H. SAINTB-CLAIRE BE VILLE

L'acide chlorhydrique produit du chlorure d'aluminium ou de silicium, en passant au travers du mélange de charbon et d'alumine ou de silice ; mais il faut une plus forte chaleur.

Ce qu'il y a de curieux, c'est qu'en chauffant un mélange d'alun calciné et de sel marin, on n'obtient pas de chlorure d'aluminium, comme on pourrait être porté à le croire, d'après les lois de Berthollet. On obtient un gaz qui, d'après M. Deville, est composé avec les éléments de l'acide chlorosulfurique, ou ce gaz lui-même. Il reste dans la cornue un mélange d'alumine, de sulfate de potasse et de sulfate de soude.

La formule suivante explique cette réaction :

3 So^ + Al^ Cl» = 3 So* Cl + Al« O»

On obtient une réaction analogue avec le bi*sulfate de potasse fondu et le chlorure double d'aluminium et de sodium.

Mais revenons à la préparation de ralumi-»

nium. Dans ses premières expériences, voici com-* ment opérait M. H. Deville :

Dans un gros tube de verre de 4 centimètres de diamètre environ, l'on place entre deux tampons d'amiante 200 à 300 grammes de chlorure d'alu-

DE LA PRÉPARATION DE l'ALUHINIUM. 119

minium obtenu comme nous Tavons dit précé<demment. Le tube est chauffé avec quelques char* bons pendant qu'on le fait traverser par un courant d'hydrogène bien sec et complètement purgé d'air (1).

L'acide chlorhydrique, ainsi que le chlorure de soufre et de silicium, dont le chlorure d'aluminium brut est toujours imprégné, se trouvent ainsi complètement entraînés. On introduit alors dans le tube le sodium coupé en petits morceaux, bien essuyé et contenu dans des nacelles de porcelaine. On remplit de nouveau l'appareil de gaz hydrogène, on fond le sodium, et on chauffe avec pré^ caution le chlorure d'aluminium, qui distille peu à peu et vient se décomposer au contact du sodium, avec une incandescence que l'on modère à volonté, en chauffant plus ou moins le chlorure. L'opération est terminée lorsque tout le sodium a disparu, et que le chlorure d'aluminium, au lieu d'être absorba, vient sortir à l'extrémité de l'ap- ' pareil. On enlève alors le. feu et on laisse refroidir

(1) Dans ce bat, M. DeTille le faisait passer à travers une boule remplie d'un mélange d'épongé et de noir de platine légèrement chauffée.

120 H. SAINTB-GLAIRB DBVILtE.

complètement en continuant le courant d'hydro^ gène.

L'aluminium contenu dans les nacelles s'y trouve au sein d'un chlorure double d'aluminium et de sodium, composé fusible et volatil. Pour l'en séparer, on introduit les nacelles dans un gros tube de porcelaine muni d'une allonge; et tandis que la température est portée au rouge vif, on fait passer un courant d'hydrogène sec. Le chlorure double vient couler dans l'allonge, où il se solidifie, et l'on trouve après l'opération, dans chaque nacelle, l'aluminium rassemblé en un ou deux petits culots au plus. On les lave dans Teau pour enlever un peu de sel et de silicium brun prove^ nant de l'attaque de la porcelaine par le sodium et l'aluminium, et on réunit tous les petits culots en un seul, en les fondant avec du chlorure double dans une capsule de porcelaine placée au fond d'une moufle, en ayant la précaution de n'introduire le métal dans le chlorure que lorsque ce dernier est bien fondu et ne dégage plus d'acide chlorhydrique. La température doit être celle nécessaire à la fusion de l'argent. Une fois l'aluminium réuni, on coule l'excès de fondant, et on recueille le métal qu'on maintient fondu dans un

DE LA PRiPARATION DE L*ALCJHINIIJ1I. 1^1

creuset de porcelaine couvert, jusqu'à ce que les ▼apeurs de chlorure double dont le métal est toujours imprégné aient complètement disparu.

L'aluminium ainsi obtenu est extrêmement pur ; il est recouvert d'une pellicule légère d'alumine provenant de la décomposition partielle du fondant.

M. Deville a essayé de faire réagir la vapeur de sodium sur le chlorure d'aluminium, au moment même où elle sort de l'appareil qui sert à produire ce métal ; pour cela, le chlorure est contenu dans un vase mis en communication avec la cornue de fer d'où se dégage le sodium. Nous avons été témoins de l'expérience de M. Deville, et nous l'avons nous-mêmes répétée à l'usine de Javel; malheureusement, la quantité d'aluminium réduite par ce moyen est tellement minime, relativement aux quantités de matières premières employées, qu'il nous a fallu renoncer à l'espoir d'arriver par là à de bons résultats. On comprendra facilement cet échec si l'on réfléchit que, pendant la production du sodium, il se volatilise une grande quantité de soude qui détruit en pure perte une quantité considérable de chlorure d'aluminium.

122 0. SAINTB-CLAIEB MYILLE.

Préparation de Faluminium par la pile. — * Ce mode de réduction, sur lequel beaucoup de personnes fondaient et fondent encore de grandes espérances, fut mis à Tétude par M. Deville* dès le début de ses expériences.

Il a eu recours pour cela i un procédé très analogue à celui que M. Bunsen (1) avait déjà employé en Allemagne pour la préparation du magnésium.

Disons de suite que jusqu'ici il a été impossible d'obtenir l'aluminium par la pile avec des li* queurs aqueuses.

Voici comment M. Deville procède :

Il prépare un bain de chlorure d'aluminium en chauffant un mélange de 2 parties de chlorure d'aluminium et de 1 partie de sel marin bien sec. Le chlorure double ainsi préparé est introduit dans un creuset de porcelaine yernissé contenu lui-même dans un creuset de terre. Le couvercle du creuset de porcelaine est percé de deux trous ; l'un destiné à laisser passer l'électrode négative, qui est une large lame de platine ; l'autre dans laquelle s'adapte à frottement un cylindre en

(1) Ann, de Chim. et de Pkyeiq., 3« gérie, \. xx^vi,

M LA PRÉPARATIOlf DB L' ALUMINIUM. 123

porcelaine dégourdie, dans lequel se trouve placé le charbon servant d'électrode positive et qui doit plonger comme la lame de platine dans le bain qu'il s'agit de réduire. On emplit jusqu'à la même hauteur verticale le creuset de porcelaine et le vase poreux de chlorure double fondu, et l'on chauffé suffisamment pour maintenir la matière fluide. L'aluminium se. dépose avec du sel marin sur la lame de platine, et le chlore, avec un peu de chlorure d'aluminium , vient se dégager dans le vase poreux : des fumées se produisent, et on les détruit en introduisant de temps en temps du sel marin sec et pulvérisé dans le vase poreux.

Il suffit d'un petit nombre d'éléments pour obtenir un courant d'une intensité suffisante à cette décomposition.

Lorsque la lame de platine est suffisamment chargée de dépôt métallique et salin, on la laisse refroidir, on brise la masse saline rapidement, et l'on introduit de nouveau l'électrode dans le courant.

Pour réunir et agglomérer le métal ainsi obtenu, on opère comme il a été dit précédemment, en ayant recours au chlorure double comme fon* dant.

124 H. DBVILLB.— ESSAIS M ANtTFACTtRIBllS.

A la fin de ropération, on trouve dans le vase poreux contenant Télectrode en charbon , une grande quantité de ce corps qui s'est détachée de l'électrode.

Les premières portions d'aluminium obtenues par la pile sont toujours cassantes ; c^est de la fonte d'aluminium (1). On peut cependant l'obtenir aussi beau que par le sodium ; mais il faut employer du chlorure d'aluminium plus pur* En effet, lorsqu'on opère avec le sodium, le courant d'hydrogène enlève le silicium, le soufre et même le fer qui passe à l'état de protochlorure fixe; tandis que toutes ces impuretés restent dans le liquide, que l'on décompose par la pile, et sont enlevées avec les premières portions de métal réduit

H* H* DevIUe* — EMais manufaeturieni aux. fk»als de S. HE. l'Empereur»

Chlorure d^aluminium.

Dans ce que nous avons vu jusqu'ici des travaux de M, H. Ste-Glaire JDeville, nous n'avons

(t) Alliage d'alominiain et de silicionit

CHLORURE d'aluminium. 12&

pas trouvé de chiffres de rendement; cette lacune se trouve comblée dans le mémoire qu'il a publié sur ses expériences à l'usine de Javel. D'après ce travail, il aurait obtenu avec la cornue tabulée que nous avons décrite plus haut, de S kilogr. d'alumine, lO^^-SO de chlorure. Le résidu de l'opération pesait environ 1 kilogr. et contenait encore i partie d'alumine pour 2 de charbon. On y trouvait en outre des chlorures alcalins, du chlorure double d'aluminium et de sodium et du chlorure de calcium. Après lui avoir fait subir un lavage suffisant, on l'a employé à un nouveau traitement.

Une opération analogue à la précédente a fourni 11 kilogr. de chlorure d'aluminium.

Dans l'expérience en grand, la cornue tubulée fut remplacée par une de ces cornues en terre réfractaire, qui sont maintenant employées à la fabrication du gaz d'éclairage ; le mélange de charbon, d'huile et d'alumine, par un mélange d'alumine et de goudron ; et le récipient en verre par une petite chambre en briques , recouverte en faïence vernissée.

L'alumine employée par M. Deville provenait de la calcination de l'alun ammoniacal; la ma-

126 H. DBYILLB.— «BSSAlJI MANUFACTURIERS.

jeure partie fut préparée par fios soîds , en calcinant dans un four à soude nouvellement construit 3,000 kilogr. de ce sel. Une partie aussi fut obtenue en calcinant dans le four servant à la fabrication du sodium , l'alun contenu dans des pots à noir d'os. Ces mêmes pots servaient à calciner le mélange d'alumine et de goudron que l'on y introduisait , en ayant soin de le bien tasser. Ce mélange était considéré comme suiDBsamment calciné lorsqu'il cessait de se dégager des flammes du goudron; après refroidissement suffisant pour que le mélange ne puisse plus brûler à Tair, on retirait la matière sous forme de morceaux durs, luisants analogues à de la pierre ponce. C'est à cet état qu'il était introduit dans la cornue à gaz. Celle-ci^ d'une capacité de 300 litres environ, avait été coupée à sa partie béante, de manière à diminuer sa hauteur d'au moins 30 ou 40 centimètres. Elle était placée verticalement, comme le représente la fig. 23.

La flamme partie du foyer F venait circuler autour de la cornue au moyen d'une traînée en spirale £. Une ouverture carrée X, pratiquée à la partie inférieure de la cornue et pouvant être bouchée au moyen d'une brique maintenue par

' CHLORURE d'alhhinich. 127

une vis de pressioB, permetlaif de vider Tappareil lorsque le mélaDge était épuisé. Ud tube de porcelaine qui veoait joindre la coroue eu 0, amenait le chlore jnsqu'an centre de la couche de charbon alumineux.

Fig;. «8.

Comme ce tnbe était obligé de passer en même temps à travers la traînée, on l'avait pro'*"' contre l'action de la (lamme par nne envelo réfractaire. L'orifice supérieur de la comne é

128 H. DBVILLB. — ESSAIS MANUFACTUBIBRS.

fermé au moyen d'un carreau réfractaire Z, au milieu duquel une ouverture carrée W, de 1 décimètre environ, permettait l'introduction successive du mélange dans l'appareil.

Les vapeurs de chlorure d'aluminium se rendaient dans la chambre de condensation par le canal latéral Y, placé à 30 centim. en contre-bas de l'orifice supérieur de la cornue. Cette chambre, de 1 mètre carré de surface, était haute de 1*20. Ménagée dans le massif môme du four, elle se trouvait par ce moyen maintenue à une température assez élevée. L'intérieur en était garni avec des plaques de faïence vernissée. Elle était munie à sa partie inférieure d'une ouverture de 2 à 3 décimètres carrés, qui la mettait en communication avec des conduits mobiles* en bois, garnis de plomb, qui aboutissaient en dernier lieu à la cheminée du four. Ces conduits servaient à condenser une certaine quantité de chlorure entraînée mécaniquement par le courant.

Une batterie de huit bonbonnes, contenant chacune 45 litres d'acide muriatique, fournissait le chlore ; on en chargeait quatre toutes les vingtquatre heures, pendant que les quatre autres se refroidissaient. Le gaz perdait une partie de l'eau

CKIOEUEB d'aluminium. 139

qu'il entraîne tonjoars, en traversant des tuyaux de plomb refroidis par un courant d'eau froide. Il achevait de se dessécher en passant à travers de l'acide snlfurique contenu dans une bouteille en plomb, puis à travers du chlorure de calcium contenu dans une bonbonne.

Après avoir desséché bien c(Hnplétement tout le massif, on remplissait la cornue de mélange calciné , et après avoir posé la plaque Z , on poussait le feu jusqu'à ce que la cornue fût partout au rouge sombre bien caractérisé; on faisait alors arriver le chlore; mais on laissait perdre par l'ouverture W de la plaque réfractaire, les premières fumées renfermant encore de l'eau et de l'acide chlorhydrique.

Lorsque l'opération marchait bien, le chlorure se condensait presque en totalité contre la plaque M qui recouvrait la chambre, sous forme de gros cristaux jaunes soufre, groupés en une masse analogue à une réunion de stalactites.

Une de ces plaques pesait 50 kilog.

Au fur et à mesure de l'épuisement du mélange, on rechargeait par l'orifice W, en ayant soin de faire tomber par l'orifice inférieur, une quantité correspondante du mélange épuisé.

130 H. DBVILLE.^ — ^BSSA» M AHUFACTURIBRS.

Si l'absorption du chlore se fait d^une manière convenable, il ne doit s'exhaler de la chambre aucune vapeur blanche.

L'odeur du gaz oxyde de carbone, qui est un des produits de l'action du chlore, est toujours très piquante; par suite de la formation d'une certaine quantité de chlorure de silicium, qu'on ne peut éviter, et peut-être d'un peu d'acide chlorocarbonique, lorsque la chaleur est insuffisante.

M. Deville estime qu'une cornue à gaz convenablement conduite pourrait servir au moins deux mois ou trois mois au plus. Il faudrait, dit*il, construire la partie verticale du fourneau, de manière à permettre le remplacement facile de ces appareils. On doit ménager aussi, sur le parcours de la flamme, un grand nombre d'ouvertures qui servent à visiter la cornue. On s'aperçoit immédiatement d'une fuite, à la coloration bleue qu'affecte la flamme.

Il est réellement fort intéressant de suivre peu à peu la transformation des appareils de laboratoire ^1 appareils manufacturiers : c'est ainsi que nous avons vu successivement le tube de porcelaine, où W&hler préparait le dilorure d'aluminium, remplacé par la cornue en grès tu-

CHLORDRB D'aLOMIMIOM. 131

bâtée d'Ebelmen,et cette dernière, par ime cornue à gaz de 300 litres de capaciti.

Le canoD de fusil, où Curandaa recueillait dn sodiam sor une tige de même métal,fait place anx bouteilles en fer foi^é qai servent à transporter le mercure; et bientAt on substitue à celles-ci des tubes de mime diamètre, mais de i mètre de longueur.

Pour réduire des quantités un peu considérables de chlorure d'aluminium, U. Deville eut l'idée de substituer au fabe de verre et aux nacelles de porcelaine, un tube de cuivre D, Qg. 24,

de fort diamètre, contenant des nacelles de même métal (1). Le chlorure d'aluminium était contenu

(1) Plai tard , H. DeTille labelilaB 1> fonte an caiTre pour c«i mbmet appveili.

132 H. DBVliLB.— ESSAIS MANUFACTURIERS.

dans le cylindre A, fig. 24, chauffé au moyen d'un petit foyer. Il passait par le tube Y à travers un second cylindre B, où se trouvaient 60 à 80 kilogr. de pointes de fer, et chauffé au rouge sombre. Par ce moyen , Tacide chlorhydrique, le chlorure de silicium et le chlorure de soufre étaient complètement arrêtés, ainsi que le chlorure de fer qui , se trouvant réduit à Tétat de protochlorure fixe, restait sur le fer. Chaque nacelle pouvait contenir environ 500 gr. de sodium. Le cylindre B se trouvait réuni au cylindre D par un large tube où achevait de se déposer le protocfalorure de fer entraîné mécaniquement ; ce tube était maintenu à une température de 200 à 300 degrés, suffisante pour empêcher la condensation du chlorure d'aluminium, mais à laquelle cependant le protochlorure de fer n'a pas de tension sensible. On chauffe le tube D avec précaution, car la température produite par la réaction est quelquefois si considérable, que l'on est souvent obligé d'enlever tout le combustible. On s^aperçoit facilement que les nacelles sont saturées de chlorure, lorsque ce dernier sort sans être absorbé par l'extrémité de l'appareil. On retire alors les nacelles dont on fond le contenu , soit dans des

CHLORURE D*ALUlflNIUtf. 133

pots de foDte, soit dans des creusets de terre, chauffés sur la sole du four à sodium. La réaction entre le chlorure d'aluminium et le sodium, qui quelquefois n'est pas terminée, s'achève dans cette opération; on chauffe jusqu'à ce que la fusion de la matière soit bien complète et que le chlorure double commence à se volatiliser. Arrivé à ce point, on laisse refroidir les pots, puis on en retirela matière, qui se compose : 1^ d'une couche supérieure de sel marin parfaitement blanche, contenant à sa partie inférieure des globules de métal plus ou moins pur; 2^ d'une couche inférieure grise, contenant une quantité considérable de poudre et de globules, que l'on sépare du sel au moyen de l'eau. Malheureusement, ce dernier traitement fait perdre une quantité considérable de métal, qui est dissous à la faveur du chlorure d'aluminium que retient encore la matière. Pour réunir ce métal très divisé, M. Deville le chauffe à sec dans un creuset , et , au moment où il commence à fondre, il écrase la matière à l'aide d'une baguette en terre réfractaire. Tout alors se réunit en un seul culot, que l'on coule dans une lingotière.

If. Deville recommande d'enlever avec soin

134 H. DBYILLB. — BSSAIS MANUFACTURIERS.

tout le charbon sodique que pourrait renfermer le sodium, parce que ce charbon donne naissance à des cyanates et à des cyanures métalliques, qui, au contact de Teau , dégagent de l'ammoniaque abondamment et détruisent encore de ralumi* nium. L'aluminium divisé, retenant encore du sodium , prend feu comme de l'amadou quand on cherche à le réunir, comme nous l'avons dit plus haut ; dans ce cas il vaut mieux le refondre avec un peu de chlorure double d'aluminium et de sodium.

M. Deville termine ainsi le mémoire dont nousavons extrait ce tjui précède :

« Tel est le détestable procédé au moyen duce quel ont été fabriqués les lingots d'aluminium « qui ont été remis à l'Exposition (1). Pour com- « ble de malheur, pressé par le temps et ignorant « l'action du cuivre sur l'aluminium, j'avais, dans « presque toutes mes expériences employé des « cylindres à réaction et des nacelles en cuivre ; c( de sorte que l'aluminium que j'en retirais con- <c tenait des quantités notables de ce métal et < constituait un véritable alliage. Aussi il avait

(1) ExposilioB unireneBe des prodoiU de Tindiutrie, de ISftS.

CHLonuRB d'aluminium. 135

« perdu toute sa ductilité et sa malléabilité; il avait a uae teinte grise désagréable , et enfin , au bout « d'un ou deux mois, il se ternissait en se recou- « vrant d'une couche d'oxyde ou de sulfure noir « de cuivre, qu'on ne pouvait enlever qu'en les c< trempant dans l'acide nitrique. »

mu* DeviUe^ "Déhrmj et P. IHerta.

Modifications au procédé ci-dessus.

Tel était l'état de la fabrication de l'aluminium lorsque, vers la fin de 185S, M. Deville, surpris de la facilité avec laquelle se réunissait l'alumintum lorsqu'on le réduisait de son fluorure au lieu de le réduire du chlorure, eut l'idée d'essayer comment agissait le fluorure dans ces circonstances. Il vit que le succès de l'opération était dû à ce que l'alumine interposée entre les petits globules se trouvait dissoute par le fluorure de sodium qui prenait naissance, et donnait ainsi aux particules métalliques une facilité beaucoup plus grande pour se réunir.

136 H. DBTILLB, DËBRAY ET P. MORIlf.

L'addition du fluorure de calcium produisit le même effet. D'un antre côté, on éprouvait à cette époque de très grandes difiScultés à obtenir de pe* tites quantités d'aluminium mal réuni, en faisant réagir le sodium sur le chlorure double d'alumi-^ niumetde sodium.

M. Rammeisberg, qui avait fait, sous ce rapport, les mêmes tentatives que M. Deville, avait échoué comme lui. MM. Deville, Debray et Paul Morin eurent alors l'idée d'ajouter au chlorure double une certaine quantité de fluorure de calcium.

Pour préparer le chlorure double qui devait être employé dans ces circonstances, ils trouvèrent beaucoup plus simple de faire absorber directement le chlorure d'aluminium, préalablement purifié par le fer, et , au moment où il sort de l'appareil qui sert à le produire, par du sel marin placé dans un creusetchauffé au rouge sombre (1).

(1) Ce procédé parait être emprunté à celai que décrit M. fi. Rose, dans les Annales de Poggendorf, 1855 :

« On prend un mélan^fe de charbon et de terre argileuse qu'on « place dans un tube de Terre, du plus grand diamètre que l'on « puisse se procurer; on place aux deux extrémités deux tubes « de Terre d'un diamètre moindre, que l'on remplit de poudre