EMBALLAGE ET TRANSPORT DE L’ACIDE

L’acide sulfurique est habituellement livré au commerce dans des touries en verre ou en grès de 55 à 60 litres de capacité, emballées avec du foin dans des paniers en osier. Les touries sont closes avec des bouchons en verre ou en grès que l’-on garnit de glaise et que l’on recouvre d’une coiffe en toile grossière. Quand on expédie l’acide extraconcentré, on lute le bouchon avec du soufre fondu. Il est prudent de goudronner le fond des^paniers, pour leur assurer une plus longue durée, et pour les protéger un peu contre l’humidité du sol ou l’acide qui peut les brûler dans le cas où quelque tourie voisine se brise.

En Angleterre, on emploie souvent, à la place des paniers, des caisses en bois rondes, cerclées comme un tonneau, et recouvertes d’un couvercle en bois qui laisse

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dépasser seulement le col de 3 ou 4 centimètres. Cette disposition permet de gerber les touries, ce qui économise beaucoup de place. On emploie aussi des paniers métalliques fortement goudronnés.

Cet emballage représente une forte dépense, d’autant que les paniers supportent rarement plusieurs voyages en chemin de fer. De plus les touries et leur emballage constituent un poids mort considérable ; aussi les aclieteurs éloignés des lieux de production ont-ils souvent intérêt à recevoir de l’acide concentré à 60» et même à 66» plutôt que de l’acide des chambres, afin d’économiser les frais de transport relatifs à l’eau contenue dans l’acide étendu et l’emballage supplémentaire que le volume de cette eau nécessite.

Lorsqu’on a à expédier souvent de grandes quantités d’acide aux mêmes acheteurs, et que ceux-ci peuvent l’emmagasiner en vrac, on trouve avantage à employer pour le transport de grands bacs-citérnes métalliques.

Fig. 145.

La figure 143 représente un bac-citerne A en plomb épais de 5 à 6 millimètres cerclé en fer. Afin de donner plus de résistance au plomb, on y allie environ 1 pour 100 d’antimoine.

Les cercles de fer sont recouverts d’une bande de plomb soudée au bac de façon à le relier aux cercles. Pour que le dessous ne se déforme pas, le bac est scellé au plâtre dans une gouttière B en tôle, dont les deux extrémités se relèvent afin d’empêcher le déplacement longitudinal du bac dans son enveloppe par suite des cahots du véhicule. Le tout repose sur le truc par l’intermédiaire de tampons en caoutchouc qui amortissent un peu les chocs.

La tubulure a sert au remplissage pendant les voyages ; elle est close par un joint plein. Le trou d’homme G permet aux ouvriers de pénétrer pour les réparations. Le bac se vide par une tubulure b partant du fond et traversant la gouttière de tôle ; cette tubulure est consolidée par une garniture de cuivre rouge en deux pièces. Elle est fermée par un tampon en alliage dur, qui repose sur une matrice de même métal, et est commandée (au moyen du volant c) par une tige filetée en fer, plombée dans la partie intérieure au bac. Pendant les voyages, le serrage du tampon est maintenu par la clef s.

Quand on livre de l’acide à 55°, on vide le bac avec un tuyau en caoutchouc (e?!. •para pur), que l’on relève d’habitude pendant le transport pour éviter la chute de l’acide fuyant par le tampon. Mais quand il s’agit d’acide à 62" ou 66" le caoutchouc est trop rapidement altéré pour être employé ; on ferme la tubulure b par un joint plein pour le voyage et on rapporte au lieu d’arrivée un tuyau en plomb.

On peut transporter ainsi environ 4000 kilogrammes d’acide à la fois, ce qui économise les frais d’emballage.

Des citernes semblables, contenant 7 tonnes, montées sur des plates-formes de wagons, permettent d’expédier l’acide par chemin de fer. La vidange se fait alors au moyen d’un tube en plomb partant du fond et dans lequel on refoule l’acide en injectant de l’air comprimé au moyen d’une petite pompe à main. Afin de pouvoir vider complètement la citerne, on fait descendre le tuyau dans un pot en plomb de deux ou trois litres qui est rapporté au fond de la citerne.

Malgré les soins apportés à la construction de ces réservoirs, ils exigent de fréquentes réparations : le plomb se déchire sous l’effet des cahots de la voiture ou des chocs violents inévitables dans les manœuvres de gare. De plus, l’enveloppe en plomb et ses accessoires constituent un poids mort très considérable. Aussi emploiet-on souvent d’autres métaux pour la construction de ces citernes. Quelques usines d’Allemagne et d’Angleterre expédient l’acide dans des tonneaux de cuivre, mais on peut aussi bien employer la tôle qui n’est pas attaquée dès que l’acide marque de 52 à 53"B, même lorsqu’il est encore tiède.

Fig. 144.

La figure 144 représente un réservoir de ce genre destiné à être transporté sur une voiture ordinaire : il est fixé par les pattes p, p sur les longerons. Le trou d’homme c en fonte porte deux tubulures, l’une a servant pour le remplissage, l’autre b, munie d’un robinet, servant à laisser rentrer l’air quand on vide le bac. La vidange se fait par le caoutchouc s, et l’obturation par un tampon en alliage dur, qui ferme la vanne e et est commandé par une tige filetée et le volant. La tige filetée garnie de plomb dans sa partie lisse est enfermée dans une gaine en cuivre rouge g s’élevant un peu plus haut que le bac pour que l’acide ne puisse s’en échapper quand on ouvre le tampon. A ce moment l’acide est projeté dans cette gaine; afin qu’il ne puisse en rejaillir sur les ouvriers, on fixe sur la bride h une lame de caoutchouc dans laquelle la tige passe à frottement et qui suffit pour retenir les projections.

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Des bacs semblables, mais plus grands sont montés sur des plates-formes de wagons ; on les vide, comme nous avons vu ci-dessus, par l’air comprimé.

Pour la conservation des bacs en tôle, il eit essentiel de les tenir fermés quand on les a vidés, afin que l’acide, en absorbant l’humidité de l’air, ne se dilue pas au point où il attaque le fer. 11 faut veiller à matter et boucher les fuites dès qu’il s’en produit.

Pour transporter l’acide sulfurique en vrac dans les bateaux circulant sur les canaux, M. Kuhlraann fils a été amené à adopter une construction particulière, destinée à assurer la stabilité du navire. Si en effet on conserve la section sensiblement rectangulaire des chalands ordinaires, et si la surface du liquide est libre, on verra facilement que le centre de gravite du liquide, déplacé par l’inclinaison du bateau, se portera à droite si le bateau, par une cause quelconque, incline vers la droite; et que par suite le bateau est moins stable avec un chargement liquide qu’avec un lest de matériaux solides arrimés de façon à ne pouvoir se déplacer. On atteint au conti'aire le but en adoptant la disposition représentée fig. 145 dans laquelle, la section du bateau étant sensiblement celle d’un rectangle, la section du réservoir est trapézoïdale, de telle sorte qu’il existe de chaque côté une poche d’air triangulaire. Le centre de gravité du liquide se trouve, il est vrai, relevé par ce mode de construction; mais si l’on imagine un déplacement du plan moyen du bateau on voit de suite que le déplacement du centre de gravité est moindre pour la même inclinaison, tandis que la position du centre de poussée reste la même, puisqu’elle ne dépend que de la forme extérieure ; par suite la stabilité est plus grande.

Les renseignements fournis par les industriels au sujet du rendement des matières premières sont assez peu concordants parce que, d’une part, la disposition et le type des appareils employés influe autant que la nature des matières premières sur les résultats obtenus, et que, d’autre part, on peut avec le même appareil atteindre des rendements différents suivant la quantité de nitrate que l’on dépense.

Dépense de nitrate de soude. — Au sujet de cette matière première, il est clair qu’on doit trouver une différence sensible suivant qu’on emploie ou non un condenseur pour retenir les produits nitreux en queue des chambres.

Dans les usines qui travaillent encore au soufre, la dépense en nitrate varie de 6 à 9 parties pour 100 de soufre brûlé quand il n’y a pas de condensation, et de 3 à 4 quand il y en a une.

Si l’on travaille avec les pyrites, la dépense est généralement plus forte, parce que

Fig. 145.

252 ERCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

les vapeurs nitreuses se trouvent étendues dans une plus grande masse de gaz à production égale. Si l’on travaille sans condenser les produits nitreux, il faut compter sur une dépense de 10 à 14 pour 100 de soufre mis en œuvre: elle est naturellement d’autant plus forte que le minerai est plus pauvre, puisque les gaz actifs se trouvent d’autant plus étendus que le minerai est plus difficile à griller, ainsi que nous l’avons vu.

Si l’on travaille avec de bons condenseurs, on abaisse facilement la dépense à 5 ou 5 pour 100 de soufre, et même avec des fours convenables et une bonne installation on peut descendre à 2 pour 100. En moyenne, il faut compter 5 pour 100 dans une usine bien dirigée. L’emploi de la tour de Glover, permettant de rendre à la circulation l’acide nitreux qui existe toujours en petite quantité dans l’acide des chambres, abaisse souvent la dépense. Enfin en hiver on emploie généralement un peu moins de nitrate qu’en été.

La présence de quantités notables d’arsenic dans les pyTites augmente, comme nous l’avons vu, urfpeu la consommation de nitrate, car l’oxydation de l’acide arsénieux dans la tour de Gay-Lussac détermine la production de bioxyde d’azote dont une partie sort avant d’avoir eu le temps de repasser à l’état d’acide nitreux dans la colonne de condensation.

Rendement du soufre en acide sulfurique.

Théoriquement 100 parties de soufre devraient donner 506,25 parties d’acide sulfurique monohydraté. Pratiquement on n’atteint jamais cei’ésultat.

Soufre brut. Avec le soufre brut, lorsque les chambres sont bien disposées et que la marche de la fabrication est surveillée avec toute l’attention voulue, on peut atteindre un rendement de 300 pour 100. Jamais on ne doit descendre en dessous de 290 pour 100. En général, on obtient un rendement de 290 à 300 pour 100, qui en moyenne doit s’évaluer à 293 ou 296.

Du reste, les indications fournies par les usines reposent souvent sur des bases différentes. Dans les unes on tient compte du soufre mis en œuvre, dans les autres du soufre réellement brûlé, c’est-à-dire qu’on défalque du poids livré à l’atelier des fours le poids des résidus : il en résulte une différence notable, puisque le poids du résidu correspond à un poids triple d’acide sulfurique.

Soufre de pyrites. Ici l’incertitude est encore plus grande, car le plus souvent on ne détermine pas la quantité de soufre utilisable, c’est-à-dire la dilférence entre le soufre total contenu dans le minerai et celui qui reste dans les résidus. Or nous avons vu que d’un type de fours à l’autre, d’un minerai à l’autre, il peut y avoir des différences très considérables sous ce rapport.

Dans la fabrication avec les pyrites, on est dans des conditions plus défavorables qu’avec le soufre brut. Nous rappellerons les causes qui déterminent cette différence de rendement :

En première ligne, l’irrégularité du dégagement de l’acide sulfureux et des vapeurs nitreuses ;

En seconde ligne, la masse plus considérable de gaz inertes qui accompagnent le mélange actif d’acide sulfureux, d’oxygène et de vapeurs nitreuses. Toutefois, depuis

l’amélioration des appareils de combustion et l’introduction des tours de Glover et de Gay-Lussac, les rendements se sont améliorés.

Le traité de chimie technologique de Knapp fournit à ce sujet les renseignements suivants, relatifs aux rendements de quelques usines belges en 1855 et 1871.

Consommation de nitrate

Rendement

Produit, le rendement

pour 100 de soufre brûlé.

en 1855

en 1870-1871.

tliéorinue étant 100.

Fabrique d’Auvelais . . .

— de Florelfe . .

— deMoustier. .

de Risle .

(acidi a M’j

(acide i dO»)

Étant données les consommations de nitrate de ces usines, il est clair qu’elles auraient donné de meilleurs résultats si leurs condenseurs n’avaient pas été aussi imparfaits qu’ils étaient. Pour comparer ces résultats à ceux qui vont suivre, nous calculerons la production en acide monobydraté ; nous trouverons alors les chiffres suivants pour la campagne 1870-1871 :

D'après les chiffres contenus dans ce tableau, l’utilisation du soufre réellement brûlé était aussi complète que dans beaucoup d’usines, mais au prix d’une dépense de nitrate considérée actuellement comme très exagérée, et le cube des chambres est hors de proportion avec la quantité d’acide fabriquée.

Nous empruntons le tableau suivant à l’ouvrage de MM. Lunge et Naville (t. 1,413):

234 E^■CYCLOPÉDIE CHIMIQDE.

(a) Moyenne du travail de huit mois d’un appareil de 4000 mètres cubes environ, avec tours de Glover et de Gay-Lussac. Four à étages. Teneur des cendres 0,5 à i pour 100 de soufre.

(b) Moyenne du travail d’une année d’un appareil de 4000 mètres cubes sans tours de Glover ni de Gay-Lussac. Fours mixtes Olivier Perret.

Ces trois premiers appareils sont alimentés avec de la pyrite du Rhône.

Les trois dernières lignes sont relatives à un même appareil de 2000 mètres cubes travaillant à l’usine de Plan d’Aren. Il est alimenté avec de la pyrite du Gard contenant 0,1 à 0,4 d’arsenic. L’acide nitrique est introduit sous forme liquide. On tient compte dans le rendement de la consommation d’acide sulfurique exigée pour la décomposition du nitrate.

(tZ) Rendement moyen d’une année.

(e) Rendement d’un mois de forte chaleur.

If) Rendement de deux mois où la combustion de la pyrite fut réduite de 15 pour 100.

Les rendements e et f montrent que lorsqu’on fait varier la production d’acide sulfurique par mètre cube de chambre, la consommation de nitrate varie dans le même sens, toutes choses égales d’ailleurs.

La différence entre les rendements ù et c et les rendements du Plan d’Aren et entre les dépenses de nitrate s’explique par le meilleur grillage des pyrites dans les fours à étages et par la teneur en arsenic des pyrites du Gard.

Dans les bonnes usines françaises où l’on travaille sans condenseur, la dépense de nitrate varie de 2,7 à 3,2 pour 100 SO%HO produit et l’on obtient 260 à 267 p. d’acide monohydraté pour 100 de soufre mis en œuvre, en produisant de 1,3 à 1,7 et même 2 kilogrammes d’acide SO,"’HO par mètre cube et par 24 heures.

Dans les usines pourvues de tours Gay-Lussac, la dépense en nitrate s’abaisse jusqu’à 0,95 pour 1 00 SO,^HO produit, et le rendementdu soufre s’élève à267 à 277, SO%HO.

Comme le rendement théorique est 306,25, les usines travaillant le mieux perdent encore 39,25 p. d’acide sulfurique, soit 9,5 pour 100, et le produit est 90,5 pour 100 du produit théorique.

Une partie du soufre perdu reste dans la cendre de pyrite, une partie se retrouve à l’état de sulfate basique de fer dans les manches des fours ; le reste s’échappe par les joints, reste dissous dans l’acide en tête, à l’état d’acide sulfureux, et enfin il peut en sortir un peu par la cheminée.

Les chiffres suivants, fournis par M. Smith, dans les rapports de l’inspection officielle des fabriques de soude anglaises, donnent une idée des pertes d’acides sulfureux et nitreux ; ce sont les moyennes trouvées dans les quatre districts d’inspection dans l’année 1878 :

ACIDE SULFUBIQUE.

Moyenne des acides doses {en grammes par mètre cube)

Acides du soufre Acides de l’azole Acidité totale

calculés comme SO’. calculés comme Azo’. de la cheminée.