RAFFINAGE DU SOUFRE

Tous les procédés fondés sur la liquéfaction simple du soufre donnent un produit qui peut certainement être directement employé dans beaucoup de cas, par exemple pour la production de l’acide sulfureux destiné à la fabrication de l’acide sulfurique, ou au blanchiment des laines, ou à la clarification du vesou, parce que les impuretés, qui consistent essentiellement en matières terreuses incombustibles et non volatiles, n’exercent aucune influence sur la qualité des produits fabriqués. Mais, dans certains cas, il devient nécessaire de débarrasser le soufre de ces matières, par exemple quand il est destiné à la fabrication de la poudre, des allumettes chimiques, des produits pharmaceutiques, etc. On y arrive par la distillation.

Enfin, pour certains usages, on èmploie le soufre en poudre , par exemple pour la destruction des insectes parasites, la vulcanisation du caoutchouc, etc. Les usines qui raffinent le soufre sont donc pourvues d’un matériel de trituration et de blutage, afin de pulvéïâser soit le soufre brut, soit le soufre raffiné. Mais l’expérience a montré que, pour la destruction des parasites, le soufre en fleur, obtenu directement par sublimation, a une supériorité incontestable sur le soufre trituré, à cause, sans doute, de sa faible densité, de la plus grande adhérence de ses grappes au tissu des feuilles et de la présence d’une petite quantité d’acide sulfureux qu’il contient toujours. C’est encore sous cette forme de fleur que le soufre est employé en thérapeutique.

On doit donc se proposer deux buts dans le raffinage du soufre : débarrasser le soufre brut de ses impuretés par la distillation et l’amener à l’une des formes que réclame le commerce (soufre en canons, soufre en fleur).

Le raffinage du soufre s’exécute principalement en Italie, en France et en Belgique. Marseille, admirablement placée entre l’Italie et les départements vinicoles du Midi et de l’Ouest, était désignée, par sa position topographique, à recevoir plus de soufre qu’aucun port français. Pendant les vingt dernières années, il y est entré 400 000 tonnes de soufre de Sicile, dont la majeure partie a été traitée dans ses dix-huit grandes raffineries. L’industrie du soufre date de plus d’un siècle dans cette ville, mais était surtout limitée autrefois à la fabrication du soufre en canons.

Les ravages causés dans nos vignobles par roïdium lui ont donné une grande extension. Ainsi, une seule raffinerie, appartenant à Mil. Boude, est montée pour fournir par jour 2o tonnes de soufre en Heur, 10 tonnes de soufre en canons, et triturer 20 tonnes. Le mode d’installation des grandes raffineries marseillaises a été reproduit presque partout. On distille le soufre pour le débarrasser de matières terreuses, et les vapeurs sont amenées par la condensation directement à l’état solide et pulvérulent, quand on veut obtenir le soufre en fleur; à l’état liquide, quand on veut mouler le soufre. Les mêmes installations peuvent être utilisées dans les deux cas. On y distingue deux parties essentielles : une chaudière en fonte, où le soufre est volatilisé, précédée généralement d’un réchauffeur où le soufre brut est fondu par la chaleur perdue , et une chambre en maçonnerie assez grande pour recevoir et condenser les vapeurs.

Appareil de Michel. — Le premier grand appareil employé pour le raffinage du soufre a été imaginé par Michel, vers 1803. Il a servi de point de départ à tous les perfectionnements. Il consistait en une chaudière de fonte très épaisse, contenant 5 à 600 kilog. de soufre brut, communiquant avec une chambre de 100 mètres cubes par un carneau en maçonnerie, qu’on remplaça plus tard par une hausse et des tuyaux métalliques. On produisait en moyenne 22 kilogr. de soufre fondu, ou 5'‘,750 de soufre en fleur par mètre cube de chambre et par 24 heures. Les inconvénients de cette installation consistaient dans la difficulté du nettoyage de la chaudière, où s’accumulaient les résidus terreux, et dans l’impossibilité d’intercepter la communication entre la chaudière et la chambre ; par suite, le nettoyage ou le remplissage de la cornue ne pouvaient se faire sans que l’air pénétrât pour brûler une partie du soufre. 11 résultait de ce chef une perte de 10 à 12 pour 100 de soufre, dont la combustion devenait une cause d’incommodité sérieuse pour les ouvriers. Cette rentrée d’air pouvait même provoquer des explosions.

Ce fut donc un sérieux progrès, quand Feissat et Parry-Signoret évitèrent d’ouvrir la chaudière ))our chaque chargement, en lui annexant un réchauffeur où le soufre était préalablement fondu pour alimenter la cornue de distillation, et interposèrent sur la hausse de celle-ci un registre permettant d’interrompre sa communication avec la chambre; mais on conservait encore la forme mal commode des anciennes chaudières Michel.

Appareil de Lamy. — En 1844, Lamy obtint un prix de l’Académie des sciences pour une nouvelle disposition des appareils de raffinage évitant une partie de ces inconvénients, (fig. 16).

La distillation se fait dans deux cylindres de fonte parallèles a de l'“,50 de longueur sur 0‘",o0 de diamètre fermés à l’avant par un obturateur mobile c; à l’arrière, ils communiquent par un deuxième tuyau de fonte h, courbé en col de cygne, ayant le môme diamètre et 1 mètre de longueur. L’ensemble des deux tuyaux constitue une cornue à large col.

La partie horizontale de chaque cornue est chauffée par un foyer d où l’on brûle de la houille. Après avoir enveloppé la cornue, la flamme et les gaz chauds viennent se réunir en e e sous le réchauffeur commun f qu’ils entourent et se rendent à la cheminée g.

SOUFRE

La cliambre voûtée en maçonnerie, cimentée à joints fins, a une capacité de 80 à 100 mètres cubes: elle est à section rectangulaire: ses dimensions sont d'babitude 7 cà 7"", 50 de longueur sur 5 mètres de largeur et 2“,50 de bautcur. L’extrémité des cornues affleure la paroi interne : devant cbacune d'elles, on peut faire descendre un registre Z suspendu à une tige articulée, de façon à établir ou interrompre à volonté la communication entre la cornue et la chambre. Au sommet de la voûte est une soupape de sûreté équilibrée n, qui permet à l’air dilaté brusquement de s’échapper sans compromettre la construction. A l’une des extrémités est une baie m ménagée pour l’entrée d’un ouvrier; le seuil est en maçonnerie solide; on la ferme par une porte de tôle plombée et une maçonnerie provisoire. A la partie

Fig. IP.

inférieure de l'une des parois est une petite embrasure p, close d’une porte de fonte percée d’un trou rond d’un centimètre, que l’on ferme à l’aide d’une tige conique o commandée par une vis qui passe dans un écrou porté par une traverse scellée dans le mur ; en manœuvrant cette vis, on peut régler l’ouverture de l’çrifice.

Une plaque ou bavette en fonte reçoit le soufre fondu et le conduit dans une petite chaudière q, où il est maintenu en fusion par un foyer spécial et d’où on le puise pour le mouler.

Le récbauffeur f est muni d’un couvercle en tôle qu’on soulève pour le charger de soufre brut. 11 a d’habitude 1 mètre do hauteur et 1 mètre de diamètre. Le

soufre commence à s’y épurer et alimente les cornues par les tuyaux hic. Pour éviter que les résidus accumulés au fond du réchauffeur n’obstruent ce tuyau, on le fait déboucher un peu au-dessus du fond. On retire facilement ces résidus ; mais ils restent imprégnés de soufre qui est perdu.

Les cylindres sont chargés alternativement de 500 kilogrammes de soufre, et chaque opération dure huit heures, quand on fabrique du soufre fondu. On distille donc en vingt-quatre heures 1800 kilogrammes de soufre. Pour la fabrication du soufre en fleur on ne distille que deux fois en vingt-quatre heures, en ne chargeant les cornues que de 150 kilogrammes.

Pour mettre l’appareil en route, on commence par charger les cornues avec 500 kilogrammes de soufre brut, le moins impur possible ; on ferme et on lute les obturateurs avec de l’argile, puis on allume le feu sous l’un des cylindres ; on met l’autre en feu lorsque la distillation est à moitié faite dans le premier, le réchauffeur est chargé de 750 à 800 kilogrammes de soufre qui fond et s’épure, [jorsque la distillation première est terminée, on charge les cornues avec le soufre fondu, et on laisse couler jusqu’à ce qu’il soit passé environ 150 litres d’un réchauffeur dans la cornue. On retire alors le tube i et on ferme le trou de l’obturateur par un tampon de poterie garni d’argile.

Cet appareil est d’un chauffage peu économique et, d’autre part, le joint du cylindre avec son obturateur est rarement étanche, ce qui cause une perte de soufre.

Appareil Déjardin. — L’appareil construit par Déjardin pour la raffinerie de l’État à Marseille est représenté figures 17 et 18. Il donne de bien meilleurs résultats.

Le réchauffeur A est muni à sa partie inférieure d’une large tubulure fermée par un tampon h et qui communique avec un tuyau a, par lequel le soufre fondu coule avec les résidus dans la chaudière de distillation. 11 n’y a donc pas de perte par suite de l’enlèvement des matières terreuses, puisque tout est distillé.

Le vase distillatoire en fonte B, au lieu d’être cylindrique, a la forme d’une lentille à deux cols relevés, l’un clos par un obturateur f qu’on enlève pour nettoyer la cornue, l’autre d dirigeant les vapeurs de soufre dans la chambre. Il n’y a donc pas de joints dans la partie chauffée, et, par suite, la principale cause des fuites accidentelles de soufre par les joints de l’obturateur est suppiâmée. Un tuyau en fonte D établit la communication avec la chambre et est muni d’une valve e qui intercepte à volonté le passage des vapeurs.

Le foyer G, formant avant-corps, évite le rayonnement direct du combustible sur les parois extérieures. La flamme chauffe d’abord la partie supérieure de la chaudière de distillation, puis la partie inférieure, et remonte de là sous le réchauffeur.

La chaudière distillatoire a un diamètre de O'", 85 à la panse et une hauteur intérieure de 50 centimètres. Sa longueur d’une bride à l’autre est de I"’,95 à 2 mètres. Elle peut recevoir 750 kilogrammes de soufre par opération.

Les appareils actuels ont de plus grandes dimensions encore ; chez M. Bailly les cornues ont l'",66 de diamètre dans la partie lenticulaire et 0'",46 de hauteur au milieu ; la porte de nettoyage a 0“,24 de large sur 0"‘,t8 de haut. L’obturateur est

SOUFRE

serré contre une barre transversale par un coin. Un petit trou de 5 à 6 millimètres, habituellement fermé par un bouchon de fonte, sert à suivre la marche de la distil-

dégorger le soufre condensé en le fondant avec une barre de fer rouge. Deux appareils de ces dimensions alimentent une chambre de 500 mètres cubes. Eu quatre opérations de 600 kilogrammes cbacune, ils fournissent 4800 kilogrammes de soufre fondu en vingt-quatre heures. La chambre à soufre en fleur a 600 mètres cubes, elle reçoit d’un seul vase 2400 kilogrammes seulement.

On voit que la tendance est de diminuer de plus en plus la hauteur des cornues, tout en augmentant la surface d'évaporation, et d’élever de plus en plus la température de la partie supérieure du vase distillatoire : de cette façon on s’oppose à la condensation du soufre volatilisé, dont la chaleur latente est très faible, et l’on arrive à une économie notable de temps et de combustible.

A la raffinerie de l’État, à Marseille, on distille en vingt-quatre heures 5600 kilogrammes de soufre brut qui produisent environ 5556 kilogrammes de soufre pur. La dépense en combustible est de 22 kilogrammes de houille pour 100 kilogrammes de soufre par suite de l’intermittence du travail.

A Merxem (Belgique) la perte est d’environ 2,24 pour 100, y compris 1,5 pour 100 d’impuretés environ.

MM. Boude, de Marseille, en traitant des soufres de Sicile de troisième qualité, ont une perte au raffinage de 5 à 4 pour 100. La dépense en charbon est actuellement de 50 kilogrammes ; ces messieurs pensent pouvoir l’abaisser à 25 pour 100.

Soufre en canom et soufre en fleurs. — Lorsqu on veut produire du soufre en canons, il faut que la vitesse de distillation soit suffisante pour entretenir la tem¬

pérature de la chambre de condensa soufre en fusion ; il ne faut toutefois

Fis. 10. Fig. 20.

tudes commerciales, on coule le soufn coniques (fig. 19). Ils sont fermés à la

'm au-dessus de 112°, afin de maintenir le is pousser le feu trop vite, car, si la chaleur apportée par la vapeur de soufre devient trop considérable et élève la température de la chambre au delà de 160°, le soufre brunit et perd de sa fluidité. Avec les appareils lenticulaires, on distille, en bonne marche, 16 à 17 kilogrammes de soufre par mètre cube de chambre et par vingt-quatre heures.

Lorsque le soufre fondu occupe dans la chambre une hauteur de 15 à 18 centimètres, on commence à le soutirer. Il faut s,ouvent, pour dégager le tampon de sortie, chauffer par l’extérieur la tige de fer qui le termine, afin de fondre le soufre solidifié contre la plaque de fonte. On règle l’ouverture de façon que l’ouvrier qui moule le soufre, en le puisant à la cuiller dans la petite chaudière q, soit entretenu dans son travail.

Pour se conformer à d’anciennes habi- ; raffiné dans des moules en buis légèrement partie inférieure par un petit tampon en

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bois V. Pour accélérer le travail, ces moules sont disposés dans une cuve mobile autour d’un axe et pleine d’eau (fig. 20). Un enfant retire d’avance les moules les plus froids, les vide en frappant sur un billot le tampon conique qui repousse le cône de soufre détaché déjà du moule par le retrait : la cristallisation confuse s’achève dans des cases où l’on entasse les cônes. L’enfant passe ensuite le moule vide à un ouvrier, qui le remplit et le range dans un des compartiments de la cuve, de sorte que le refroidissement et la cristallisation s’opèrent du centre à la périphérie, dans les moules d’un compartiment, pendant que les Fig. 2t.

autres se remplissent.

Dans les installations nouvelles, on préfère se servir de moules multiples (fig. 21 et 22) qui donnent à la fois 24 bâtons. Ces moules consistent en cadres c,c'c" serrés entre les pièces ee par une presse à vis fg. Les pièces e forment des rebords entre lesquels on verse le soufre fondu. Une fois la solidification opérée, il suffit de desserrer la vis g, pour retirer les bâtons de soufre.

Pendant que les canons achèvent de se figer à l’intérieur, Fig. 22.

leur nuance légèrement orangée, brune, translucide, passe peu à peu à la couleur jaune citron opaque du soufre commercial.

Lorsqu’on veut fabriquer la fleur de soufre, il faut, ainsi [que nous l’avons dit, diminuer beaucoup la fabrication par mètre cube de chambre, afin que la température se maintienne très sensiblement au-dessous de 111°. Si la chaleur devient trop intense, la fleur de soufre prend une couleur d’un jaune brun, et se trouve mêlée de certaines parties agglomérées par fusion [soufre candi). 11 faut donc aussi vider les chambres à des intervalles rapprochés. Généralement on entre dans les chambres et on enlève la fleur de soufre à la pelle lorsqu’elle s’est amoncelée à une hauteur de 50 à 60 centimètres.

Malgré toutes ces précautions, il se forme toujours dans le voisinage du col de la cornue une certaine quantité de soufre candi, qui ne peut être utilisé qu’en le triturant ou le redistillant de nouveau.

On produit en moyenne six fois moins de soufre en fleur que de soufre en canons.

On comprend donc que le soufre en fleur se vende plus cher que le soufre en canons.

La production du soufre en fleurs exigeant un refroidissement de la chambre de condensation, MM. Boude et fils, de Marseille, ont commencé par augmenter beaucoup la capacité de leurs chambres dont ils ont porté les dimensions à 14 mètres de long, 8 mètres de largeur, 9 mètres de hauteur.

La chambre en briques, au lieu de reposer sur le sol, a un plancher établi sur des poutrelles enfer légèrement cintrées, refroidi par un courant d’air; au lieu de recouvrir cet espace d’une lourde voûte maçonnée, ces industriels ont adopté une coupole légère en briques posées de champ et supportées par des poutrelles en fer cintrées en demi-cercle.

Le col des cornues, capables de l'ecevoir 700 kilogrammes de soufre à la lois, pénètre de lo centimètres dans l’intérieur de la chambre, ce qui évite la formation de soufre candi à l’extrémité même de la cornue comme cela arrivait lorsqu’on faisait affleurer le col à la paroi maçonnée.

.4vec ces dispositions on peut distiller sans interruption 16 ou 17 charges, sans atteindre la température de fusion, ce qui donne une économie considérable de combustible.

La fleur de soufre est emballée soit dans des tonneaux doublés de papier, soit dans des sacs.

Raffinage du soufre en Allemagne. — Dans un certain nombre d’usines allemandes où l’on est à même d’utiliser les résidus du raffinage dans les fours à acide sulfurique, on a adopté le dispositif représenté figure 23, qui est très peu encombrant. Tout l’appareil est en fonte. La distillation se fait dans la chaudière cylindrique A dont le fond est chauffé par le foyer E et les parois par les carneaux ce. En F, une large tubulure fermée par l’obturateur d sert au nettoyage.

La chaudière est reliée, par le tuyau G de même diamètre qu’elle, au condenseur B, d’où le soufre s’écoule par la tubulure c dans le récipient f. Les joints sont assujettis par des boulons a.

On charge la chaudière par une trémie en fonte D rapportée sur le tuyau C par une bride bb. Cette trémie se termine par un long ajutage descendant en dessous du niveau du soufre fondu ; une tringle E en fer sert à maintenir le passage libre.

Fabrication du soufre en fleur à Radoboj (fig. 24). — A Radoboj on distille le soufre dans une chaudière en fonte A pouvant recevoir 60 kilogrammes de soufre brut. On alimente par une tubulure venue de fonte avec la hausse a. Sur celle-ci est rapporté un tuyau vertical en tôle qui débouche dans la chambre B, construite en bois, et d’une capacité de 73 mètres cubes : cette chambre est suivie de deux autres plus petites C fermées par des cloisons en chicane déterminant la circulation des vapeurs. Enfin celles-ci, avant de s’échapper, circulent dans le condenseur 1).

Quand une opération est terminée, on nettoie la chaudière, on la charge de matières neuves, on lute tous les joints, puis on chauffe doucement à la tourbe, en ouvrant les valves ménagées sur le condenseur D, de façon à laisser échapper l’air, la vapeur d’eau et l’acide sulfureux. Au début, le soufre s’enflamme, mais bientôt la combustion s’arrête. Une fois les gaz évacués, on referme les valves, et l’on con-

SOÜFRE.

la chaudière. La distillation dure

chauffer tant qu’

refroidir les chainbn

puis on enlève la fleur de soufre, en ayant soin de mettre de côté celle qui estcontenue dans le compartiment B et qui est la plus pure et la moins souillée d’acide sulfureux. Une charge de 60 kilogrammes donne 28 kilogrammes de fleur de soufre pure, 4 ou 6 de fleur impure et 10 à 12 kilogrammes de résidu et 6 kilogrammes de déchets.

Pendant l’hiver, on fait une opération par vingt-quatre heures ; en été, deux tous les trois jours. Chaque opération exige en moyenne 123 kilogrammes de tourhe.

Essai du soufre. — On se home d’habitude à brûler une dizaine de grammes de soufre brut et à peser le résidu.

On peut aussi distiller dans un tube en verre vert un poids connu de soufre brut dans un courant de gaz inerte et peser la quantité recueillie dans la partie froide du tube.