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Fig. 2. — Appareil d'ASCHERLEBEN.
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A l’origine, le chlore était produit dans un générateur indépendant, par l’action du bioxyde de manganèse et de l’acide sulfurique sur l'acide chlorhydrique. Aujourd’hui, on emploie le chlore liquéfié que l’on obtient en grande quantité, comme sous-produit de l’électrolyse des chlorures alcalins dans la fabrication de la soude.
Méthode de Neustassfurt. — Dans cette méthode, on emploie le chlore liquéfié.
L'appareil (fig. 3) se compose d’une cuve verticale d’une seule pièce, en lave, fermée par un couvercle en même matière. Le tube servant à l’introduction du chlore est muni d’une pipette graduée. Ce tube, ainsi que le tuyau
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d’adduction de vapeur, est pourvu d’une petite soupape de sûreté qui empêche le retour en arrière du chlore et de la vapeur. ë
A l’aide de cette pipette, on introduit la quantité stricte-
— ment nécessaire de chlore pour déplacer tout le Brome
; de la lessive, qu’on entraîne ensuite par un courant de vapeur.
Vapeur d'eau
; / Chlore -
Solution
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de fer
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Fig. 3. — Appareil de fabrication du Brome de NEUSTASSFURT.
La cuve est garnie de matériaux de remplissage, comme dans l’appareil précédent. La marche peut en être intermittente ou continue. En marche intermittente, la vidange de la cuve a lieu par la canalisation f; en marche continue, l’écoulement de la lessive usée se fait par le siphon +. Les vapeurs de Brome viennent se condenser dans le serpentin g, et le Brome s’écoule ensuite dans le réservoir 0. Les vapeurs non condensées sont fixées par la tournure de fer humide contenue dans la colonne 4.
En raison de l’importance toujours plus grande et des
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emplois de plus en plus fréquents du Brome: dans les. dif férentes branches de l’industrie chimique, les procédés de fabrication ont été constamment l’objet de nouvelles recherches et de nouveaux perfectionnements. Su
Parmi les méthodes qui résultent de ces recherches, il convient de citer celles de Wünscxe et de KUBIERSCHKY.
Méthode de Wünsche-Sauerbrey. — L'appareil de WôünsonE se compose de quatre parties (fig. #) : La colonne de distillation. . . . . . . A La colonne de séparation . . . . . . . B Le’ condensateur Do. ae re Le condensateur annexe. . . . . . . à: D
Ces colonnes, de forme hexagonales, sont constituées par un assemblage de pièces de fonte, elles sont garnies à l’intérieur d’un revêtement de plaques en porcelaine. La capacité de l’appareil peut sembler petite par rapport au volume des lessives qui y sont traitées, cependant, l’ensemble de cet appareil renferme 12.831 boules de remplissage, la surface de contact est donc considérable.
Les lessives fraîches, chauffées au préalable à 65° par leur passage à travers un réchauffeur multitubulaire qui utilise la chaleur des lessives d'évacuation, arrivent à la partie supérieure de la colonne de distillation par l’intermédiaire du robinet a ; elles passent d’abord par un appareil régulateur de débit en argile, et se répandent ensuite sur sept rangées de boules de remplissage, composées de 3.949 pièces et renfermées dans les deux tronçons supérieurs de la colonne, dont la partie médiane est laissée libre. Ces boules sont supportées par une sorte de grille en argile. Une grille semblable, placée un peu au-dessus du fond de la colonne, supporte également neuf rangées de boules qui sont au nombre de 4.563.
Le.courant de chlore pénètre dans l’espace libre compris entre la grille et le fond, par une canalisation de grès renforcée d’armatures de fer.
Il rencontre la lessive dans sa marche ascensionnelle. Le Brome, déplacé, entre en solution ainsi qu’une certaine quantité de chlore. Cette solution pénètre par le tuyau
de grès F dans la colonne de séparation par sa partie supé-
rieure. Cette colonne est remplie par 13 rangées de boules creuses, à raison de 363 boules par rangée, soit au total 4749 boules. Elle est formée de deux parties hexagonales
en ‘fonte, revêtues intérieurement de plaques de faïence.
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Fig. 4. — Appareil WÜNSCHE-SAUERCREY.
Les boules de remplissage reposent sur une grille d'argile placée au-dessus du fond.
Un jet de vapeur vive pénètre par un tuyau entre le - fond et la grille. La lessive est portée à l’ébullition, les vapeurs de Brome et de chlore qui s’échappent avec la vapeur d’eau pénètrent par le tuyau c dans la partie médiane libre de la colonne de distillation. Au contact de la lessive chauffée à 659, la vapeur d’eau se condense, le chlore en excès agit sur une nouvelle quantité de lessive. Le Brome gazeux continue sa marche ascensionnelle et pénètre dans le condensateur annexe.
La lessive privée de Brome s’écoule, au moyen d’un
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siphon, de la colonne de séparation à une température de 1100 C. Elle pénètre dans le réchauffeur multitubulaire et cède sa chaleur aux nouvelles lessives. Dirigée ensuite dans un bassin rempli de tournure de fer, elle s’y débarrasse des traces d’halogènes qu’elle peut encore contenir, avant d’être envoyée, soit à l’égout, soit aux appareils de récupération du chlorure de magnésium.
Le condensateur annexe est une petite tour hexagonale en fonte, revêtue intérieurement de porcelaine: elle renferme 450 boules de remplissage, réparties en six rangées sur une grille d’argile. |
Les vapeurs de Brome sont conduites ensuite au condensateur principal par un tuyau de grès armé g, ce tuyau porte un thermomètre qui indique la température des vapeurs de Brome. Cette température est sensiblement de 959°C.
Le condensateur est une tour hexagonale en fonte, revêtue intérieurement de porcelaine. Comme dans la tour de distillation, la partie médiane est vide. Les deux parties supérieures sont garnies de 900 boules de remplissage, réparties sur une grille en 12 rangées. Il en est de même des deux parties inférieures. Le fond et le couvercle sont doublés d’une calotte de terre cuite, et la partie supérieure du condensateur communique avec la cheminée N.
Les vapeurs de Brome, quittant le condensateur annexe, pénètrent par le tuyau g dans.la partie médiane du condensateur principal. Par la partie supérieure, on fait arriver un courant d’eau qui se répand en pluie fine sur les boules de remplissage, à raison de 8 litres à la minute. Les vapeurs de Brome condensées se rassemblent avec l’eau dans la calotte inférieure. En K se trouve un robinet séparateur à double voie, qui permet de recueillir, d’une part, le Brome liquide et, d’autre part, de renvoyer l’eau bromée dans la colonne de distillation par le tuyau 1.
Le Brome ainsi obtenu renferme 1,3 à 1,5 % de chlore et doit être raffiné.
L'appareil à raffiner se compose de deux cuves hémisphériques en fonte, garnies d’une matière inattaquable par le Brome; elles sont chauffées dans un bain de chlorure de magnésium dont le point d’ébullition est de 1500 C.
On introduit dans chacune des cuves 40 à 50 litres de solution de bromure de fer de poids spécifique 1,6 à 2.
Ces raffineurs sont en communication directe avec le condensateur et travaillent alternativement.
Le Brome, condensé dans un serpentin en argile refroidi, se rend dans un vase séparateur d’eau, et de là, par un tube en forme de S, dans un réservoir d’attente, pendant que l’eau bromée retourne à l’appareil distillatoire.
Cet appareil offre l’avantage de travailler normalement et sans odeur; il ne nécessite qu’un seul homme pour son fonctionnement. De plus, la lessive débromée, s’écoulant de l’appareil à 1100 C., sert à réchauffer à 65° les lessives fraîches. On réalise, de ce fait, une grande économie de
combustible.
De 150 mêtres cubes de lessives, on retire par vingtquatre heures environ 250 'à 270 kilos de Brome; le rendement est donc de 60 à 70 %.
Pour produire 1 kilo de Brome, on introduit dans pas pareil Ok8 600 de chlore, et pour le raffinage de 100 kilos de Brome brut, on utilise de &4{à 5 kilos de bromure de fer.
Le kilogramme de Dei renfermant 0,1% de chlore, revient, par ce procédé, à 0 mk 50.
Méthode de Kubierschky. — Cette méthode procède du principe dit de la superposition des densités.
L'appareil de KuB1EerscHKY est basé en effet sur une propriété tout à fait particulière des mélanges gazeux, encore inexpliquée et peu connue. Jusqu’alors, on n’avait pas encore remarqué que le poids spécifique des mélanges de gaz s’élevant au haut d’une tour, devient quelquefois plus lourd et d’autres fois plus léger. C’est ce qu’on observe précisément dans l’entraînement des vapeurs de Brome par la vapeur d’eau. Il se produit alors des courants descendants, créés sous l’influence de ces variations de poids
spécifiques des mélanges de vapeur.
Les vapeurs lourdes de Brome et d’eau sont dans le rapport de 18 à 160; il résulte de ce qui précède qu'il est pratiquement impossible d’extraire la totalité du Brome libre contenu dans une lessive, d’une part, et, d’autre part,
‘de séparer complètement la vapeur d’eau de la vapeur de Brome. ÉCRPS
L'appareil de Kumersouey permet de décomposer -ces contre-courants en une série de courants de même sens, et de rendre impossible la formation sa courants gazeux perturbateurs.
Le mélange de vapeurs : den: ‘de dure et de chlore grimpe donc d’une façon continue au sommet de la tour ‘sans qu’il lui-soit possible de prendre le chemin inverse à un moment quelconque de sa marche ascensionnelle.
Cet appareil se compose d’une tour en pierre, grès ou lave, qui est divisée par des cloisons en lave en un certain nombre de compartiments disposés spécialement pour de passage des liquides et non des gaz.
L'intérieur de chacun des compartiments renferme des séries de plaques de grès, échelonnées et perforées en écumoire, ou des boules de remplissage, pour offrir aux lessives une grande surface de contact. Hit
La communication entre chacunides compartiments:peut s'établir au moyen de tuyaux placés à l’extérieur dela tour ou, mieux encore et plus avantageusement, suivant une disposition représentée dans la figure 5.
L’eau mère, préalablement chauffée à 659, entre par f et se dirige de haut en bas à travers chacun des compartiments pour s'échapper de l’appareil par le tuyau z. Le gaz chlore provenant d’une bombe parcourt la tour ‘de bas en haut.
La vapeur d’eau pénètre par d, traverse le compartiment inférieur, s’échappe pare, parcourant ainsi le chemin inverse de la lessive, et mélengée :à à la vapeur de Brome, elle pénètre dans le deuxième compartiment. Là, par suite de la variation de son poids spécifique, le mélange de vapeurs tombe sur la plaque formant le fond du premier compartiment, mais il est aussitôt élevé à travers le tuyau r dans le deuxième compartiment, entraîné par le mélange de gaz légers qui se forme au contact du chlore et de la lessive, et ainsi de suite jusqu’au dernier compartiment.
Lie Brome gazeux traverse donc la colonne par échelons successifs, en un courant toujours de même sens pour S échapper ensuitepare. |
Pere ET
Les vapeurs sont dirigées dans un serpentin d'argile où elles se condensent. Le Brome liquide se rend ensuite dans un appareil de déchlorage.
Au cours de ces dernières années, on est arrivé, après beaucoup d'efforts, à simplifier considérablement les procédés de raffinage du Brome.
Le Brome brut est, comme on le sait, un mélange de Brome et de chlorure de Brome.
KUBIERSCHKY a imaginé un procédé de raffinage basé sur la différence de pression de vapeur de ces deux corps. y
Par ce procédé, le Brome seul est ef ii condensé, pendant que le chlore, sous forme de chlorure de Brome, est renvoyé dans l’appareil de distillation.
L'appareil de raffinage se compose d’une petite tour de grès ou de lave, garnie de boules de remplissage. Le Brome impur arrive par le haut de cette tour et tombe en pluie sur ces boules; il y rencontre un courant inverse de vapeurs de Brome pur à 900C, provenant d’une petite cuve en lave chauffée dans un bain de chlorure de magnésium. |
Cette cuve est placée directement a
sous la colonne.
. Les vapeurs de Brome pur rencontrant le Brome impur élèvent sa température à 600 C. environ. Le Brome pur se condense tandis que les vapeurs de chlorure de Brome, dont la tension est plus grande, s’échappent par la partie supérieure de la tour.
Le Brome pur condensé s’écoule dans la petite cuve et par un trop-plein se dirige dans un serpentin réfrigérant en argile et, de là, au réservoir de l’appareil servant au remplissage des flacons.
Le Brome renferme d'autant moins de de que son point d’ébullition est plus élevé. On peut donc simplement, à l’aide du thermomètre et d’une façon permanente, contrôler à la fois, l’état de pureté du Brome contenu dans
BROME 2
la petite cuve et du Brome condensé qui S ’écoule de la tour. ;
L’ appareil KuBIERSCHKY, malgré sa simplicité, est supérieur à tous les appareils décrits précédemment, principalement en raison de son Ro élevé en Brome qui est de 90 à 95 %.
Il a aussi sur l’appareil de Wôünsone le +. avantage de ne pas nécessiter de bromure de fer pour le raffinage.
Le chlore provenant du chlorure de Brome n’est pas perdu comme dans les autres procédés, il est utilisé à nouveau dans la tour de réaction.
Méthode de Leisler. — En 1886, un chimiste anglais, LEisLer, a indiqué un procédé nouveau d’extraction du Brome spécialement destiné au traitement des eaux de la mer Morte, qui en renferment de 5 à 6 kilos par mètre cube.
L’eau bromurée est traitée à chaud par un mélange de bichromate de potasse et d’acide chlorhydrique dans une cuve de fonte ou de fer, surmontée d'un couvercle en dôme, de plomb ou de grès.
Les vapeurs du Brome qui se dégagent sont condensées dans de la tournure de fer humide, et le bromure de fer qui en résulte est transformé en bromure de potassium.
Cette méthode très coûteuse n’est pas applicable, on le conçoit, au traitement d’eaux faiblement bromurées.
Méthode de Anson G. Betto. — En 1901, un chimiste anglais, M: ANsON G. BETTO, a proposé un procédé pour l’extraction du Brome des sources naturelles peu bromurées que l’on rencontre en Amérique.
Dans la région du gaz naturel, on trouve de nombreux puits remplis d’eau salée contenant du Brome et en même temps une grande quantité de soufre qu’on doit oxyder avant la mise en liberté du Brome.
Les analyses suivantes donnent une idée exacte de la distribution du Brome :
MIDLAU (eg) SAND-BEACE (Michigan) NaGl. ii 4. (ea Cu y 17,9 % CARS ques LE R DO 6,26 MEGA Re 5,35
Mebrs. NS Ni us 2,48
