APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE L’ACIDE SULFUREUX ET DES SULFITES

L’acide sulfm’eux, produit soit par la combustion du soufre naturel soit par le grillage des pyrites, sert à la fabrication de l’acide sulfurique. C’est là son principal emploi.

On utilise également ses propriétés réductrices pour le soufrage des tonneaux destinés à contenir le vin, la bière, etc., pour le blanchissement de la soie, de la laine, des intestins insufflés, des cordes de boyaux, des sparteries, des tissus ayant des taches de fruits, etc. Quand ces opérations se font èn grand, elles ont lieu dans des chambres closes de 200 à 300 mètres cubes dont la capacité est occupée par les objets humides soumis au blanchiment, et suspendus au plafond. Les tissus descendent jusqu’à 30 ou 40 centimètres du sol ; on laisse entre eux un intervalle de 15 centimètres. On brûle dans 4 ou 8 terrines, placées dans les coins, 8 à 12 kilogrammes de soufre pour 100 pièces d’étoffe. Le blanchiment est opéré au bout de vingt-quatre heures. On rince ensuite soigneusement les étoffes pour enlever l’acide dont elles sont imprégnées : sans cette précaution l’acide sulfureux, en s’oxydant à l’air, produirait de l’acide sulfurique qui détruirait rapidement la matière organique.

L’acide sulfureux, étant irrespirable, a été employé avantageusement pour détruire les insectes qui attaquent les plumes, les blés, etc. On a eu recours au môme moyen, à l’arsenal de Cherbourg, pour purger complètement un petit poste de la vermine qui le rendait inhabitable.

A la manufacture nationale des Gobelins, M. Chevreul a substitué l’emploi de l'acide sulfureux en dissolution au soufrage ancien dans le blanchiment de la laine et de la soie.

L’acide sulfureux est du petit nombre des acides qui ne transforment pas rapidement le sucre de canne en glucose; on a profité de cette propriété pour prévenir la coloration des sirops pendant la cuite par l’addition d’un millième d’acide sulfureux quand on traite des sucres bruts de mélasse des colonies (Calvert 1855).

Le sulfate de soude peut être employé dans le même but, dans les usines qui ne sont pas munies d’appareils à cuire dans le vide.

Le sulfite de soude, neutre ou acide, sert, sous le nom à’ antichlore, dans le blanchiment des fibres destinées à la fabrication de la pâte à papier, pour détruire les dernières traces de chlore.

Le sulfite de zinc a été employé pour l’injection des cadavres destinés aux études d'anatomie.

M. Raoul Pictet, de Genève* a fait une heureuse application de la liquéfaction de l’acide sulfureux anhydre pour la production industrielle du froid. Bien que cette application rentre plutôt dans le domaine de la physique, il nous semble impossible de la passer sous silence.

ii'acide sulfureux anhydre est préparé pour cet usage en faisant couler ull filet mince d’acide sulfurique sür du soufre fondu et porté à la température de 400® dans des cornues de fonte S0^H0-l-S=2S0^ + 110. L’aCide sulfureux dégagé est desséché par de l’acide sulfurique concentré, puis traverse un filtre de coton où il

abandonne le soufre entraîné, puis est dirigé dans un récipient refroidi au-dessous de 10", où il se condense et passe à l’état liquide. Ce produit est expédié en bouteilles de cuivre : comme à la température de 35" il n’a encore qu’une tension de vapeurs

de 4 atmosphères, la tare est assez faible. L’acide sulfureux liquide a pour densité 1,45.

La figure 29 indique les dispositions principales de l’appareil où l’on utilise la

ACIDE SULFDRETJX, SULFITES, HWOSULFITES. 81

chaleur latente de vaporisation de l’acide sulfureux à la production du froid et dont un spécimen figurait à l’exposition universelle de 1878.

En principe, on comprime l’acide sulfureux parfaitement sec à la pression convenable pour le liquéfier, et on lui enlève par un courant d’eau froide la chaleur dégagée par ce travail de condensation, puis on le fait repasser à l’état gazeux dans une autre partie de l’appareil. Pendant sa détente, l’acide sulfureux cède aux corps environnants la chaleur qu’on lui avait communiquée en le comprimant et qui équivaut à 115 calories par kilogramme vaporisé. Par suite, suivant la quantité employée des liquides à refroidir, et suivant la force de la machine, on peut abaisser la température à la limite voulue et se mettre à l’abri des influences climatériques.

A 8“ l’acide sulfureux bout sous la pression ordinaire, dans les conditions normales de température entre 2 et 5 atmosphères, à la température de 55“, que l’on observe rarement dans nos climats, vers 4 atmosphères. La pompe de compression n’a donc jamais un grand travail à produire, ce qui met à l’abri des dangers d’explosions et les pertes par les fuites sont par suite très faibles. L’acide sulfureux anliydreest à l’état liquide un lubrcfiant excellent pour la fonte et n’exige par suite pas de graissage qui viendrait l’altérer ; les changements de température ne finissent pas par altérer la composition de l’acide sulfureux comme cela a lieu pour plusieurs des produits employés dans le même but, enfin l’acide sulfureux n’est pas inflammable comme l’éther, il arrêterait au contraire les incendies.

L’appareil est assez simple ; Une pompe à double effet P, directement actionnée par un moteur à vapeur, ou par une transmission puise l’acide sulfureux gazeux dans le dôme R d’un réfrigérant tubulaire en cuivre par un tuyau a en cuivre aboutissant par une culotte à deux soupapes d’admission h. Le gaz comprimé par le jeu de la pompe soulève les soupapes de refoulement c c et est envoyé par le tuyau d au condenseur B.

Un courant d’eau froide circule par la double enveloppe du corps de la pompe ; la tige et le corps du piston sont creux et refroidis également par un courant d’eau pour absorber la chaleur dégagée par la compression de l’acide sulfureux.

L’acide sulfureux arrive dans le condenseur tubulaire B en cuivre, oh il est refroidi par un courant d’eau froide entrant en F et sortant en Fj, et circulant entre les tubes du réfrigérant. Il s’y condense et une fois le robinet D ouvert, il s’échappe par le tuyau l pour se rendre au réfrigérant tubulaire R proprement dit, d’où il l’etourne vaporisé à la pompe P.

Le robinet D sert à déterminer la vitesse de circulation de l’acide sulfureux et par suite la pression exercée dans le condenseur pour déterminer la liquéfaction. Enfin deux manomètres métalliques M permettent de déterminer la pression dans le condenseur et l’appel dans le réfrigérant, appel qui est porté généralement ù 50 millimètres de mercure.

Le refroidissement intense déterminé par la vaporisation de l’acide sulfureux porte à une basse température un liquide incongelable (glycérine étendue de 4 parties d’eau, cldorure de calcium, de magnésium, etc.), contenu dans la cuve C. Ce liquide est renouvelé autour du réfrigérant par le mouvement d’une hélice L actionnée par une poulie I.

Quand on veut utiliser le refroidissement ainsi produit à la production de la

glace, on met l’eau à congeler dans des moules plats N plongés dans le bain réfrigérant. On peut aussi faire circuler le liquide refroidi dans des tuyaux qui portent à une basse températui’e les chambres ou caves que l’on veut entretenir à température constante.

D’après les prospectus de la maison B. Pictet, les macliines réfrigérantes exigent les consommations suivantes de force motrice et d’eau froide pour une production de glace donnée, ou pour une absorption donnée de calories :

Ces appareils réfrigérants s’appliquent principalement à la fabrication de la glace pour les usages domestiques et industriels ou pour l’entretien de lacs de patinage, à l’entretien de basse température dans les caves des brasseurs, pour la fermentation basse de la bière et pour le refroidissement des moûts, pour le démoulage du chocolat, et l’extraction des corps gras solides dissous dans l’oléine de pression.

ApplicaHons des hyposulfites. — Une des principales applications de l’hyposulfite de soude consiste dans sa propriété de dissoudre le chlorure d’argent en formant un hyposulfite double soluble, ce qui le fait employer en photographie et dans l’extraction de l’argent.

Il est également utilisé comme antichlorc dans la fabrication du papier. On l’emploie aussi dans le blanchiment comme source d’acide sulfureux sous l’action de l’acide chlorhydrique ou de l’acide sulfurique.

L’hyposulüte de chaux est utilisé en quantités considérables pour préparer le vermillon d’antimoine, sulfure d’antimoine à belle coloration rouge obtenu par la réaction d’une dissolution de protochlorure d’antimoine sur l’hyposulfite de chaux. 11 se forme un précipité d’abord blanc, qui rougit par degrés : ce précipité est inaltérable à l’air, à la lumière et aux émanations sulfureuses.

BIBLIOGRAPHIE

Kuapp. — Chimie technologique. — Traduction Debize et Mérijot. Payen. — Précis de chimie industrielle.

La fabrication de l’acide sulfurique, pratiquée par les alchimistes dès le huitième siècle, resta encore plusieurs centaines d’années dans l’enfance*. En réalité, elle n’entra dans sa phase industrielle que vers la première moitié du dix-huitième siècle.

Les renseignements sur les débuts de cette industrie manquent presque complètement. On sait seulement qu’à l’origine on fabriquait l’acide sulfurique par la décomposition du vitriol vert sous l’action de la chaleur, comme l’avaient fait les anciens alchimistes. Plus tard, on recourut, comme Basile Valentin, à la combustion du soufre dans des vases humides. Ce procédé (perfectionné à ce que l’on croit par Cornélius Drebbel) fut introduit en Angleterre où le droguiste Ward fonda la première fabrique importante à Richmond, près de Londres, en 1740.

Les appareils de Ward consistaient en grands récipients de verre cubant jusqu’à 300 litres, et disposés par batteries dans des bains de sable : ces vases étaient munis d’une tubulure horizontale, où Pou déposait sur un têt une capsule de fer chauffée au rouge et chargée d’un mélange de soufre et de salpêlre; la charge faite on fermait la tubulure et on laissait s’achever la combustion. De l’eau versée au fond des récipients so chargeait de l’acide formé et on répétait l’opération jusqu’à ce que le liquide ainsi obtenu fût assez riche pour être concentré dans des cornues en verre.

Malgré son imperfection, la méthode de Ward produisit une révolution dans cette branche de l’industrie, et Vliuile de vitriol qui coûtait environ 100 francs le kilogr., tomba à 5 fr. 75.

Les vases en verre de Ward ne tardèrent pas à être abandonnés pour être remplacés par des appareils en plomb ; mais il y avait loin encore de ces appareils primitifs aux vastes chambres employées par l’industrie moderne. Le docteur Roebuck qui paraît en avoir le premier installé (à Prestonpans en Ecosse) se servait d’abord de vases de 6 pieds de surface, où l’on introduisait, par une porte, un petit wagonnet chargé du mélange de soufre et de salpêtre (1746). La nouvelle

1. L’arabe Geberle préparait par la distillation sèche de l’alun ou du vitriol vert, d’où son nom de spiHlus vitrioli romani. Plus tard Basile Valentin, dans son currus imumphahs anhmomi, décrit la fabrication d’un liquide dissolvant les métaux obtenu par combustion d’un mélange de soufre et de salpêtre : mais il tenait pour différents les acides obtenus par ces deux procédés. C’est Libavius en 1595 qui en démontra l’identité.

industrie prit un essor assez rapide en Angleterre ; ce pays en garda pendant plusieurs années le monopole.

C’est en 1766 seulement que cette fabrication fut introduite en France, à Rouen, par Holker; huit ans après, elle y reçut un important perfectionnement, La Follie ayant imaginé d’envoyer de la vapeur d’eau dans les chambres pendant la combustion du soufre.

En 1795 Clément et Desormes indiquèrent le rôle que joue l’oxygène de l’air dans la production de l’acide sulfurique, et montrèrent qu’on peut réduire de beaucoup la quantité de salpêtre nécessaire, en faisant passer un courant continu d air dans les chambres.

En 1834, on installa à Rouen la fabrication continue de l’acide, avec plusieurs grandes chambres communicantes. Aussitôt le rendement augmenta; jusque-là 100 parties de soufre ne donnaient au maximum que 150 pai'ties d’acide monohydraté; du même coup la consommation de nitrate fut considérablement diminuée. En 1835, Gay-Lussac installa à l’usine de Chauny le premier appareil qui porte son nom, et parvint à réduire encore dans une très forte proportion les pertes de produits nitreux.

Jusqu’à cette époque, le soufre de Sicile était exclusivement employé à la fabrication de l’acide sulfurique; mais en 1838 le monopole du commerce d’exportation du soufre, qui antérieurement était libre, fut concédé par le gouvernement napolitain à la maison Taix et Cie de Marseille, et le prix de cette matière première s’éleva immédiatement de 12 fr. 50 à 55 francs par 100 kilog. Cette hausse subite détermina les fabricants d’acide sulfurique à substituer au soufre les sulfures métalliques, tels que les pyrites. Des essais avaient déjà été tentés dans cette voie. En 1835, Perret avait réussi à brûler les pyrites, d’autres suivirent bientôt son exemple, et l’emploi des pyrites, loin de disparaître avec le monopole du soufre, prit de jour en jour une plus grande extension; si bien qu’aujourd’hui la majeçre partie des usines emploient exclusivement comme matière première les sulfures métalliques. On s’attaclia de plus en plus à améliorer le grillage de ces matières au point de vue de l’extraction de l’acide sulfureux, et on arrive aujourd’hui à les brûler assez complètement pour utiliser les pyrites de fer grillées comme minerai de fer.

Enfin citons parmi les perfectionnements récemment apportés, la tour de concentration établie par Glover dans une usine de Newcastle en 1861, et dont l’emploi s’est rapidement étendu dans la plupart des fabriques de l’Angleterre et du continent.

De nombreux procédés ont été proposés pour fabriquer l’acide sulfurique en partant d’autres matières premières : nous passerons en revue, plus loin, les principaux; mais tout d’abord nous étudierons avec détail le seul qui soit jusqu’ici employé dans l’industrie.

L’acide sulfurique se présente dans le commerce sous trois états différents. L’un, de beaucoup le plus important, est l’acide dit anglais, dont la densité varie de 1,56 à 1,84 (52" à 66" R); un autre, dont la consommation est infiniment moindre, est l’acide fumant, dit acide'de Nordhausen, dont la densité varie de 1,89 à 1,90; enfin, depuis quelques années, on prépare un acide sulfurique encore plus riche en anhydride (contenant jusqu’à 90 pour 100 d’anhydride) et qui se présente sous forme solide.

appellerons rapidement

Avant d’entrer dans les détails de la fabrication, nons ra les principes généraux sur lesquels elle repose.