EN SEL

la

la graduation.

1 mètre carré

de surface

de fascines évapore

en mètres cubes

Evaporation des années les plus défavorables comparée aux plus favorables

comme unité).

Schônebeck. . .

Dürremberg .

Kolberg .

Neusalzwerk .

Künigsborn .

La lenteur de la graduation, les frais considérables de construction, d’entretien et de travail qu’elle entraîne, l’incertitude de son rendement, et les pertes importantes de sel qu’elle détermine sont des inconvénients inséparables du procédé de concentration que nous venons d’étudier. Aussi le procédé de la graduation n’a-t-il guère plus qu’un intérêt historique, et est-il remplacé presque partout par celui que nous allons décrire maintenant.

Exploitation des sources salées et des terrains salifères au moyen de forages. — L’expérience a démontré que les eaux salées sont toujours plus riches et plus pures dans le voisinage des gisements salins et à une certaine profondeur qu’au niveau du sol. Elles sont en effet, sur leur trajet jusqu’au jour, étendues par la rencontre d’eaux douces, et souillées par la dissolution des sels terreux empruntés aux terrains modernes qu’elles traversent.

L’observation de ce fait a conduit à une modification essentielle du mode d’exploitation des sources salées et des terrains salifères, modification basée sur l’extension des connaissances géologiques et sur les perfectionnements récents de l’art du sondeur.

Les forages ont l’avantage de fournir des liquides assez concentrés pour qu’on puisse les envoyer aux chaudières.

La richesse de l’eau salée va généralement en croissant avec la profondeur du sondage. Toutefois il peut arriver que, dans une couche, cette richesse soit plus faible qu’à un niveau plus élevé, et ce phénomène peut se présenter plusieurs fois de suite pour le même puits : c’est ainsi qu’à Dürremberg on a observé les variations suivantes :

Profondeur en mètres. 25“ 96“ 145“ 510“ 522“ 534“

Teneur eu sel. 4,4 2,9 4,9 2,5 9,5 19,2 16,6.

On arrête le sondage lorsqu’on trouve un liquide susceptible d’être envoyé aux chaudières.

S il est possible, on pousse le sondage de façon à pénétrer de quelques mètres dans le gîte salin, de façon à obtenir à coup sûr une dissolution saturée : mais cela

SEL MARIN ET SEL GEMME

entraînerait parfois des dépenses trop considérables; c’est a en vain poussé le forage jusqu’à 400 mètres et à Neusal;

Il faut généralement descendre jusqu’à 150 et 500 mètres. Le trou de sonde a 10 à 15 centimètres de diamètre à son extrémité inférieure. Pour le maintenir en bon état, empêcher l’éboulement des terres, l’invasion des eaux douces etc., il est presque toujours nécessaire de procéder à un tubage.

On emploie de préférence ;des tubes en cuivre de 8 à 10 millimètres d’épaisseur, cestu’nes sont les plus durables. Ceux eu tôle de fer, qui sont moins coûteux, ont l’inconvénient d’être facilement attaqués et demandent alors un changement très pénible et très onéreux.

Le plus souvent l’eau salée ne remonte pas au niveau du sel, l’exploitation serait donc très coûteuse si l’on ne faisait remonter la saumure par la pression de l’eau douce introduite dans le trou de sonde.

Cette eau creuse dans le gîte salin une excavation où se rassemble l’eau saturée. Si donc le puits et lu couche salifère sont étanches, et si l’on fait descendre dans la couche saturée un tube, celui-ci se remplira d’eau salée jusqu’à une hauteur telle que la pression de 'cette eau sur le bas du tube fasse équilibre à celle de l’eau douce contenue entre le tube et la paroi du puits. En raison de la plus grande densité de l’eau salée, le niveau ne sera pas le même en dedans et en dehors : si, par exemple, la saumure a pour densité 1,18 et si la colonne d'eau douce à 300 mètres de hauteur, la colonne d’eau salée aura pour hauteur 500 : 1,18=254 mètres seulement, l’eau restera donc à 46 mètres du sol.

Dans quelques cas, on peut amener l’eau douce sous pression de façon à obtenir une source jaillissante ; mais, le plus souvent, il faut recourir à un travail mécanique.

On adopte alors la disposition suivante (6g. 183):

On descend dans le forage une colonne en cuivre formée d’un nombre suffisant de tronçons réunis par des pas de vis. Cette colonne est suspendue à une grosse poutre AB; d’autre part elle s’appuie à une petite distance du fond, par un fort collet, sur une roche résistante. En dessous, la colonne se prolonge par un tube a b fermé à son extrémité inférieure, mais percé d’un grand nombre de petits trous sur environ, de façon à former crépine. Au niveau du collet

mant c : au-dessus, le tube forme corps de pompe, et l'eau salée est soulevée par le piston d suspendu à une tige de longueur convenable.

L’eau douce arrive soit par l’intervalle entre la paroi et le corps de pompe, soit par un forage spécial.

A côté des grands avantages de cette méthode, il faut citer cjuelques inconvénients. On ne peut modérer l’action dissolvante de l’eau douce, de sorte qu’elle peut arriver à mettre l’excavation en communication avec une couche perméable qui donne issue h l’eau salée : l’eau douce, en augmentant les dimensions de l’excavation, peut déterminer des éboulements qui soit empêchent l’accès de l’eau douce, soit mettent les pompes hors de service, ce qui force à abandonner le sondage. Enfin les trous de sonde rendent très difficile une exploitation ultérieure par travaux souterrains.

Réservoirs d'eau salée. — L’eau salée, au sortir du trou de sonde, est trouble et ne dépose que très lentement les particules qu’elle tient en suspension. On est donc obligé de la faire reposer dans de vastes bassins avant de l’envoyer aux chaudières. Ces bassins servent aussi à maintenir l’équilibre entre les diverses parties de la fabrication, et à fournir aux besoins de l’usine dans le cas où les pompes seraient arrêtées pour quelque cause.

Ces réservoirs sont généralement formés par des madriers jointifs en sapin, consolidés par des cadres, les joints sont garnis de chanvre et protégés par des couvrejoints. Lorsqu’ils ne sont pas enterrés, on les garnit d’une enveloppe de terre glaise sur toute leur hauteur. Ils doivent être protégés par des toits contre la pluie. Lorsque la nature du sol le permet, on se contente de creuser dans le sol des excavations que l’on garnit d’une couche d’argile consolidée par des fnadriers ou des pierres sèches.

Traitement de l’eau salée par la chaux. — On purifie souvent la saumure par l’addition d’une quantité convenable de lait de chaux qui décompose les sels de magnésie, en donnant un précipité de sulfate de chaux et de magnésie hydratée. Ce précipité entraîne avec lui le fer et l’alumine ainsi que des matières organiques qui colorent la saumure concentrée et le sel. Il faut avoir grand soin de ne pas ajouter un excès de chaux qui déterminerait de grands désagréments dans la concentration : si cet accident est arrivé, il faut introduire dans le bassin une nouvelle quantité d’eau salée qui utilise l’excès de chaux, ou laisser celle-ci se carhonater à l’air.

On arrive parfois à déterminer une purification partielle en mélangeant des eaux de sources différentes contenant les unes du chlorure de calcium, les autres du sulfate de soude ou de magnésie. Enfin, si l’on a des sources contenant, les unes du sulfate de soude et pas de chlorure de magnésium, les autres du chlorure de magnésium et pas de sulfate de soude, on aura intérêt à les mélanger pour les traiter ensuite par la chaux : on précipitera ainsi du sulfate de chaux et de la magnésie.-

La saumure ainsi purifiée partiellement et clarifiée est décantée pour être envoyée aux chaudières de concentration.

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CONCENTRATION FINALE DES DISSOLUTIONS SALINESjET EXTRACTION DU SEL

La dissolution plus ou moins concentrée qu’on obtient par l’un quelconque des procédés décrits ci-dessus, renferme encore une grande quantité d’eau (environ les trois quarts du poids total) et des sels étrangers.

On arrive à enlever l’eau et la majeure partie des matières étrangères par l’action de la chaleur.

On sait que la solubilité du chlorure de sodium varie peu avec la température ; on ne peut donc extraire ce sel par refroidissement des dissolutions saturées à chaud : on n’y arrive qu’en soumettant les liqueurs concentrées à une évaporation prolongée. On fait varier la grosseur et la forme des cristaux, ce qu’on appelle leur grain, suivant la façon dont on dirige l’évaporation. Les cristaux ne se forment qu’aux points où l’évaporation est la plus forte et la température la plus basse, c’est-à-dire à la surface. Si l’on pousse l’évaporation lentement, les petits cubes qui se forment à la surface grossissent, puis de nouveaux viennent s’accoler sur leurs

angles. Ce modo de groupement représenté par les figures 184 à 190, constitue ce qu’on appelle des trémies. Ou obtient ainsi le sel gros destiné à l’agriculture et aux produits chimiques.

Si au contraire on pousse l’ébullition, les petits cubes n’ont pas le temps de se souder, et sont entraînés au fond par les courants liquides. Plus la température de la liqueur est élevée, et plus le sel est fin. Le sel fin-fin ou sel à la minute est obtenu à l’ébullition. Plus Id sel est fin, plus sa densité est grande : voici la densité des différentes variétés de sel d’après l’enquête sur les sels (1866) :

Sel gros 72 kilogr. à l’hectolitre, j Sel fin 84 kilogr. à l’hectolitre.

— moyen 76 — — | — fin-fin 96 — —

Le salinage s’opère donc par deux procédés différents : l’évaporation et l’ébullition. A ces deux méthodes, correspondent des productions de sel et des consommations de combustibles essentiellement différentes.

Quand on évapore un liquide en dessous de la température de l’ébullition, la tension de la vapeur qu’il dégage est inférieure à la pression atmosphérique; par suite l’évaporation ne se continue qu'autant que l’air saturé d’humidité par son contact avec le liquide est constamment remplacé par de l’air sec. 11 en résulte une perte de chaleur considérable entraînée par l’air saturé.

Si, au contraire, on chauffe le même liquide à l’ébullition, la vapeur qui flotte sur le liquide est constamment chassée par la nouvelle vapeur qui se dégage, puisque celle-ci a une tension au moins égale à celle de l’atmosphère. On peut donc évaporer le liquide en vase clos, pourvu que l’orifice ménagé pour la sortie des vapeurs soit suffisant pour qu’il ne se produise pas de pression dans la chaudière, pression qui déterminerait une élévation sensible de la température d’ébullition, et par suite une consommation superflue de chaleur. On économise par ce moyen le combustible inutilement dépensé à chauffer de l’air dans le cas précédent.

Ainsi, pendant l’évaporation lente, .les vantaux du toit qui recouvre les chaudières doivent être légèrement entr’ouverts, tandis que, lorsqu’on pousse à l’ébullition, on les tient fermés sauf lorsqu’on pêche le sel déposé.

Dans les salines de l’est de la France, on admet pour la production du sel dans les poêles d’évaporation :

24 kilogrammes de sel gros par mètre carré et par 24 heures, température 45 à 50", durée des cuites 5 à 8 jours.

32 kilogrammes de sel moyen par mètre carré et par 24 heures, température 45 à 50", durée des cuites 24 heures.

55 kilogrammes de sel fin par mètre carré et par 24 heures, température 80", durée des cuites 22 heui-es.

75 kilogrammes de sel fin-fin par mètre carré et par 24 heures, température 108".

La dépense de charbon varie de 400 à 600 kilogrammes de houille par tonne de sel produit. Plus le sel est gros, plus la dépense est forte.

Lorsqu’on veut flibriquer du sel gros tout en obtenant un grand rendement, on partage l’opération en deux phases 'distinctes : dans la première, on pousse l’évaporation rapidement jusqu’au point de saturation ; dans la seconde, on maintient la températui’e en dessous du point d’ébullition, de façon à déterminer une évaporation modérée.

Les matières étrangères, que la graduation n’a pas complètement éliminées donnent lieu à des phénomènes de précipitation pendant qu’on concentre les eaux salées. Les matières qui deviennent insolubles par elles-mêmes comme les carbonates de chaux et de magnésie, et une partie des substances organiques, ainsi que les matières peu solubles, comme le sulfate de chaux, ou le sulfate double de chaux et de soude, forment une écume ou une boue que l’on doit enlever de temps en temps (schlottage). On facilite parfois la réunion de ces substances par l’addition de sang de bœuf. Les sels étrangers solubles tels que les chlorures de calcium, de magnésium, de potassium, le sulfate de soude, se concentrent pendant la précipitation du clüorure de sodium (salinage) , et l’eau mère, arrivée à un certain point

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de concentration, doit être évacuée et mise de côté, pour d’autres usages, à des intervalles plus ou moins longs, suivant la nature des eaux salées.

Dans un grand nombre de salines du sud de rAllcmagne, on peut évaporer pendant deux ou trois semaines, en ajoutant constamment de l’eau salée : quand les eaux sont suffisamment pures, comme à Dieuze, on peut évaporer et saliner sans procéder au schlottage. Au contraire, clans la plupart des usines de l’Allemagne du Nord, on ne peut renouveler l’eau que trois ou quatre fois au plus.

Lorsqu’on procède ainsi par évaporation continue, on évapore le liquide sous une couche de 50 à 55 centimètres. Par la méthode intermittente qui est aussi employée, on travaille avec une couche de 40 et même de 50 à 60 centimètres.

Chaudières d'évaporation. — Les chaudières ou poêles d’évaporation doivent, à la fois, présenter une grande surface do chauffe et une large surface de dégagement pour les vapeurs ; on a donc été amené à adopter pour cet usage de grands bacs plats d’une faible hauteur (45 à 65 centimètres) et de dimensions horizontales considérables qui se prêtent à un grand développement de la surface des carneaux, et facilitent les manipulations, enlèvement des résidus, salinage etc. Le plus souvent la largeur n’est que la moitié de la longueur. A cause de leur faible hauteur, les chaudières ne sont chauffées que par le fond. On leur donne 75 à 100 mètres carrés, on va même jusqu’à 180 et 200 mètres carrés en Autriche. Toutefois la dimension de 100 mètres carrés paraît la moyenne la plus avantageuse au point de vue de l’économie d’entretien et de combustible. Dans les fabriques de gros sel on a généralement de grandes chaudières. A Dieuze la plupart atteignent 210"'‘i, à Saint-Nicolas de Varangéville, les chaudières du nouveau bâtiment ont 150 mètres. A Inoroclau les chaudières à sel fin ont 151 mètres. En Angleterre on va jusqu’à 555"’''. On voit quelquefois, mais assez rarement, des chaudières carrées ; la forme allongée est préférable au point de vue de l’installation du foyer et du tirage.

On construit parfois les chaudières avec des plaques de fonte minces, munies de rebords extérieurs et assemblées par des boulons. Le plus souvent les chaudières sont en tôle. Dans ce. cas, on emploie des feuilles de 1 mètre à 1"‘,15 de côté et d’une épaisseur de 7 à 8 millimètres. Au point de vue des manipulations et de la facilité du nettoyage, il est essentiel que le fond soit parfaitement plan, aussi assemhle-t-on rarement les tôles à recouvrement; on préfère généralement les disposer bout à bout et les river sur un couvre-joint extérieur.

A cause de leur énorme développement, les chaudières exigent un grand nombre d’appuis : aussi, outre les cloisons qui forment les parois des carneaux, dispose-t-on des supports intermédiaires en briques réfractaires ou en fonte. La partie qui est au-dessus du foyer est soit portée sur une voûte masquant le rayonnement direct du combustible, soit soutenue par des tirants qui la suspendent à la charpente de l’atelier : on a soin (Tailleurs de la raidir en la composant de plusieurs feuilles rivées ensemble qui ont en outre l’avantage de mieux la protéger contre les coups de feu. Pour éviter les pertes de chaleur par les parois latérales, on garnit les parties verticales de la chaudière par des lames de bois, ou par des gaines d’air isolantes.

On sait qu’en présence de Tacide carbonique de Pair, Teau salée attaque rapidement la tôle ; il en résulte que. sans des précautions spéciales, les chaudières

seraient vite hors de service. On prend donc le soin de les enduire d une épaisse couche de goudron qui a en outre l’avantage de diminuer 1 adhérence des incrustations. On a adopté, depuis quelques années, un autre mode de préservation, consistant à faire porter l’attaque sur un métal plus oxydable que le fer, qui devient ainsi un pôle positif de pile. Pour cela, on isole avec des planches jointives un des petits côtés de la chaudière, où l’on coule du zinc. Le hois n est pas assez serré pour empêcher le contact du zinc avec l’eau salée et faitsimplement office d un diaphragme poreux. Le zinc se dissout peu à peu sans que le chlorure de zinc formé modifie sensiblement la composition du sel et des eaux mères, et le fer reste inattaqué. Avec ces précautions, une chaudière d’évaporation peut durer une douzaine d années en service courant.

Foyers et disposition du chauffage. — On doit disposer les foyers de façon à déterminer un chauffage régulier sur l’énorme étendue des chaudières, sans élever la température en aucun point d’une façon exagérée. On emploie soit des foyers ordinaires, soit des gazogènes, suivant la nature du combustible. Les grilles à étages sont d’un usage très commode pour la combustion des lignites qu’on emploie beaucoup en Allemagne. En Bavière et en Autriche on se sert très souvent des foyers à flamme renversée où l’on brûle du bois ou de la tourbe^Ces foyers sont accolés au nombre de trois à cinq, suivant un des petits côtés. Le foyer est souvent recouvert par une voûte, ce qui a l’avantage de protéger la chaudière contre les coups de feu.

Pour les chaudières ayant moins de 73 à 80 mètres carrés de développement, les

dimensions relatives du foyer par rapport à la grille sont, en moyenne, -^lors-

qu’on chauffe au bois,-^à-gg avec la houille, avec les lignites et la tourbe. Plus les chaudières ont de développement, plus on jjeut réduire ce rapport : pour les grands modèles, il descend jusqu'à pour le bois, pour le charbon,

pour les lignites.

La disposition du chauffage doit être]étudiée avec grand soin, car nous avons vu qu’une tonne de houille ne produit pas trois tonnes de sel ; il est donc d’un grand intérêt dans cette industrie d’économiser le combustible.

Lorsqu’on emploie des combustibles à très longue flamme comme le bois, et que l’on n’a pas ù trop regarder à la dépense, on peut adopter le type des grandes chaudières bavaroises, chauffées au bois ou à la tourbe, qui consomment beaucoup de combustible, mais produisent par mètre carré de surface de chauffe plus de sel que les chaudières des autres types. On produit une flamme aussi longue que possible et on la laisse se développer librement sous tout le fond de la chaudière, en réduisant le tirage au strict minimum, de façon que la flamme puisse s’élever verticalement jusqu’à la tôle et former une large nappe qui embrasse toute la surface. Pour cela on donne une section énorme au carneau : il a deux mètres de hauteur sous l’axe de la chaudière, et s’élève par étages jusqu’au bord.

Un autre système qui se rapproche du précédent, consiste à faire circuler les "-az dans des carneaux rayonnant en éventail à partir du foyer de façon à répartir régu-

SEL MARIN ET SEL GEMME

lièrement la chaleur (fig. 191 et 192). Dans ce cas, les gaz se meuvent avec une assez "rande vitesse dans les carneaux. Comme ils sortent à une température élevée, il faut les utiliser à la dessiccation du sel.

Depuis quelques années, on adopte généralement un autre système qui permet d’abaisser davantage la température des gaz en les faisant circuler plusieurs fois sous la chaudière : la flamme de chaque foyer passe par un carneau unique qui

Fig. 192.

se replie deux ou trois fois, parallèlement à lui-même, avant d'atteindre la chaudière. Les fig. 193 et 194 montrentla disposition d’un chauffage de cette espèce. La chaudière a a 19,5 mètres de longueur sur 6“,5 de largeur; elle porte sur les murs d’enceinte et sur les murettes h qui limitent les carneaux p : Elle est chauffée par deux foyers ordinaires c. Les gaz api’ès avoir circulé trois fois sous la chaudière s’élèvent par deux petites cheminées n n, avant d’atteindre les carneaux q qui

SEL MARIN ET SEL GEMME

chauffent les séchoirs o. La partie supérieure du foyer est recouverte par une voûte sur une longueur de 4 mètres, de façon à protéger la tôle contre les coups de feu.

Ce système est plus simple que celui des (iarneaux rayonnants, et plus ])ropre à utiliser la chaleur ; aussi l’a-t-on généralement substitué au précédent. Toutefois, d’après des expériences faites à Schôneheck, si le chauffage par carneaux parallèles est préférable au point de vue de l’utilisation du combustible, la disposition rayonnante est plus avantageuse pour la régularité du chauffage loi’sque la surhice des chaudières est supérieure à 100 mètres carrés.

Accessoires des chaudières-hottes. — Au point de vue de l’évaporation, il faut donner un dégagement rapide aux vapeurs qui se forment à la surface du liquide. Sur une chaudière complètement ouverte, l’entraînement des vapeurs serait entièrement à la merci de la ventilation de l’atelier, et de plus les vapeurs, refroidies par l’air ambiant, pourraient se condenser et retomber en partie dans le liquide. Pour éviter ces inconvénients, on recouvre les chaudières d’une hotte en planches surmontée d’une haute cheminée qui sert de dégagement aux vapeurs. Le tirage est réduit au strict minimum, de façon à éviter un appel d’air exagéré qui aurait pour conséquence d’emporter inutilement une certaine quantité de chaleur et de condenser une partie de la vapeur d’eau.

La hotte ne repose généralement pas sur la chaudière, mais est suspendue par des tirants à la charpente du bâtiment. Des vantaux, disposés sur charnières à sa partie inférieure, permettent aux ouvriers d’aborder tous les points. Quand on travaille par évaporation, on laisse ces vantaux légèrement soulevés : quand on travaille par ébullition, on ne les ouvre que pour pêcher le sel.

L’ouvrier emploie dans ce but deux outils, un grand râteau et une cuiller perforée : ces outils sont suspendus à des chaînes et munis de contre-poids. Le sel est mis à égoutter dans des paniers en osier, et l’eau mère retourne aux chaudières.

Pendant les temps froids, la vapeur peut se condenser dans la cheminée et retomber dans la chaudière. On peut éviter cet inconvénient en plaçant la cheminée de côté, ou en recueillant les condensations dans une rigole qui les conduit au dehors.

Le mode d’évaporation le plus rapide serait évidemment de faire passer les gaz du foyer sur la surface du liquide. 11 permettrait en outre d’éviter l’usure du fond des chaudières. Les vapeurs dégagées se trouvant étendues dans un courant rapide de gaz chauds, fort éloignés du point de saturation, se trouveraient entraînées sans pouvoir se condenser. Ce système, qui a été expérimenté par Boni, n’a pas été adopté. 11 se prête mal aux nécessités du travail, parce qu’il entraîne forcément la construction d’une voûte continue sur la surface de la chaudière ; il ne pourrait donc être employé que pour une évaporation préjiaratoire ne demandant pas de manipulation : il n’a pas été adopté, même dans ces conditions, parce que la suie souille trop le liquide.

Dispositions diverses de chaudières. — Les plus grands progrès à réaliser dans l’industrie du salinage doivent porter sur l’utilisation du combustible. En effet, pour 100 kilogr. de sel, il faut au moins évaporer 300 à 550 kilogr. d’eau, et comme chaque kilogramme d’eau vaporisée emporte 637 calories qui sont perdues par les procédés que nous venons do passer en revue, on a cherché à économiser

ENCYCLOPEDIE CIIIJIIQÜE.

sur l’énorme consommation de combustible en utilisant les gaz cha,uds et les vapeurs des chaudières de salinage, pour chauffer les liquides prêts à être concentrés.

Les gaz chauds qui ont circulé sous une chaudière peuvent encore être envoyés sous une seconde.

On voit, figure 195, une disposition adoptée dans l’usine de Rottenmiinster (Wurtemberg) pour utiliser la vapeur dégagée des chaudières de schlottage à chauffer un grand bassin qui contient la saumure à traiter. La vapeur se condense sous la

face inférieure de ce bassin; pour empêcher l’eau condensée de retomber dans les chaudières, on la reçoit sur deux toits en planches munis de couvre-joints, formant le fond du carneau à vapeur. L’eau condensée et qui ruisselle sur ces toits sort par une rigole latérale. Cette disposition ne s’est pas répandue à cause des -randes variations de température produites par l’ouverture et la fermeture des va^nteaux de la chaudière de salinage.

M. Von Alberti a installé dans des salines du Wurtemberg un mode de chauffa-e analogue. La vapeur qui s’échappe de la chaudière d’évaporation est conduite par un canal latéral d un demi-mètre carré de section sous deux poêles de H mètres carrés chacune lormées «Je dalles en pien-e lithographique garnies d’un ciment d huile et de chaux Les rebords de la poêle sont formés de planches encastrées dans des ramures des dalles*

Dans les salines de Dombasle, l’évaporation se fait danc

Dans les saunes de Dombasle, 1 évaporation se fait dans des chaudières cylindriques closes. Une hehce amène le sel d’une extrémité à l’autre et le déverse dans les godets d’une noria. La vapeur est conduite dan= „„ . . , . .

1 réfrigérant tubulaire

SEL MAItlN ET SEl, GEMME.

Dans tous ces systèmes, la vapeur d’eau se dégageant à la picssion atmosphérique, c’est-à-dire possédant 1 00 degrés au maximum, ne peut amener la saumure à son point d’ébullition, qui est 108". Un peut donc, en dirigeant la vapeur des chaudières dans des condenseurs à surl'ace convenable, arriver à chauffer de la •saumure au voisinage do 100", mais la quanlilé d’ean qui s’évapore à cette température est encore assez faible.

D’après Péclet, Pelletan aurait proposé vers 1840 un procédé tout difiérent pour utiliser la vapeur, (’.c procédé avait pour but de produire, en quelque sorte, l’évaporation d’une quantité indéfinie de lùpieur avec une quantité déterminée de chaleur fournie une fois pour toutes. La vapeur qui sort d’une chaudière est comprimée dans un condenseur enveloppé par une dissolution chaude; elle s’y condense en cédant à la dissolution sa chaleur latente : la dis.solution peut donc émettre une nouvelle (luantité de va|)eur sur laquelle on o|)èrc de même et ainsi de suite : quant à l’eau condensée dans le compresseur, elle sert à réchaufl'er les saumures à concentrer. On pent donc, an moyen d’un ti-avail mécanique qm; l’on peut souvent emprunter à un cours d’eau, produire un échange continuel de chaleur. Ce procédé n’a pas été appliijué.

Plus tard, M. Rittinger, ingénieur des mines à Vienne (.Uitriche), a repris des études dans cette direction. Quelques essais ont été faits en petit à Ebensée. On a constaté, à poids égal de combustible, une évaporation 5 fois, o plus forte qu’avec les poêles ordinaires. Ces expériences ont été terminées par un échec, parce que le sel obtenu ne se dépose, sous sa forme cristalline ordinaire, qu'au début de l’opération : au bout d’un certain temps il se formait des croûtes, et comme on n’avait prévu que des robinets d’extraction, il ne sortait que de l’eau salée.

En 1875, la Société Piccard, àVeibel, Briquet et C‘® a repris la question en main. Bien que le procédé Piccard ne soit |)as entré dans le domaine pratique*, il est intéressant d’en donner une description sommaire, car il peut rendre de grands services pour certaines applications.

L’appareil Piccard dil'fèrc du ]n"écédent en ce que réchauffement par condensation de vapeur comprimée et l’évaporation ne se produisent pas dans le même récipient. L’échauffement de la saumure se produit sous pression, et l’évaporation se produisant rapidement au moment de la détente, le set se précipite sans adhérer aux parois. Un arbre muni de raclettes recueille le sel précipité et l’envoie au fur et à mesure à des tiroirs de vidange.

Les figures 196 et 197 représentent un appareil Piccard. La chaudière verticale .4, munie d’un condenseur tubulaire B, sert à réchauffement des solutions saturées qui y arrivent à 1 1)8°. Ces solutions sont échauffées sous pression par la chaleur que cède la vapeur comprimée qui se condense dans le système tubulaire. Cette pression empêche le liquide de bouillir dans le rédiauffeur, de sorte que la température s’élève. La température dépend de la marche du compresseur de vapeur.

Supposons que la vapeur arrive du compresseur dans le condenseur B à 120°, soit 2 atmosphères ; on pourra amener l’eau salée de 108° à 118” en maintenant dans le vase .4 une pression suffisante. Il se produit dans ce vase une petite quan-

1 . Gel appareil a il’alwrj été monté à lion, on Snisse, dans la saline licvicnx. Il y en a également

l'ig. 100.

li:. 107.

SEL MARIN ET SEL GEMME

tité de vapeur suffisanle pour maintenir la pression correspondant à cette température. Cette légère vaporisation est insuffisante pour déterminer une précipitation de sel, parce que la quantité de vapeur dégagée est trop faible, et que la solubilité du sel marin dans l’eau croît assez de 108“ à 118“ pour compenser cette légère vaporisation. Le liquide ainsi réchauffé s’écoule par le tube Z et est lancé par l’orifice étroit O dans l’appareil de cristallisation. On règle l’écoulement par un cône commandé à la main, qui étrangle l’orifice O de façon à maintenir le liquide à la pression voulue. La marche du' compresseur et le débit en 0 demandent à être réglés concurremment.

En arrivant dans la chambre à vapeur de la chaudière C, où règue la pression atmosphérique, le liquide surchaulfé émet brusquement une quantité de vapeur suffisante pour tomber à 108°; il se précipite donc du sel très fin en quantité équivalente à l’eau vaporisée : ce sel se nourrit en tombant à travers la solution saturée pendant que le licpiide parcourt la chaudière C pour retourner au réchauffcur. Le sel est ensuite ramené par des palettes montées sur un arbre horizontal dans uir tuyau vertical F .1, où il se tasse sur le 2® tiroir K : en fermant le premier tiroir 11 et ouvrant le second, on fait tomber enfin le sel dans la partie L, rempli de solution saturée où on le pèche.

Pour régler le retour de l’eau saturée dans le réchauffeur, on peut employer un système de pompes ; mais comme leur jeu pourrait déterminer des vaporisations et par suite des précipitations qui gêneraient le jeu de l’appareil, l’inventeur a adopté le système suivant de distribution.

Un vase M est mis alternativement en communication avec les chaudières A et C en dessous des niveaux du liquide au moyen du tiroir cylindrique P, qui démasque alleriiativement deux lumières m et n rectangulaires : un tiroir r animé du même mouvement met on communication le haut du vase M avec les chambres à vapeur correspondantes. Ce vase se met donc alternativement au même niveau que les deux chaudières, et assure l’alimentation du récliauffeur A aux dépens de la chaudière C.

Quant à la vapeur dégagée dans la chaudière C, elle est "reprise par le tuyau T partant d’une hausse, qui la conduit au compresseur. Celui-ci la renvoie au condenseur B |iar le tuyau U, et la maintient à 2 atmosphères. L’eau condensée s’échappe par un purgeur automatique Y à une température intermédiaire entre 108° et 120°, en emportant la chaleur spécifique de l’eau à cette température. On l’utilise à réchauffer Peau salée d’alimentation dans le réchauffeur X et s’échappe finalement à la température de celle-ci. L’eau salée d’alimentation arrive de réservoirs par un robinet à flotteur qui règle le débit de façon que le niveau reste dans la chaudière C à un niveau constant.

Si le compresseur donne une pression et par suite une teinpéraiure iiop élevée, l’équilibre est rétabli par le jeu d’une soupape de sûreté fixée sur le tuyau de refoulement.

Quand on veut mettre un appareil en route, il faut d’abord chauffer la solution salée à 108“ en envoyant dans le condenseur tubulaire de la vapeur prise à un générateur spécial.

On peut actionner le compresseur par un moteur à vapeur ou par une force hydraulique et, dans ce cas, si la force motrice est suffisamment énergique, la

chaleur cédée par le travail mécanique suffit pour compenser les déperditions de chaleur. C’est ainsi qu’on a fait marcher un appareil de ce genre sans dépense de charbon à Bex, une fois le liquide échauffé à 108“. Si l’on travaille avec peu de force, il faut emprunter un peu de vapeur à un générateur spécial.

Pour une production annuelle de 1000 tonnes de sel, il faudrait théoriquement une force de 11,9 chevaux-vapeur; en réalité il faut environ le double (30 chevaux) lorsqu’on travaille à lfl0° au réchaulfeur : c’est-à-dire avec une chute de température de 12”. Chaque mètre carré de surface tubulaire correspond à une production de 3,5 kilogrammes. Quand on travaille avec force motrice à vapeur, 1 kilogramme de houille ])roduit environ 2,5 fois plus de sel qu’avec les poêles ordinaires.

Le sel Piccard est d’une extrême finesse, et presque aussi beau que le sol de table de Saint->'icolas.

Traüement des dissolutions salées dans les poêles à concentration. — Pour les eaux venant des bâtiments de grailuation, et qui sont moins pures que les eaux concentrées arrivant directerneiit des trous de soude, on divise le travail de concenration par la chaleur en deux opérations distinctes, faites dans deux chaudières différentes.

La première chaudière étant remplie d’eau salée, on pousse activement l’ébullition pendant toute la durée du travail. La vapeur d’eau qui se dégage entraîne des vésicules liquides qui renferment une certaine quantité de sel : ainsi, à .\rtcrn, dans -10 000 parties d’eau condensée, Heine a trouvé :

Siillîde de chaux . 1,93

— de potasse . 1,00

Chlorure de potassium . 0,00

— de magnésium . 1 ,40

— de sodium . 9,41

Silice . 0,03

Sulfate de fer et d’alumine . 0,20

Matière organique . 0.40

Pendant ce travail prejiaratoire. les sels insolubles ou devenant insolubles dans les solutions concentrées bouillantes se déjiosent sous forme de boues. La composition de ces boues est très variable suivant les salines, ainsi que le montre le tableau ci-dessous :

En même temps qu'une partie des sels insolubles se précipite sous forme de boues, une aulre partie forme sur la paroi des chaudières, à la faveur du sulfate de chaux et de la matière oi-ganique des croûtes adhérentes qui exposent à des coups de feu et entraînent de fréquentes réparations. On est obligé d’enlever à coups de ciseau ces croûtes {pan. scale, pfannen-stein).

EiNXYCLOPÉDlE C1IIM[QUE.

SEL MARIN ET SEL GEMME

ANALYSES d/seLS IGNIGÈNES

410 EKÇYCLOI’ÉDIE CHIMIQUE.

Dans les chaudières d’évaporation préparatoire, ces croûtes sont principalement formées de sulfates ; dans les chaudières de salinage elles contiennent une certaine quantité de chlorure de sodium ; le tableau ci-dessus indique la composition des croûtes dans cert"ines salines.

Il se forme en même temps des écumes noires dues à la coagulation de la matière organique : on les enlève et on les met à égoutter en renvoyant la liqueur claire aux chaudières : on continue l’ébullition jusqu’à ce que la solution soit saturée, en remplaçant au fur et à mesure l’eau évaporée pour une nouvelle quantité d’eau salée.

Naturellement, il est inutile de faire séparément cette concentration préparatoire quand l’eau arive suffisamment pure, comme aux salines de Dieuze. On fait la concentration et le salinage dans la même poêle.

Traitement des eaux saturées. — Eaux mères. — Les solutions saturées sont ensuite dirigées dans les chaudières de salinage, où on les soumet à une température appropriée (voir page 59.i) suivant la qualité de sel que l’on veut obtenir. On a essayé divers types de chaudières pour faciliter la pèche du sel (Voir à l’article carbonate de soude, les sels pêchés). Mais en général on se sert des poêles ordinaires.

A mesure que le chlorure de sodium se dépose et qu’on remplace l’eau évaporée par un nouveau volume d’eau saturée, la composition de la dissolution varie, et la couleur vire peu à peu au jaune.

La proportion des matières étrangères allant en croissant, une partie de ces sels cristallise avec le chlorure de sodium ou se trouve emprisonnée dans les cristaux ; par suite la pureté de ce sel est d’autant plus faible que la dissolution mère est plus ancienne. Pour parer à cet inconvénient, au moins en partie, on lave parfois le sel recueilli avec une dissolution bouillante, mais on ne peut en laver que partiellement les impuretés, et il arrive un moment où le sel cesse d’être marchand. On est alors obligé de vider la chaudière. On garde les eaux mères pour d’autres usages.

Pendant l’évaporation, la vapeur d’eau entraîne des sels; mais, comme la liqueur est plus concentrée, la proportion du chlorure de sodium est plus grande que pendant l’évaporation préparatoire. Ainsi, à Astern, Heine a trouvé dans 10,000 parties d’eau condensée :

Sulfate de chaux . 0,92

— de magnésie . •] ,05

— dépotasse . 1,17

Chlorure de sodium . 12,41

Sulfate de fer et d’alumine . 0,92

Matière organique . 0,56

Nous aurons à revenir plus loin sur l'utilisation des eaux mères ; ici, nous nous contenterons d’indiquer la composition des eaux mères de diverses salines :

Une certaine quantité de sel est perdue par entraînement, en mélange dans les boues et les incrustations, et enfin dans l’eau mère. La proportion de sel perdu est d’environ 6 pour 100 du chlorure de sodium primitivement contenu dans la dissolution, quand on opère avec des dissolutions pures et d’une grande richesse ; mais elle peut dépasser 15 pour 100 quand la dissolution primitive est impure et pauvre.

La nature des dissolutions rend parfois l’extraction du sel assez difficile. Si les liqueurs contiennent du chlorure de magnésium et du sulfate de soude, il se forme à l’ébullition du chlorure de sodium et du sulfate de magnésie qui se précipite pendant la concentration dans les houes. Mais s’il y a du chlorure de magnésium et pas de sulfate de soude, ce sel s’accumule à la surface sous forme d’une légère croûte, lorsque la concentration est avancée : l’évaporation se trouve très gênée, et il est difficile d’obtenir du sel à gros grains. Aussi mélange-t-on. Quand on le peut, de ces dissolutions avec d’autres qui contiennent un excès de sulfate de soude. Ce procédé est pratiqué avec succès à Rodenherg (Hesse Électorale).

Nous avons vu que la chaux est parfois employée pour précipiter les sels de magnésie ; et nous avons fait remarquer qu’il y a grand inconvénient à en employer im excès. L’excès de chaux et de magnésie resté libre forme à la surface une pellicule mince, ou même une croûte qui produit un inconvénient égal à celui qu’on veut éviter.

Egouttage du sel pêché. — Le sel pêché est mis à égoutter dans des paniers coniques ou sur des tablettes inclinées, de façon que les eaux mères retournent aux

ii‘2 E^■CYCL0PKD1E CHIMIQUE

chaudières. Parfois on le lave avec des eaux concentrées bouillantes et assez pures. Puis on achève l’égouttage sur de longues tables ou sur les parois des hottes, et on recueille l’eau mère pour la renvoyer à la chaudière. Puis on porte le sel aux séchoirs.

Séchoirs. — Si le chlorure de sodium n’était pas accompagné de chlorures de calcium ou de magnésium déliquescents, la dessiccation serait très facile. Aussi, en Angleterre, où ces matières étrangères sont en faible quantité, on se contente de laisser sécher le sel entre les chaudières. Le sel fin-fm destiné à l’exportation est comprimé en briquettes, puis lentement séché. Ces briquettes ont assez de cohésion pour ne pas demander d’emballage, et donnent un sel en poudre fine par un simple raclage.

Lorsqu’on a de la difficulté à dessécher le sel, on est obligé de recourir à des .séchoirs spéciaux. Tantôt ces étuves sont chauffées par des foyers spéciaux, tantôt on utilise les gaz chauds qui ont circulé sous les chaudières, ainsi qu’on le voit figure 194. 11 est vrai que si la chaleur est bien utilisée sous les chaudières, les gaz s’échappent des carneaux à une température trop basse pour qu’on puisse encore les utiliser dans un séchoir, sans nuire, au tirage. 11 peut arriver, ainsi qu’on l’a remarqué dans les salines autrichiennes, qu’en cherchant à tirer ainsi parti des gaz chauds, on dépense sotis les chaudières un excès de charbon équivalent à la quantité nécessaire au chauffage direct des étux’es.

La figure 198 montre en coupe un séchoir où l’on utilise la chaleur perdue des chaudières. Les gaz chauds circulent dans trois carneaux sous des dalles o, sur

lesquelles on remue le sel. La vapeur d’eau condensée par le refroidissement des gaz coule sur le fond incliné et s’échappe par la rigole s.

M. Ilerschell a installé à .Ulendorf des étuves complètement fermées (fig. 199) où passe un courant d'air chaud arrivant par le tuyau a, traversant la couche de sel étalée sur un grillage b sous une couche de O^.la. L’air humide s’échappe par le tuyau c : le sel passe à travers le grillage. Enfin on enfourne et on retire le sel par les regards e.

Composition chimique des sels ignigènes. — Le sel du commerce contient toujours de l’eau, dont une partie correspond à l’eau d’hydratation des sels qui accompagnent le chlorure de sodium. Une autre partie est ' à l’état hygroscopique. Cette

SEL MARIN ET SEL GEMME

porlion non combinée varie de j, 5 à 7 pour 100 : elle est d’autant plus forte

qu’il y a plus de chlorure de magnésium ou de calcium. Un sel cpii contient de chlorure de calcium est déjà très hygroscopique. Enfin il y a toujours de l’eau

Fig. 199.

interposée qui fait décrépiter les cristaux' lorsqu’on les cliauffe. Le sel renferme généralement peu de matières insolubles.

Les chiffres contenus dans le tableau des pages 408 et 400 indiquent la composition de différentes sortes de sels ignigènes.

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