TROISIÈME MÉMOIRE

Plusieurs mémoires très intéressants ont été publiés dans ces derniers temps sur l’hydraulicité des ciments.

Le but principal de ce troisième travail sur les ciments hydrauliques a été de répéter les expériences récentes et celles que j’ai décrites dans les deux Mémoires précédents pour rechercher si les principes que j’ai émis sur la théorie de l’hydraulicité ne devaient pas être modifiés.

Il est résulté de mes recherches nouvelles que les idées que j’ai émises sur l’hydraulicité des ciments sont entièrement confirmées par mes dernières expériences.

Les principes suivants, que j’ai posés dans mes deux premiers mémoires, me paraissent donc aujourd’hui nettement établis.

1° La prise des ciments hydrauliques ne peut pas être attribuée à l’hydratation du silicate de chaux, car il m’a été impossible, en préparant directement ces sels par différentes méthodes, d’obtenir un produit se solidifiant dans l’eau, comme le fait un bon ciment hydraulique.

2° Le seul corps qui puisse, en s’hydratant, faire prise dans l’eau et qui se forme dans la calcination d’un mélange d’alumine et de calcaire, est l’aluminate de chaux : l’aluminatc de chaux doit donc jouer un rôle important dans l’hydraulicité des ciments.

3" L’hydratation de l’aluminate de chaux ne peut pas seule expliquer la prise de tous les ciments hydrauliques, car on en cite un certain nombre qui sont justement estimés et qui se produisent par la calcination de calcaires qui ne contiennent que des traces d’alumine.

Les faits que j’ai rappelés dans mon second Mémoire donnent l’explication de cet intéressant phénomène.

J’ai dit en effet que la silice, sous certaines modifications isomériques, pouvait agir sur la chaux comme une véritable pouzzolane : c’est cette variété de silice que M. Landrin, dans ses importants travaux, a appelée avec raison la silice pouzzolanique.

J’ai constaté, comme il l’a annoncé, que la silice provenant de la décomposition d’un silicate par un acide constituait une pouzzolane très énergique et que, mélangée avec une certaine quantité de chaux hydratée, elle produisait, sous l’eau, une prise comparable à celle des meilleurs ciments hydrauliques.

Ainsi, dans toutes les circonstances où la silice hydratée, éliminée d’un silicate, se trouvera en présence de la chaux, une prise pouzzolanique pourra se réaliser.

En résumé, mes recherches sur l’hydraulicité des ciments me conduisent à la conclusion suivante :

C’est le phénomène pouzzolanique qui est la cause principale de la prise dans l’eau de tous les ciments hydrauliques.

PERFECTIONNEMENTS A INTRODUIRE DANS LA FABRICATION DE L’ACIDE SULFURIQUE.

INSUFFISANCE DE l’âIR.

La fabrication de l’acide sulfurique est, comme on le sait, l’opération la plus importante de l’industrie ehimique.

Avant d’être administrateur de la société de Saint-Gobain, j'ai eu souvent à étudier, en ma qualité de conseil chimique de cette Compagnie, différentes questions qui se rapportent à la fabrication de l’acide sulfurique.

Mes recherches ont porté surtout sur les deux points suivants :

1° Comment peut-on faire arriver, dans l’appareil qui produit l’acide sulfurique, la quantité d’air qui convient à l’oxydation de la pyrite et à la régénération du composé nitreux?

2° Quelle est la cause de la perte du composé nitreux, qui a été considérablement atténuée par l’emploi de la colonne Gay-Lussac, mais qui, à certains moments de la fabrication, est souvent encore très notable?

L’arrivée de l’air dans l’appareil qui sert à fabriquer l’acide sulfurique est le point capital de l’opération ; en effet, si l’air manque, l’oxydation de Ja pyrite est insuffisante, et le rendement devient mauvais, puisque le composé nitreux oxydant ne se régénère qu’incomplètement.

L’entrée de l’air dans l’appareil est réglée par le tirage d’une cheminée qui est quelquefois insuffisant; en outre, la composition de l’air qui arrive dans les chambres, et qui devrait être constante, dépend entièrement du four de grillage de la pyrite, qui absorbe d’abord l’oxygène atmosphérique et qui ne laisse entrer dans les chambres que la quantité d’oxygène laissée par la pyrite.

11 en résulte que l’oxygène utile à la chambre pour la régénération du composé nitreux et pour la production de l’acide sulfurique, manque souvent dans l’appareil et détermine alors des pertes considérables.

Pour obtenir, dans la fabrication de l’acide sulfurique, des résultats avantageux et constants, pour produire, d’une part, une oxydation complète de la pyrite et, de 1 autre, pour maintenir dans les chambres la quantité d’oxygène qui est utile aux réactions gazeuses, j’ai toujours soutenu qu’il fallait faire arriver, à volonté et cl'une manière indépendante, l’oxygène nécessaire au grillage de la pyrite et l’oxygène indispensable aux chambres.

Pour atteindre ce but, j’ai conseillé aux fabricants d’acide sulfurique de placer, dans les différentes parties de l’appareil, des injecteurs d’air permettant de compléter à volonté la quantité d’oxygène qui est utile aux réactions chimiques et que le tirage de la cheminée n’introduit que d’une façon insuffisante.

J ai constate que ces insufflations d’air produisaient souvent des résultats excellents.

Seulement, il faut prendre certaines précautions pour éviter le refoulement du gaz et pour ne pas nuire au tirage de la cheminée.

PERTES Dü COMPOSÉ NITREUX.

J’ai étudié, à plusieurs reprises, les causes diverses qui, dans la fabrication de l’acide sulfurique, déterminent la perte du composé nitreux, qui se chiffre par des sommes considérables.

11 résulte de mes expériences que la perte du composé nitreux est due souvent à la production du protoxyde d'azote et à celle de l’azote qui, à la suite des réactions gazeuses, se forment dans les chambres.

J’ai prouvé en effet, dans un travail que j’ai présenté à l’Académie, que quand l’acide sulfureux agit sur les composés nitreux à une température élevée, il se produit en abondance soit de l’azote, soit du protoxyde d’azote qui sont perdus pour le fabricant, car ces deux gaz n’agissent pas sur l'air humide pour régénérer soit AzO 3 , soit AzO' 1 , soit Az0 3 ,H0, et ne sont pas absorbés par la colonne Gay- Lussac.

Pour combattre cette perte de composés nitreux, j’ai conseillé d’éviter l’introduction dans les chambres de gaz trop chauds qui, par l’action de l’acide sulfureux sur les gaz nitreux, produisent, à haute température, de l’azote ou du protoxyde d’azote.

Le refroidissement des gaz peut être opéré par les méthodes bien connues de tous les fabricants.

Il existe un autre mode de déperdition du composé nitreux, qui s’opère dans la colonne Gay-Lussac et que j’ai étudié avec soin.

On croit généralement qu’en travaillant dans les chambres avec un excès de vapeurs rutilantes qui se dissout ensuite dans le Gay-Lussac, on utilise complètement l’acide sulfureux qui se produit dans les fours de grillage : c’est une erreur complète. J’ai analysé souvent les gaz qui sortaient des colonnes Gay-Lussac, et j’ai constaté, au grand étonnement des directeurs, que ces gaz contenaient des quantités considérables de bioxyde d’azote et d’acide sulfureux.

Ainsi le Gay-Lussac laisse perdre de l’acide sulfureux et du bioxyde d’azote : ces gaz sont mélangés cependant à de l’oxygène ; mais l’oxygène, paralysé sans doute par la présence d’un excès d’azote, n’agit pas dans ce cas sur le bioxyde d’azote.

L’inactivité de ces différents gaz est due en partie au manque d’eau ; on sait en effet que pour éviter, dans la chambre de queue, la production d’acide nitrique qui ne manquerait pas d’attaquer rapidement le plomb de la chambre, le fabricant est toujours disposé à ne faire arriver dans la chambre de queue qu’une quantité insuffisante de vapeur d’eau.

Pour démontrer que l’appareil d'acide sulfurique laisse perdre, faute d’air et d’eau, des gaz nitreux et sulfureux qu’il devrait utiliser, j’ai fait disposer, dans une usine, une petite chambre de plomb que j’ai appelée complémentaire : cette

chambre était placée avant la cheminée; elle recevait les gaz qui s’y perdent; seulement j'y faisais arriver de la vapeur d’eau et de l’air qui étaient destinés à transformer le bioxyde d’azote en vapeurs rutilantes et à faire agir l’oxydant nitreux sur l’excès d’acide sulfureux qui se perd dans la cheminée.

Cette chambre complémentaire a marché pendant plusieurs mois et a donné des quantités considérables d’acide sulfurique qui se produisait, comme on le voit, avec les gaz perdus; l’expérience démontrait donc d’une manière incontestable l’insuffisance de la colonne Gay-Lussac pour la condensation des gaz nitreux.

J’attache plus d’importance encore aux observations que j’ai faites sur la perte du bioxyde d’azote qui peut se produire souvent à la suite d’une réaction qui s’opère dans le Gay-Lussac même.

Après avoir constaté que, dans certains dérangements de chambre, il arrive souvent au Gay-Lussac de l’acide sulfureux qui n’a pas été oxydé dans les chambres, j’ai démontré que cet acide sulfureux du Gay-Lussac ne détermine pas seulement une perte de soufre, mais aussi une perte de composé nitreux.

J’ai retiré du Gay-Lussac une certaine quantité de l’acide sulfurique nitreux et je l’ai soumis à l'action du gaz sulfureux : en un mot j’ai reproduit, dans le laboratoire, la réaction qui s’opère dans les usinés, lorsque l’acide du Gay-Lussac reçoit une certaine quantité d’acide sulfureux qui a échappé au travail des chambres.

J’ai constaté dans ce cas, comme on devait s’y attendre, que l’acide sulfureux décomposait rapidement les vapeurs rutilantes qui se trouvent dans l’acide du Gay-Lussac et dégageait des torrents de bioxyde d’azote que l’acide sulfurique ne dissout pas sensiblement.

Telle est, selon'moi, la cause principale delà perte du composé nitreux, dans la fabrication de l'acide sulfurique; elle est due à l’arrivée de l’acide sulfureux dans le Gay-Lussac qui dégage du bioxyde d’azote que la cheminée laisse perdre.

Cet accident, que connaissent tous les fabricants, se manifeste par une production considérable de chaleur.

Le directeur de l’usine qui voit fumer eu rouge sâ cheminée croit que, dans l’appareil, le composé nitreux est en excès et que tout son acide sulfureux est utilisé ; il se trompe : le gaz rutilant qui se produit au haut de la cheminée est du bioxyde d’azote, qui devient rutilant par l’action oxydante de l’air et qui est entièrement perdu pour le fabricant.

COLOSSE AÉRONITBIQUE.

Apres avoir déterminé les causes principales de perte de composés nitreux dans la fabrication de l’acide sulfurique, j’ai cherché le moyen d’éviter ces pertes, et je crois y être parvenu, par les procédés suivants :

1° La quantité d air appelée par le tirage de la cheminée étant souvent insuffisante pour griller la pyrite et pour oxyder complètement le bioxyde d’azote qui se produit dans la réaction gazeuse des chambres de plomb, je propose d’établir dans les différentes parties de l’appareil des injections d’air qui apporteront l’excès d’oxygène utile à la réaction.

2° Reconnaissant que l’arrivée de l’acide sulfureux dans la colonne Gay-Lussac détermine un dégagement considérable de bioxyde d’azote et devient la cause principale de la perte du composé nitreux dans la fabrication de l’acide sulfurique, je place avant le Gay-Lussac une colonne que j’ai appelée aéronitrique, dans laquelle j’établis un courant d’acide nitrique qui réagit sur l’acide sulfureux, le transforme en acide sulfurique en produisant des vapeurs nitreuses qui sont retenues par j’acide sulfurique du Gay-Lussac.

5° Enfin, après avoir constaté que les réactions gazeuses qui s’opèrent dans les chambres sont souvent incomplètes et que les gaz qui se perdent dans la cheminée pourraient produire de l’acide sulfurique s’ils se trouvaient en présence d’un excès d’air et de vapeur d’eau, je donne le conseil d’établir avant la cheminée une petite chambre complémentaire qui recevra les gaz aujourd’hui perdus et qui seront mélangés à un excès d’air et de vapeur d’eau : on produira ainsi, sans frais, des quantités notables d’acide sulfurique.