I. FABRICATION DE L’ALUN AVEC L’ALUNITE DE LA TOLFA
11 existe, ainsi que nous venons de le dire, en Italie, à la Tolfa près de Civita- Yecchia, d’importantes mines d’alunite, qui, exploitées depuis le quinzième siècle, le sont encore actuellement. L’alunite s’y rencontre sous forme de gisements circonscrits au milieu des schistes argileux rougeâtres de l’époque jurassique.
On explique sa formation par l’action du gaz sulfhydrique, qui se dégage des profondeurs de la terre, sur ces schistes argileux. L’aeide sulfhydrique, on le sait, donne en présence de l’oxygène humide, du soufre ou de l’acide sulfurique suivant les circonstances ; cet acide sulfurique réagit sur les diverses roches qu’il rencontre et transforme en particulier les schistes argileux en alunite.
Voici d’après Gordier, l’analyse de l’alunite de la Tolfa :
Acide sulfurique. 55,495
Alumine. 59,654
Potasse. 10,021
Mais ce que l’on rencontre en majeure partie, dans l’exploitation des mines, c’est de l’alunite mélangée à de la silice et à des composés siliceux ; on a donné à ce minéral le nom de roche d’alun.
Voici les analyses de trois types de roche d’alun de la Tolfa :
Acide sulfurique. . . .
Alumine.
Potasse.
Eau.
Silicate.
Reste.
L’on voit que les proportions d’acide sulfurique, d’alumine et de potasse, sont très variables suivant les échantillons ; il en résulterait forcément dans les rendements une grande irrégularité, si l’on ne remédiait à cet inconvénient en faisant des mélanges considérables de minerais de façon à obtenir une moyenne à peu près constante.
A la Tolla, l’alunite est traitée de la manière suivante. On la casse en morceaux de la grosseur moyenne d’un pavé, et on l’introduit dans un four à chaux ainsi .constitué : au-dessus de la sole ordinaire communiquant avec le foyer, se trouve à 1/5 environ de la hauteur totale du four, une seconde sole en forme de voûte, et percée de trous, sur laquelle on place l'alunite en tas ; la flamme passant dans la chambre formée entre les deux soles, pénètre par les trous dans le compartiment supérieur, échauffe la masse de l’alunite et la calcine. On arrête l’opération, lorsqu’on aperçoit à la partie supérieure du four des vapeurs blanches, qui ne sont autres qu’un dégagement d’acide sulfureux, indiquant que l’acide sulfurique de l’alunite commence à se décomposer.
L’opération dure environ 5 heures. Au bout de ce temps on défourne le minerai, et on le met en tas que l’on abandonne pendant trois ou quatre mois à l’efflorescence, en ayant soin de l’humecter de temps en temps avec de l’eau. Il devient à la longue de plus en plus friable, et finit, en se mélangeant à l’eau, par former une pâte. On prend alors cette pâte que l’on lessive dans des chaudières en plomb, semblables à celles employées dans la fabrication du sulfate d’alumine. Lorsque toute la matière soluble est dissoute, on laisse la masse au repos pendant quelques jours, pour permettre à la silice de se déposer ; après quoi, on décante la liqueur claire, on la concentre encore dans des chaudières en plomb, puis on la soutire dans de grands réservoirs en maçonnerie où on l’abandonne à la cristallisation.
Au bout de huit à dix jours, on décante les eaux-mères et on trouve sur les parois et au fond des réservoirs de l’alun cubique cristallisé, et légèrement teinté en rose, ce qui caractérise l’alun de Rome.
Depuis quelques années, la Compagnie de l’alun romain, a créé à Rouen une usine, où elle reçoit l’alunite pulvérisée et calcinée et la traite ensuite par un procédé analogue à celui que nous venons d’exposer.
II. FABRICATION DE L’ALUN AVEC LA TERRE D’ALUN ET AVEC LES SCHISTES ALUMINEUX.
La terre d’alun est un minerai d’une couleur noire plus ou moins foncée, tantôt friable, tantôt compacte, ordinairement mélangé de sable et de paillettes de mica, ou d’argile bitumineuse.
Exposée à l’air, elle s’effleurit en dégageant parfois assez de chaleur pour s’enflammer d’elle-même.
Elle se rencontre le plus souvent dans la formation du lignite, et constitue des couches d’une grande puissance, superposées à celles du lignite, ou intercalées entre elles. On la trouve dans l’Allemagne du Nord dans le voisinage de l’Oder, sur les bords du Rhin, et en France sur les bords du Rhône. Elle renferme du soufre soit à l’état libre, soit sous forme de pyrite de fer. Voici d’ailleurs la composition d’un échantillon de terre d’alun venant de Saxe :
SULFATE D’ALUMINE ET ALUN
Siliee. 35,34
Acide sulfurique. 0,27
Alumine. 18,75
Chaux. 1,16
Magnésie. 1,08
Soude. 0,19
Potasse. 1,78
Protoxyde de fer. 2,53
Bisulfure de fer. 2,75
Soufre. 2,65
Matières organiques et eau. 34,65
La terre d’alun est exploitée pour la fabrication de l’alun, dans les différents points de l’Allemagne où. on la rencontre.
Les schistes alumineux constituent un minerai argileux d’un coloration foncée allant du noir brun au noir bleu, et d’une dureté plus ou moins grande, selon sa teneur plus ou moins élevée en silice.
Ils se rencontrent dans la formation carbonifère, et sont susceptibles de brûler d’eux-mêmes comme la terre d'alun, en raison de leur grande richesse en charbon. Leurs principaux gisements sont à Whitby en Angleterre, à Huriet et Campsie en Écosse, et dans la Picardie en France. Il en existe également en Allemagne, en Saxe, en Bohême et en Belgique.
L’analyse faite de différents types de schistes alumineux a donné les résultats
Whitby.
Ilurlet.
Campsie.
Sulfure de fer.
Alumine.
Silice. . . ..
Px’otoxyde de fer . . .
Chaux.
Magnésie.
traces
Acide sulfurique. . . .
Potasse.
Traces
Charbon.
Substances organiques.
Eau.
Pertes.
Picardie.
I II ffl IV Y VI
Sulfure de fer. 8.490 12.200 18.155 51.400 10.780 16.405
Alumine. 4.000 2.600 5.000 2.800 1.150 1.550
Gangue terreuse. . . . 58.750 7.250 58.000 20.000 22.750 21.000
Protoxyde de fer. .. . 2.550 5.650 1.450 2.225 1.455 1.455
Chaux. 800 850 600 1.100 ' 850 800
Acide sulfurique. .. . 5.255 5.915 1.570 2.150 5.550 5.150
Substances organiques. \
Eau. 5.500 5.000 4.000 5.000 5.600 5.500
C’est à Whitby, Huriet et Campsie que se fabi’iquent en grande partie, les quantités considérables d’alun que la Grande-Bretagne fournit à la consommation.
L’Allemagne exploite également les schistes alumineux qu’elle possède. Quant à la Picardie, elle produit annuellement de 4 à 5 millions de kilogrammes d’alun.
Le traitement de la terre d’alun et des schistes alumineux étant à peu près le même dans 1 les différents pays, nous exposerons simplement la fabrication de l’alun avec les schistes alumineux, telle qu’elle se fait en Picardie.
Le minerai que l’on désigne en Picardie sous le nom de terre noire ou cendre noire, étant une fois extrait, on le concasse et on en forme d’immenses tas que l’on recouvre d’un toit, ou que l’on laisse simplement exposés à l’air.
On a soin de ménager sous la masse, de petites ouvertures qui, par l'addition d’un peu de combustible, permettent d’activer, si elle est trop lente, la combustion qui d’ordinaire se produit spontanément ; au contraire lorsqu’elle est trop active, on la modère en apportant de nouvelles quantités de schistes, et l’on éteint même le feu résultant de l’oxydation si cela est nécessaire.
La décomposition des schistes alumineux au contact de l’air, s’explique de la façon suivante : le sulfure de fer, ou pyrite de fer FeS 2 , en présence de l’air humide, s’oxyde et se transforme en sulfate de fer, en donnant de l’acide sulfurique, d’aprèsl’équation :
FeS 2 4- 70 -H HO = Fe0,S0 3 + S0 3 ,HO.
L’acide sulfurique libre, rencontrant alors le silicate d’alumine des schistes, déplace la silice et produit du sulfate d’alumine, ce qu’on exprime par la formule :
Al 2 0 3 ,Si0 2 -4- 5(S0 3 ,H0) = A1 2 0 3 ,5S0 3 4 -SiO 2 + 5'HO.
Cette décompositon ne se produit que lentement, et ce n’est qu’au bout d’un an environ que l’on peut considérer l’oxydation comme complète. On peut d’ailleurs se rendre compte de temps en temps du degré qu’elle a atteint, en épuisant par 1 eau une petite .quantité de la-masse, et en essayant la dissolution. Lorsque la combustion est terminée, le volume des tas de schistes a diminué d’environ moitié. On procède alors à la lixiviation, c’est-à-dire que l’on soumet le minerai décomposé au lessivage méthodique. On opère au moyen d’une série de cuves en bois, super-
SULFATE D’ALUMINE ET ALUN
posées et pouvant communiquer entre elles par une ouverture ménagée à leur partie inférieure, et fermée soit par un bouchon, soit par un robinet. On emplit ces cuves aux trois quarts de minerai, puis on achève de remplir avec de l’eau. Si alors on retire le bouchon qui ferme l’ouverture de chaque cuve, la lessive s’écoule dans celle qui est immédiatement inférieure, et ainsi de suite, en se chargeant de plus en nlus de la partie soluble de la masse. On finit par recueillir, au sortir de la dernière cuve, des liqueurs marquant 20° B. Celles qui n’atteindraient pas ce degré sont repassées sur de nouvelles quantités de minerai. D’après les réactions que nous avons indiquées précédemment, il résulte que ces lessives contiennent en dissolution du sulfate d’alumine et du sulfate de fer ; il importe d’en opérer la séparation. Pour cela, les liquides sont amenés dans des chaudières en plomb et concentrés à environ 40° B ; puis on les verse dans de grands bassins en maçonnerie où le sulfate de fer se cristallise. Il est recueilli et livré au commerce. Les eaux mères, qui ne contiennent pour ainsi dire plus que du sulfate d’alumine, sont décantées, puis additionnées de sulfate de potasse ou de sulfate d’ammoniaque, suivant que l’on veut obtenir de l’alun de potasse ou de l’alun ammoniacal. Cette opération porte le nom de brevetage. On peut employer aussi du chlorure de potassium au lieu de sulfate de potasse.
La masse est abandonnée de nouveau dans des bassins, où l’alun se cristallise. Cet alun de première cristallisation est toujours sale et impur; aussi le fait-on dissoudre de nouveau dans de l’eau chaude, pour le laisser cristalliser une seconde fois. Les impuretés restent alors dans les eaux mères.
Les résidus du lessivage méthodique ne sont pas jetés; mais ils sont remis en tas et subissent au contact de l’air une nouvelle combustion, qui fournit encore des quantités intéressantes de sulfate d’alumine et de sulfate de fer.
100 kilogrammes de terre noire de Picardie fournissent en moyenne 125 kilogrammes d’alun.
Dans certaines aluneries, pour obtenir une combustion des schistes alumineux plus rapide que celle qui se produit naturellement, et qui dure environ un an, on les mélange avec de la houille, lorsqu’ils ne sont pas assez bitumineux pour s’enflammer d’eux-mèmes, puis on en forme d’immenses tas auxquels on met le feu. Il faut avoir soin toutefois de ne pas laisser se produire une température trop élevée, qui décomposerait les sulfates d’alumine et de fer.
