phosphate de chaux tribasique

Les Anglais emploient aussi, pour fabriquer leurs superphosphates, le guano Kooria-Mooria qui renferme de 35 à 61 pour 100 de phosphate de chaux et de magnésie, puis du guano Navassa (1) dans lequel j'ai dosé 32 pour 100 d'acide phosphorique correspondant 5 69 de phosphate des os.

Le guano des îles Baker et Jarvis, dont la vente en France a eu un moment de faveur, mérite une mention spéciale. 11 a été très-sérieusement étudié par un grand nombre de chimistes, et notamment par MM. Liebig, Hague, Malaguti, Payen, Barrai et par moi. Voici les particularités les plus importantes de ce gisement.

Les iles Baker et Jarvis sont situées par 0°,3 de latitude Sud et 150 à 160° de longitude Ouest. Ces îles, formées par des coraux, n'offrent ni eau ni végétation^ et s'élèvent de 7 à 12 mètres au-dessus du niveau de la mer. Elles sont très-différentes de grandeur: trois ont jusqu'à 5 milles de longueur, une jusqu'à 3 milles de largeur, et elles servent de retraites à d'innombrables oiseaux qui les couvrent de leur fiente. Les tortues et les poissons que ces oiseaux apportent pour leurs petits ; enfin, des oiseaux morts, augmentent la masse de ces détritus. De ces matières, un guano s'est constitué ; il se présente en poudre fine et^homogène dans l'île Baker, sous forme de poudre

(1) L'île de Navassa est située dans la mer des Caraïbes par 18° 25' latitude Nord et 75° 5' longitude Ouest de Greenwich.

recouverte de plaques dures dans l'île Jarvis. Ce dernier gisement est, d'autre part, riche en plâtre.

Ce qui caractérise le guano des îles Baker et Jarvis, comme du reste tous les guanos analogues, c'est l'évaporation ou la dissolution presque complète des matières organiques et des sels ammoniacaux qui existent dans le guano normal. L'origine des guanos ammoniacaux et des guanos phosphatés est évidemment la môme; mais, soit abondance des pluies, soit action des vagues, quelques-uns ont subi une transformation qui modifie profondément le rôle qu'ils sont appelés à jouer dans les phénomènes de la fertilisation. Dans son intéressante notice Sur les gisements du guano dans les îlots et sur les côtes de l'océan Pacifique, M. Boussingault constate que c'est dans la zone où les pluies sont considérées comme un événement — entre Payta et le Rio-Loa — que sont situés les gisements de guano ammoniacal. Au delà, plus au nord comme plus au sud de ces points extrêmes, le guano, exposé aux pluies tropicales, est généralement dépourvu d'ammoniaque, de sels solubles; un sel insoluble a résisté, c'est le phosphate de chaux, la base et la substance surtout précieuse des guanos phosphatés. M. Boussingault estime que le phosphate de chaux des guaneras représente au moins 95 millions de quintaux métriques, ce qui correspond à la masse osseuse de quatre billions d'hommes !

La composition des guanos Baker et Jarvis est aujourd'hui très-bien déterminée par les nombreuses analyses qui ont été faites en Amérique, en Allemagne et en France. Voici tout d'abord les résultats obtenus par M. Liebig.

Guano Baker.

Phosphate de chaux (3Ca0,Ph08)

— de magnésie

— de fer

Sulfate de chaux

Acide sulfurique, potasse, soude, chlore, matière

organique et eau

Guntio «Jarvi§.

— de magm'sie

— de fer.

Sulfate de chaux

Acide sulfurique, potasse» soude, chlore, matière

organique et eau

M. Liebig s'exprime ainsi au sujet des guanos dont l'analyse vient d'être reproduite :

« Ainsi qu'il résulte de ces analyses, le guano Baker est le plus riche de tous les engrais connus, en acide phosphorique, et approche de très-près, par sa nature, du phosphate naturel ; mais il en diffère par une propriété très-remarquable : le phos^ phate naturel est tout à fait insoluble dans l'eau; le guano Baker a une constitution amorphe ; à l'état humide, il rougit le papier de tournesol et se dissout eu quantité remarquable dans l'eau pure : il contient une certaine quantité de phosphate à l'état soluble. Le guano Jarvis réagit aussi comme acide, et une partie est également soluble dans l'eau. »

« Si, en analysant le guano Jarvis, on calcule la chaux combinée à l'acide phosphorique à l'état de sel tribasique de chaux et de sulfate, il reste 4 1/2 pour 100 d'acide sulfurique à l'état libre. On supposerait presque qu'on a ajouté à ce guano, avant de l'expédier, une certaine quantité d'acide sulfurique et qu'une partie du phosphate de chaux basique a été convertie en superphosphate; mais sa constitution extérieure contredit cette supposition, et d'ailleurs M. Sardy, à New- York, m'a affirmé de la manière la plus formelle que ce guano se trouve sur l'île Jarvis exactement dans l'état où je l'ai reçu et qu'aucune espèce de préparation n'a été faite avant son expédition. »

a II faut, d'après cela, admettre comme certain que le guano Jarvis con lient le phosphate de chaux de la pierre de Belugen {P05-f-2CaO) à l'état complet de formation, lequel, jusqu'à présent, n'avait été observé dans aucune espèce de guano comme principe composant. »

« J'ai fait une série d'expériences sur la quantité de phosphate

provenant de ces guanos que de l'eau pure et de l'eau contenant du sel ordinaire absorbent. »

« Si on fait digérer 1,000 grammes de guano Baker et Jarvis avec 50 litres d'eau, le mélange contient les parties suivantes :

50 litres d'eau dissolvent sur 1,000 grammes :

Guano Baker Guano Jarri»

Acide phosphorique 3,79 2,446

Chaux 8,41 10,122

Acide sulfurique 11,63 22,875

« Si on môle ces guanos avec une petite quantité d'eau ou si on laisse l'eau filtrer à travers leur masse, on obtient une dissolution plus riche en parties solubles, laquelle contient pour 10 litres :

Guano Baker Guano Jartis gr- gr.

Acide phosphorique 4,93 9,16

Chaux 11,55 27,49

« Si on fait digérer du guano Baker et Jarvis, non avec de l'eau pure, mais avec de l'eau contenant du sel ordinaire (sur 1,000 parties d'eau une partie de sel), la solubilité des phosphates en est considérablement augmentée, et 50 litres de cette faible dissolution de sel ordinaire dissolvent sur 1,000 grammes de guano :

Guano Baker Guano Jarvis gr. gr.

Acide phosphorique 4,765 5,884

Chaux ; 9,310 53,660

Acide sulfurique 12,412 73,158

« On remarque que le guano Jarvis, quoique de moitié moins riche en phosphate que le guano Baker, donne à l'eau plus d'acide phosphorique soluble que ce dernier, ce qui évidemment provient de la quantité de phosphate bibasique qu'il contient,

lequel dans tous les dissolvants est plus soluble que le sel de chaux tribasique. »

« Par l'augmentation du sel ordinaire dans le mélange la solubilité des sels phosphoriques n'est pas élevée comme l'expérience suivante le prouve : iOO grammes de guano Baker furent mouillés avec 22 centimètres cubes d'une dissolution saturée de sel ordinaire qui contenait 8 grammes de sel dans laquelle on versa ensuite 5 litres d'eau. Sur 1,000 grammes de guano Baker, il fut dissous :

Chaux 8,510

Acide phosphorique 3,193

Acide suifurique 12,145

« II semble résulter de cela que l'adjonction d'une petite quantité de sel ordinaire au guano Baker devrait en accroître l'efficacité, tandis que l'augmentation du sel ordinaire au delà d'une certaine limite diminue plutôt qu'elle n'augmente la solubilité des phosphates. »

Le savant professeur de Munich s'exprime enfin dans les termes suivants, au sujet du guano Jarvis :

« Le guano Jarvis, d'après la quantité de phosphate qu'il contient, possède une valeur moindre comme article d'importation que le guano Baker... Mais le guano Jarvis est riche en plâtre dont il faut toujours tenir compte comme engrais, et enfin l'acide phosphorique a dans le guano Jarvis une valeur agricole un peu plus élevée, attendu que près de la moitié de celui-ci est eontenue sous la forme d'un sel phosphorique soluble, de telle sorte que pour les betteraves et les trèfles, il ne devrait pas, dans ses effets, être au dessous du guano Baker, quoique les sels de ce dernier aient, à poids égal, une durée double. »

Voici à quels résultats m'a conduit l'analyse du guano Jarvis (0-

Cette matière est un mélange de poudre, de plaques dures et

(1) Dans le travail de M. Boussingault auquel j'ai fait allusion plus haut, mon analyse du guano Jarvis est, par une erreur typographique, attribuée au type Baker, et l'analyse du guano Baker faite par II. Barrai est attribuée au Aype Jarvis.

de fragments stratifiés assez friables. Les plaques ont le caractère tantôt porcelanique, tantôt semi-laiteux, que j'ai constaté déjà sur des guanos de nature analogue. Parfaitement séchés dans une étuve à 100 degrés, ces fragments conservent leur aspect. En détachant les stalagmites qui recouvrent les plaques, j'ai reconnu qu'ils devaient leur apparence semi-transparente à l'hydratation du phosphate de chaux évidemment isolé d'une manière très-lente. Le phosphate ainsi hydraté ne peut en effet perdre son eau qu'à la température rouge, et les plaques dures du guano Jarvis en contiennent encore 4 1 et 12 pour 100 que les analystes ont souvent confondus avec de la matière organique, lorsqu'ils ont pratiqué l'incinération de l'engrais simplement séché à l'étuve.

Indépendamment de cette hydratation, il ne faut pas oublier qt e le phosphate bibasique trouvé par M. Liebig dans ce guano renferme de l'eau de constitution. A tous égards il faut donc se garder de considérer comme substance organique toute la matière volatile que renferme l'engrais après sa dessiccation à la température de iOO et quelques degrés centigrades.

M. Hague fournit dans son travail des détails fort intéressants sur le gisement des guanos Baker et Jarvis.

« Vile de Baker, dit-il, entourée d'une ceinture de récifs, d'une largeur de 70 à 130 mètres, d'environ 1 mille de longueur et 2/3 de mille de largeur, est presque plane, son point le plus élevé n'étant que de 7 mètres au-dessus du niveau de la mer. Le dépôt de guano se trouve entouré d'une ceinture sablonneuse formée de sable fin et de fragments de corail et de coquillages. L'épaisseur du dépôt est variable, et va en augmentant dès les bords vers le centre (de 15 centimètres jusqu'au delà de 1 mètre). 11 présente une assez grande uniformité, et, à l'exception de quelques points isolés, le guano de la surface ne diffère guères de celui du fond. »

Vile de Jarvis, longue de 2 milles sur 1 mille de large, quoique présentant la physionomie ordinaire des îles de corail, diffère cependant essentiellement de l'île précédente, en ce qu'elle constituait originairement un bassin qui s'est rempli graduellement de sable et de détritus, en môme temps que l'île entière était soulevée. En effet, les côtes de File l'enlourent

comme d'une espèce de muraille circulaire, haute d'environ 6 à 9 mètres, qui s'abaisse graduellement, d'un côté vers la mer ou vers le cercle de récifs, et de l'autre, vers l'intérieur de l'île, qui n'est lui-môme qu'à 2 mètres 1/2 ou 2 mètres 3/4 au-dessus du niveau de la mer. A la circonférence, là où le sol est formé d'un sable de corail plus ou moins mélangé de guano, il y a un peu de végétation consistant en une herbe longue et rude (formé par les Mesembryanthemum et Portulaccd) ; mais vers le centre, il n'y a plus trace de végétation : le sol de corail est recouvert de sulfate de chaux, et c'est sur ce dernier que repose le guano. En creusant ce dernier, on arrive d'abord sur une couche de sulfate de chaux, tantôt compacte et cristallin, d'autres fois mou et amorphe, ayant souvent 60 centimètres d'épaisseur, et ensuite sur les couches successives de sable de corail et de détritus de coquillages. On ne peut guère apprécier l'origine de ce banc de sulfate de chaux. A mesure que le bassin s'élevaitet que la communication entre lui et la mer devenait plus difficile, d'énormes quantités d'eau de mer ont dû être évaporées sous l'influence d'un soleil tropical, laissant un résidu de gypse et d'autres sels. Les pluies ont ensuite lavé cet amas salin, emportant les sels plus solubles et ne laissant que le sulfate de chaux, moins soluble. En effet, on trouve des endroits où le gypse cristallisé est encore mélangé de sel marin. »

Le phosphate de chaux du guano Jarvis est très-assimilable. Je saisis cette occasion pour insister de nouveau sur ce principe que r assimilation n'est point seulement le fait de la texture pulvérulente de la substance; on pourrait arriver à obtenir celle texture et môme une extrême finesse, alors que, par sa nature propre, la molécule resterait dure et difficilement attaquable. La faculté de se dissoudre facilement tient ici à la nature intime de la substance, et ce que je dis là s'applique d'une manière générale à tous les engrais riches en principes inorganiques.

Voici les chiffres que j'ai obtenus en analysant le guano de l'Ile Jarvis.

Guano Jarvis séché à 105'. Poudre. Fragments. Substances organiques et eau non volatile à 105° 20,80 18,50

Sulfate de chaux anhydre 30,00 5,00

A reporter 60,80 23.50

Report 50,80 23 50

Phosphate de chaux et de magnésie. . . . 43,20 73,00

Résidu siliceux 2,00 1,00

Matières complémentaires et perte 4,00 2,50

100,00 10'MJO

La poudre normale renferme 16,1 pour 100 d'eau et les fragments 10,3 pour 100. 11 en résulte que le phosphate réel, c'est-à-dire livré à l'acheteur, doit être réduit par le calcul. Il s'élève à 36,24 dans la poudre et à 05,48 dans les fragments. Or, si nous nous reportons à la proportion relative de la poudre et des fragments, nous trouvons, d'après la détermination spéciale que j'ai effectuée :

Pouiire #y à 30,24 de richesse, soit 22,46 p. 100.

Fragment* ^ à 05,4s 34,88

Ou, phosphate réel du guano Jarvis livré à l'agriculteur 47,34 1/2 gras.

Sur la môme substance séchée à 105°, la richesse est de 54,52 de phosphate de chaux. La composition de cette matière est du reste variable : ainsi M. Favre y a trouvé 55 77 ; M. John Torrey, 69; M. Malaguti 39,95, et enfin M. Liebig (1), 39 de phosphate pour 100 de matière sèche. Ces chiffres conduisent à une moyenne de 51,64 pour 100 de matière séchée à 100 degrés.

Les croûtes pures ont présenté la composition suivante à M. Hague :

Eau évaporée à I0o« 0,12

Perle par calcination (eau de combinaison et un peu

de matière organique) 9,62

Chaux 38,32

Acide suliurique 1,G3

Acide phosphorique 50 Oi

Perle et matières non déterminées 0,27

Cette composition est remarquable, puisqu'elle tend à prouver que la matière esl du biphosphale de chaux f PO4 2CaO,Aq] presque pur (90 pour 100), et il reste môme 3 pour 100 d'acide

(1) Les 34,83 de phosphates mentionnés dans l'analyse de M. Liebig s'appliquaient au guano normal à 12 pour I0> d'humidité.

phosphorique en excès, ce qui autorise presque à admettre l'existence dans ces croûtes de la combinaison

PO*,CaO,?Aq, c'est-à-dire du phosphate acide de chaux.

Quelquefois ces croûtes présentent l'apparence de nodules (nummoks), dont l'intérieur est composé d'une couche dure de phosphate calcaire au-dessous de laquelle se trouvent d'autres couches concentriques de plus en plus mélangées de gypse, jusqu'à ce qu'à l'intérieur on arrive à du gypse presque pur, qui est toujours amorphe, très-Qn et tendre, quand même la couche de gypse immédiatement sous-jacente à ces nodules serait dure et cristalline.

Ces transformations curieuses doivent sans doute être attribuées au contact du phosphate de chaux avec le gypse, sous l'influence de l'eau de mer.

La partie du guano de l'île de Jarvis qui repose sur un lit de corail présente une composition analogue à celle du guano de l'île de Baker. Lorsqu'on commença l'exploitalion du guano de l'île de Jarvis, beaucoup de sulfate de chaux fut recueilli et embarqué (au grand détriment de la qualité et de la réputation de ce guano); maison l'évite maintenant qu'on a mieux étudié et reconnu les conditions de gisement de celte matière.

En ce qui concerne le guano Baker, cette substance, dont le phosphate est également très-assimilable, a été analysée à différentes reprises. Voici les principaux résultats qu'elle a fournis pour 100 parties de matière séchée à 100 degrés:

Noms Dose

des analystes. des phosphates.

Liebig 88,;,o

Malaguti 8s,; 2

Payen 89,00

Barrai 9 1,50

Bol'ierre (échantillon reçu d' Amérique) 89, 20

id. (chargement importé à Nantes 80,20

Moyenne 88,87 «/.

L'humidité de cet engrais m'a paru varier de 3 à 11 pour 100. 11 est curieux de considérer l'activité avec laquelle les moindres

Ilots sont aujourd'hui explorés en vue de fournir des phosphates à l'agriculture. Nous en trouvons du reste un nouveau témoignage dans l'activité imprimée à l'extraction des guanos de la presqu'île bolivienne de Mejillones que j'ai pu étudier avec soin en 1868 (1).

Le guano des îlots et de la presqu'île de Mejillones (Bolivie) a été depuis quelque temps l'objet d'une exploitation régulière. Le premier chargement de cet engrais fut effectué par le navire Pérou, et son analyse, exécutée à Bordeaux, à Paris et à Nantes, démontra qu'il était surtout formé de phosphate tribasique de chaux dans la proportion de 5i) pour iOO environ et de traces de matière azotée. Je constatai, pour ma part, la solubilité assez grande de son phosphate dans l'acide carbonique, et la présence dans ce guano de traces d'azotates alcalins.

Chargement du navire Pérou.

ANALYSE DR M. BAUDRiMONT.