu’à la fin.

Si la lessive est à la fois riche en sulfate de sOude et en chlorure de sodium, les premiers dépôts seront pauvres; puis, le sulfate de soude étant éliminé, le degré

612 E^•CYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

alcalimétrique r6stera assez longtemps constant, pour s abaisser ensuite quand le chlorure de sodium commencera à se précipiter abondamment. Mais, si, en même temps, la dissolution est très caustique, le chlorure de sodium se séparera plus tôt, et le degré alcalimétrique s’élèvera vers la fin de l’opération.

Ainsi, connaissant la composition d’une lessive brute, on pourra juger, d’après son degré de concentration, ou, ce qui revient au même, d’après la réduction de son volume, la nature du mélange salin qui est en train de se déposer, et, en divisant convenablement l’opération, obtenir une série de produits échelonnés d’après leur degré de pureté, et extraire d’une même lessive les diverses qualités de sel de soude demandées par le commerce ou l’industrie.

Presque partout on a donc été amené à fractionner la concentration et à extraire des lessives brutes, d’abord, un produit relativement pur, que l’on convertit en sel de soude par calcination, puis une eau mère qui sert à la préparation de la soude caustique.

Concentration à feu nu. — L’évaporation à feu nu se fait presque toujours en utilisant la chaleur perdue du four à soude. Ce procédé permet une évaporation rapide et économique; les appareils durent longtemps, parce que la tôle n’est jamais exposée à des coups de feu ; par contre, le travail du brassage, quand on le fait, est beaucoup plus pénible : les lessives sont souillées par les cendres et les particules charbonneuses entraînées par le courant gazeux. On doit, à cause de cela, donner une grande hauteur à l’autel, et ne pas exagérer le tirage.

Les gaz du foyer contenant constamment de l’acide carbonique et de l’acide sulfureux, les lessives absorbent les deux corps ; on obtient donc des sels et des eaux mères moins caustiques qu’avec le procédé de chauffage par dessous, et on perd une partie de l’alcalinité, par suite de ta production de sulfite de soude. D’après M. Morrhouse, la proportion d’alcali caustique tombe depuis 13 ou 22 jusqu’à 11,6 ou 17,6 de l’alcali total, tandis que la proportion de soufre s’élève de 0,04 à 0,12 pour 100.

Les fig. 273 et 274 représentent une chaudière d’évaporation chauffée par la chaleur perdue du four tournant que nous avons décrit page 564. C’est un grand bassin en tôle de fer de 10 millimètres d’épaisseur, ayant 2“, 25 à 2“’, 50 de largeur sur 15 mètres de longueur. Toutes les rivures sont établies transversalement pour ne pas gêner le mouvement des ringards. On les fait à recouvrement pour la même raison. La voûte a 22 centimètres d’épaisseur, elle repose sur une double cornière rivée sur le haut de la chaudière.

Un carneau de secours sert à faire passer les gaz en dessous de la chaudière quand on fait la pêche du sel. La chaudière repose sur une série de murettes qui l'isolent de la voûte de ce carneau de secours.

Dans le cas où la chaleur est fournie par un four à soude ordinaire tel que celui représenté par la fig. 261, l’autel séparant le four de la chaudière est traversé par un canal d’air. II est recouvert par des dalles réfractaires qui débordent au-dessus de la paroi de la chaudière pour la protéger contre une chaleur trop intense.

Suivant la longueur de la poêle, on pratique deux ou trois ouvreaux pour l’enlèvement au sel. Les parois de ces ouvreaux sont rivées à la chaudière. Le seuil

Fig. 273.

614 ENCYCLOPÉDIE CIIDIIQUE

reçoit des portes en fonte fixées au moyen d’étriers et de vis. Les portes ne ferment pas toute la hauteur de l’ouvreau : il reste en haut une large fente, munie habituellement d’un écran en tôle, pour ne pas gêner le tirage, et qui sert au passage des outils nécessaires au brassage. Le joint entre la porte et la garniture de l’ouvreau est rendu étanche par une garniture en chaux gi'asse et goudron.

Devant la façade du four règne une caisse en tôle, munie d un faux fond (flltre drainer) en tôle de 6 à 8 millimètres, perforée de trous de 5 millimètres. Ce double fond est consolidé par des fers à T. Le fond de la caisse est légèrement incliné vers une poche où plonge le tuyau d’aspiration d’une pompe en fonte et fer.

Pour mettre en route la poêle, on la remplit de lessive jusqu’au haut des portes, et on ajoute de nouveau liquide au fur et à mesure de l’évaporation, de façon à n’avoir à vider la chaudière que toutes les 24 heures. De temps en temps on brise les croûtes formées à la surface au moyen d’un râteau introduit par la fente de la porte. Quand on a cessé d’alimenter, la matière se léduit bientôt en une bouillie cristalline claire, on desserre alors les joints de la porte, pour laisser drainer l’eau mère dans le filtre. Au bout de quelques minutes, on supprime le passage des gaz que l’on dirige dans le carneau de secours, puis on fait tomber le sel dans le filtre, où il s’égoutte.

On obtient ainsi de 160 à 200 kilogr. de sel par mètre carré et par 24 heures, suivant les dimensions de la poêle. 11 est clair que l’évaporation est d’autant plus forte qu’on est plus près de l’arrivée des gaz ; la production n’est pas proportionnelle au développement de la poêle.

L’eau mère contient presque toutes les impuretés de la lessive, et notamment de la soude caustique; elle est fortement colorée en rouge par du sulfure de fer et des matières organiques : on lui donne le nom d'eau rouge, lessive rouge, ou lessive caustique.

Un échantillon d’eau mère, analyse par M. Lunge, avait pour composition :

Soude (NaO) sous forme de

Grammes par litre.

Pour 100.

Hydrate de soude. . . .

Carbonate de soude . .

Sulfure de sodium . . .

Ilyposulfite de soude . .

Sulfate de soude ....

Densité. . . .

Le sel de soude brut ou sel précipité resté sur le filtre doit être égoutté plusieurs jours avant d être calciné : on peut aussi le sécher rapidement par un turbinage. On peut le purifier en déplaçant l’eau mère par un clairçage méthodique avec une solution de carbonate de soude pur; ou injecter, comme l’indique M. Ralston, un jet rte vapeur sous le faux fond des filtres. La vapeur en se condensant entraîne les impuretés dans l’eau mère.

La lessive rouge peut être employée à la fabrication de la soude caustique ou renvoyée dans les poêles.

Le plus souvent, quand on emploie les fours tournants, on consacre une cliaudière à la concentration de toutes les lessives rouges, et on obtient ainsi un sel de 2' qualité titrant de 75“ à 80“.

Le sel brut calciné fournit un sel plus ou moins caustique, suivant la composition des lessives.

Avec le type de chaudières que nous venons de décrire on peut' fabriquer deux qualités de sel de soude. On obtient un fractionnement plus complet en employant la chaudière représentée fig. 275 et usitée dans quelques usines anglaises, où on pèche le sel au fur et à mesure de sa fabrication. Fig, 275.

Concentration à feu inférieur. Dans le système de concentration à feu inférieur, les lessives sont moins exposées à recevoir des impuretés, mais, par contre, la chaleur est moins bien utilisée, et les chaudières s’usent beaucoup plus vite, car la tôle est exposée à des coups de fou, surtout s’il se produit des incrustations, par suite d’un mauvais brassage. Sur le continent, on rencontre surtout les chaudièresàfeu inférieur, aussi le sel est-il généralement plus blanc que les sels anglais.

Les chaudières les plus simples rappellent celles qu’on emploie dans les salines, sauf que le fond est plié de façon à former une rigole latérale, encastrée dans la maçonnerie pour éviter les coups de feu. Le sel brut précipité se rassemble dans cette rigole. Une fois que le sel commence à se précipiter, il faut briser constamment la croûte qui se forme à la surface et qui empêche l’évaporation, et remuer le dépôt qui SC forme sur le fond et sur les parois latérales, de façon à l’amener dans la rigole. Ou remue fréquemment le contenu de la rigole et on l’enlève avec une écumoire percée lorsque la rigole est presque pleine. La pêche a lieu d’habitude toutes les six heures. Le sel est déposé dans des égouttoirs disposés de façon que les liquides retournent dans la chaudière. Les chaudières plates ont de 8 à 10 mètres de longueur sur 3 de large et 0"',5 à O'",? de profondeur. La tôle doit avoir

Fig. 276.

les plus grandes dimensions possibles. On lui donne ordinairement 9 millimètres d’épaisseur. Les lignes de rivure doivent être autant que possible disposées dans le sens transversal, afin de ne pas gêner le mouvement des outils.

Le travail de pèche est plus commode dans dière bateau (fig. 270-277), qui constitue une

fondeur 1"',066; épaisseur 50 millimètres

dans la chaudière de Gamble ou chauune- disposition inverse de la précédente.

On donne à celte chaudière 8 à 10 ^ mètres de longueur sur 2“ à 2“,50 ^ de largeur et une profondeur de É: 0"‘,70 à 0“,90.

Û La forme générale rappelle donc 0. celle d’un bateau. Ce modèle pré- 0 sente moins d’angles que le précédent, et par suite est moins exposé '0 à des fuites. Le sel se rassemble

■ sur le fond, qui est protégé par une murette d’appui contre les coups ^ de feu.

Quand on évapore des lessives très caustiques, on emploie des en tôle. Les plus grandes dimensions de nlérieure 5"*, 757, largeur 2"*, 438, pro-

ün recouvre parfois ces chaudières d’une hotte en bois .à panneaux mobiles, comme dans les salines, pour faciliter le départ des vapeurs.

Les fig. 278-279 représentent une chaudière de coiicenlraliou hémicylindrique avec disposition mécanique pour la pèche du sel précipité, imaginée par M. Thelen et dont un cerlain iioinbre fonetioiinent avec succès, dit-on, dans l'importante usine de Rhenania. Desracloirs suspendus à l’extrémité des bras moulés sur l’arbre viennent soulever les dépôts et les rejettent eu dehors, ou bien les conduisent vers l’extrémité de la chaudière où une pelle creuse les enlève à chaque tour. Les chaudières de ce

type sont forcément à l’abri des incrustations, la surface est maintenue libre de croûtes, et l’agitation lente produite par les palettes favorise, paraît-il, la formation d’un précipité grenu.

Dans les types de chaudière à feu inférieur, on remplace deux fois par de la lessive fraîche le liquide évaporé : lorsque les sels deviennent trop impurs, on évacue les emix rouges, on écaille soigneusement la chaudière, et on recommence une nouvelle campagne.

On peut obtenir par le procédé de pêche une série de sels de soude à tous les degrés de pureté. Le travail peut être organisé de bien des manières.

D’après M. llofmann, les chaudières de l’usine Kuhlmann reçoivent des lessives à 32 ou 55“ (D. 1286). Une échelle graduée indique le volume tenu dans la chaudière. Jusqu’à ce qu’on ait évaporé le liquide jusqu’aux 7/12, on pêche du sel donnant après calcination du carbonate de soude à 90“ D. (96 p. 100). En concentrant ensuite jusqu’aux 3/7, on recueille le sel à 85“ D. Les eaux rouges restantes sont ensuite évaporées à sec dans un four à réverbère, pour fournir un sel pauvre mais très caustique.

Un autre système consiste à évaporer successivement les lessives dans une batterie de 6 chaudières, où circule la lessive d’une façon continue ou intermittente. Dans les deux premières chaudières on pêche du sel très pur [sel carbonate' à 90“), dans les deux suivantes du sel à 80-85 ayant 6“ à 10“ de causticité, dans les deux dernières du sel à 70-75 ayant 10 à 16“ de causticité.

Voici la composition d'une série de sels pêchés et calcinés, d’après Payen :

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Calcination des sels pêchés. — Les sels pêchés dans les lessives carbonatées préa-

Fig. 279.

lablement renferment très peu de soude caustique et de sulfure. Leur calcination se borne à un simple séchage : comme ils sont moins fusibles que les sels caustiques, l’opération demande moins de précautions que la calcination par le procédé marseillais. On n’a qu’à diviser la masse saline sur la sole du four, et à donner un bon coup de feu à la fin de l’opération pour achever de détruire le sulfure et les matières organiques.

La dessiccation de la soude se fait à Stolberg dans un appareil de Tlielen. Cet appareil est en fonte ; l’arbre qui porte les racloirs est animé d un mouvement alternatif et non continu, afin d’éviter la poussière : il promène le sel d’un bout à l’autre du cvlindro. Arrivé à l’extrémité, il est poussé par un des grattoirs dans un couloir qui alimente la meule.

Lorsqu’on calcine les sels bruts de premier jet extraits des lessives caustiques, on en retire facilement aussi du sel presque pur et sans grande difficulté. Les sels de premier jet bien égouttés, et claircés à la vapeur donnent facilement du sel à 90-92“ D. Les sels bruts de second et troisième jet donnent du sel de soude de 80° à 90° D. .4 mesui'e que la concentration est plus avancée, les sels de second, troisième, quatrième jet sont de plus en plus caustiques et sulfurés. On peut en retirer des sels caustiques par la calcination : mais il faut opérer à une température inférieure à celle qu’on emploie pour les sels de premier jet, pour éviter de les faire fondre ; aussi les sels sont-ils de moins en moins blancs.

Fig. 280.

Une grande partie des sels bruts sont transformés en sels carbonates par la calcination avec la sciure de bois ; la matière organique en brûlant donne de l’acide carbonique qui se combine avec la soude caustique.

On emploie pour ce travail un four à deux étages (fig. 280-28 1 ) ; on mélange, suivant

la causticité, 10 à 25 de sciure p. 100 de sel brut ; la sciure est ajoutée avant le lavage du sel de soude sur le filtre.

Le mélange est séché sur la sole supérieure : lorsqu’il ne se dégage plus de vapeur d’eau, on fait passer la matière sur la sole inférieure dès qu’elle est libre. Alors commence la calcination ou carbonatation {clearing). Il faut brasser constamment la matière pour que l’acide carbonique produit par la carbonisation de la sciure soit en contact avec toutes les particules. Si on ne brasse pas assez, l’acide carbonique produit se dégage inutilement et il reste de la soude caustique et du sulfure. Si on élève la chaleur à un point trop élevé, le sel caustique fond et englobe les particules de charbon : la carbonatation n’est pas complète et le sel reste coloré. On reconnaît que l’opération est bien terminée quand un échantillon d’essai dissous dans l’eau donne une solution claire. Un four dont chaque sole a 2'", 30 sur 2“, 35, et dont le foyer a 0™,75 sur suffit à calciner et carbonater 3000 à

3500 kilogr. de sel par jour en cinq opérations avec une consommation de 1100 à 1200 kilogr. de charbon.

M. Moorhouse donne le tableau suivant comme exemple des progrès d’une carbonatation assez imparfaite d’ailleurs :