POUR 400 PARTIES DE SULFATE

Carbonate de chaux. Charbon.

Stohmann.

Ure.

I Muspratt.

Chaudelou.

Brown.

Scheurer-Kestner*

Kuhlmann.

Stohmann.

. Scheurer-Kestnerc

CARBONATES

Au point de vue des réactions qui ont lieu dans les fours, on peut faire varier entre des limites assez étendues les proportions du mélange, à condition cependant que les quantités de calcaire et de charbon soient suffisantes pour assurer la complète décomposition du sulfate de soude, comme le montrent les résultats suivants obtenus par M. Kolb :

( 59,50 NaO.CO-2

400 NaO.SO^

70 CaO.CO^ 34 C

100 NaO.SO^ 94 CaO.CO^ 34 C

400 NaO.SQs 94 CaO.CO^ 44 C

400 NaO.SO»

94 CaO.CO^ SOC

400 NaO.S03 403 CaO.CO^ SOC

( 3,39 NaO.

( 63,50 NaO.CO^j

( 3,80 NaO. \ 64,20 NaO.C02 j

4,72 NaO. I [ 64,50 NaO.CO^j

I 3,85 NaO.

52,60 NaO.CO^

' 8,45 NaO.

: 65,2 NaO.CO^

> = 70,0NaO.CO2

:72,2NaO.C02

= 71,0NaO.CO2

=:66,9NaO.CO^

Le fabricant doit évidemment diminuer le plus possible

les proportions de charbon et de calcaire pour réduire les frais d'achat et ceux de manipulation ; mais il ne doit pas oublier que cette économie ne doit pas être poussée trop loin et qu'avant tout il doit produire une soude brute poreuse, condition nécessaire pour un bon lessivage et une facile séparation de sels insolubles formés par la chaux. On ne peut arriver à de bons résultats que par des essais préalables, car les conditions du travail des soudières sont extrêmement variables, étant données les diversités de provenance des matières premières.

Fabrication de la soude brute. — Fours à soude à travail manuel. On s'est servi jusqu'à nos jours de fours horizontaux dans lesquels on devait sans cesse brasser le mélange sodique au moyen de ringards. Ce mode de traitement très fatigant pour l'ouvrier, dispendieux, vu le prix de la main-d'œuvre, et fort incomplet, tend de plus en plus à disparaître devant le progrès de l'industrie. Néanmoins, nous ne pouvons passer sous silence les principales dispositions qui ont été adoptées et que l'on rencontre encore aujourd'hui.

Ces fours sont à réverbère, construits en briques réfractaires, reliées par de l'argile. Comme les briques n'ont pas seulement à résister à la chaleur, mais encore à Faction corrosive des alcalis fondus ou à l'état de vapeur, on ne doit employer que des matériaux très denses, très

Coupe en pi an sulv-A-B-

Fig. 7.

cuits, durs, très sonores et contenant très peu de sable. Dans tous les cas, quelle que soit la qualité des briques employées, il y a toujours une attaque sur la sole du four, mais elle est bientôt limitée par la formation d'une couche de silicate d'alumine et de soude, que l'on doit ménager avec soin pendant le brassage. Les fours de calcination sont munis d'armatures de fer plat ou mieux de montants en fer à double T, reliés par des tirants. Le four construit par Le Blanc était rectangulaire, il avait 2 m. de long suc 4"^ 40. Il était chauffé par un foyer de 2 m. sur O'^So. Cette disposition, qui donnait un chauffage irrégulier et une soude sultureuse, fut successivement améliorée par Payen, qui lui donna une forme elliptique et put réduire les dimensions du foyer, par Darcet, par Clément Desormes, etc.

Les grands fours à une seule sole que Ton trouve en-

core en usage peuvent être considérés comme analogues au dispositif imaginé par Clément. Ils ont une sole de O'^SO de long sur 2 m. de large qui forme une cuvette creuse d'environ 0"^i 2 ; le foyer est desservi par deux ouvertures dans la voûte, garnies de manchons de fonte. Le brassage se fait par cinq portes de travail. La fumée est conduite par deux canaux latéraux dans une cheminée traînante chauffant les chaudières à évaporer les lessives. On fait dans ce four six cuites en vingt-quatre heures. Chaque charge est en moyenne de 935 kilogr. de sulfate de soude, 986 de carbonate de chaux, 480 de houille pulvérisée et 445 des eaux mères provenant du raffinage. On brûle en vingt-quatre heures 2,800 kilogr. de houille pour le chauffage. Le service est fait par six chauffeurs et six servants formant trois brigades. On compte 30 minutes pour introduire et étaler le mé-

CARBONATES

Jauge, 30, 35 et 20 minutes pour le premier, deuxième et troisième brassage, 20 minutes pour le dernier brassage et le défournement. Ce qui fait donc, pour le travail total, 135 minutes, le repos étant de d05 minutes; la durée totale delà cuite est par conséquent de 4 heures. La production de la soude est de 9,050 kilogr. de soude brute à 3d<*. Dans la plupart des soudières, la chaleur perdue est maintenant utilisée pour concentrer les lessives de soude, et souvent même on les évapore à sec. Mais, en général, il est plus avantageux de ne pas pousser l'opération aussi loin et d'avoir un four spécial pour la calcination du sel de soude. Les figures suivantes donnent les dispositions d'un four à soude anglais avec un four à évaporation. Ce modèle très prati(iue se répand beaucoup sur le continent (fig. 7, coupe et plan).

La grille du foyer est portée sur trois barreaux fixés dans la maçonnerie avec une arête en haut, de façon à ne pas diminuer la surface d'accès de l'air ; le barreau b sert de point d'appui pour le levier au moyen duquel l'ouvrier brise le mâchefer. Le foyer est desservi par l'ouvrier du fond d'une fosse et se prolonge par les gradins d, de sorte que la flamme peut s'étaler suivant toute la largeur de l'autel. Le foyer est construit avec des briques parfaitement réfractaires, liées à l'argile. Dans quelques usines on le construit avec de grandes pièces en terre réfractaire, semblables à celles employées pour les fours Siemens, pour éviter l'usure qui se produit toujours par les joints. L'autel a toujours une grande épaisseur, au moins trois longueurs de briques. Dans le modèle que nous décrivons, une grande pièce de fond / de 40 à 50 millim. d'épaisseur la traverse de part en part. Un courant d'air passant par le canal g la rafraîchit constamment. Cette plaque de fonte a pour but de retenir la soude fondue qui pourrait traverser l'autel et faire irruption dans le foyer. Le four à soude est divisé en deux soles, la plus voisine h du foyer est de 42 centim. plus basse que la seconde i. Elles sont toutes deux établies sur un massif en maçonnerie rempli de terre battue. Audessus vient un lit d'argile ou de craie broyée légèrement incliné du côté de la façade du four et sur laquelle repose la sole proprement dite. Celle-ci est formée de briques dressées sur pointe à joint sec. Le tout est enduit d'argile réfractaire. La sole de fusion est inclinée d'environ 6 centim., la sole préparatoire est horizontale. La voûte a 225 millim. d'épaisseur; elle est percée, au-dessus de la sole supérieure, d'une ouverture où passe l'entonnoir en fonte minée ou en fer k par lequel on fait le chargement. L'armature du four se compose de plaques de fonte de 25 à 37 millim. d'épaisseur qui recouvrent toutes les façades et sont maintenues par des rails et des tirants en fer. Le seuil des ouvraux est garni d'une petite dalle en fonte m; les portes sont à guillotine. Une barre en fer G, placée au-devant de l'ouvreau, permet à l'ouvrier d'appuyer son ringard.

Dans un four du modèle ci-dessus, on traite 150 kilogr. de sulfate de soude que l'on retire en un seul pain. La cuite dure environ 50 minutes, de sorte que l'on peut produire en moyenne 24 à 27 pains de 230 kilogr. par jour. Deux ouvriers suffisent pour le service complet du four et de la chaudière d'évaporation. A la suite du four à soude se trouve la chaudière de concentration dans laquelle la iessive est chauffée à feu nu. C'est un grand bac en tôle de fer de 10 millim. La voûte a 225 millim. d'épaisseur ; elle repose sur une double cornière en tôle rivée contre la paroi de la chaudière. Aux deux extrémités elle porte sur des angles en maçonnerie. L'autel qui sépare le four de la chaudière est recouvert avec de grandes dalles réfractaires 00^ qui débordent au-dessus de la paroi de celle-ci, ce qui, ainsi qu'un petit canal à air 5, la protège contre une chaleur trop intense. La chaudière est supportée par des massifs en maçonnerie qq^ entre lesquels des passages libres r permettent d'inspecter et au besoin de réparer^ le

fond. L'appareil d'évaporation est muni de deux ouvreaux fermés par des portes v laissant une ouverture par laquelle on peut brasser la matière.

Travail avec les fours à réverbères. Nous prendrons comme exemple le four anglais, dont nous venons de parler. On traite, à chaque opération, 250 kilogr. de sulfate avec les quantités correspondantes de craie et de charbon. Le mélange est d'abord étalé sur la sole supérieure, oii il s'échauffe graduellement, mais sans que les réactions commencent. Il y séjourne environ trois quarts d'heure; pendant ce temps on le brasse trois ou quatre fois avec un râteau à dents écartées. Quand la cuite a été retirée de l'étage inférieur, on laisse le four se réchauffer pendant quelques minutes, puis on fait tomber le mélange sur la sole inférieure et on l'y étale en le sillonnant en tous sens, afin d'augmenter la surface de chauffe. On charge de nouveau la sole supérieure. Au bout d'un quart d'heure le mélange commence à fondre ; dès ce moment il est nécessaire d'apporter le plus grand soin au brassage. C'est un travail très fatigant qui se fait à intervalles réguliers permettant à l'ouvrier de prendre du repos. L'instrument en usage pour cette opération est un râteau plein ou une spatule. Après trois quarts d'heure la matière est devenue fluide ; il faut alors brasser sans interruption : l'ouvrier soudier doit saisir le moment où la cuite est terminée et faire tomber rapidement la matière fondue dans un chariot en tôle où un servant continue à la brasser avec un petit ringard. Le travail du four à soude est fort pénible et ne peut être exécuté que par des hommes robustes. L'importance d'un bon brassage est mis en évidence par les essais de M. Kolb sur le mélange suivant :

Sulfate industriel. 106 z=: 100 NaO.503

Craie 101 =z 94 CaO.CO^

Charbon m z=z 44 C

Résultats obtenus avec le mélange bien brassé