I.ES SOUDES ET LES POTASSES

Fig. 337. — Four à soude, anglais, h sole tournante.

A. Cylindre pour la décomposition du sulfate de soude. E. Foyer.

XY. Appareil pour mettre le cylindre en rotation.

SS. Wagon apportant le mélange au-dessus du cylindre.

T, T. Rails du chemin de fer de l'usine.

P, P. Portes d'évacuation du carboTiate de soude.

H. Canal pour l'évacuation de la soude et pour le dégagement des vapeurs provenant du foyer et du cylindre. — R. Clieminée.

bullition. Lorsque la réaction commence à se ralentir et que la masse s'affaisse, Topération est achevée et l'on se hâte d'extraire la matière du four et de la faire couler, encore rouge, dans une espèce de wagon en tôle, où on la laisse refroidir et se solidifier.

Après le refroidissement, la soude brute ferrugineuse se présente sous forme de blocs d'un aspect noirâtre, plus ou moins poreux, très-durs et d'une densité assez considérable. Lorsqu'on les brise, leur cassure présente un aspect cristallin, à reflet métallique verdâtre très-brillant.

Il s'agit maintenant de traiter ces blocs de soude métallifère de manière à en obtenir d'un côté du carbonate de soude soluble, et de l'autre du sulfure de fer insoluble. Pour arriver à ce double résultat, on fait subir à la soude brute ferrugineuse une délitation, opération qui repose sur l'observation suivante. Lorsqu'un bloc de soude brute ferrugineuse est abandonné sous un hangar, àl'in-

fluence de l'air atmosphérique, on le voit bientôt se modifier profondément, et avec d'autant plus de rapidité que l'air est plus chargé d'humidité et d'acide carbonique.

Sa surface perd son éclat ; le bloc se fendille et se recouvre d'une matière pulvérulente grise-noirâtre, dont la quantité augmente avec une telle rapidité qu'au bout de plusieurs heures, le bloc entier se trouve recouvert et enseveli sous la matière pulvérulente. Cette transformation est produite par l'absorption simultanée de l'oxygène, de la vapeur d'eau et de l'acide carbonique de l'air. Si l'on abandonne le tout à lui-même, la masse s'échauffe et la température s'élève au point qu'il y a ignition. La poudre prend un aspect rougeâtre.

Mais le résultat est tout différent, dit M. Kopp, si l'on prévient l'élévation de température, et l'on atteint ce but très-facilement en empêchant la poudre de s'accumuler autour de la portion non délitée du

bloc, qui doit toujours rester à nu et exposé à l'action de l'oxygène, de riiumidité et de l'acide carbonique. Dans ce cas, au bout d'un certain temps, tout le bloc s'est transformé en matière pulvérulente délitée.

Cette poudre , si elle est restée assez longtemps à l'air pour se saturer complètement d'acide carbonique, fournit, par la lixiviation, une dissolution de carbonate de soude et un résidu formé principalement de sulfure de fer.

L'expérience en grand ayant démontré que la saturation par l'acide carbonique de l'atmosphère ne se faisait que lentement, M. Kopp a trouvé plus simple de saturer artificiellement la poudre délitée en l'exposant à l'action d'un courant d'acide carbonique. Cette opération est désignée sous le nom de carbontition .

Au-dessus d'un sol parfaitement dallé et entouré de murs, on place, à 2", 50 de hauteur, un plancher à claire-voie, formé de grilles en fonte, dont les barreaux présentent un écartement de 1 cent, à 1 cent, et demi. A 2 mètres 1 /2 au-dessus du plancher à grille, on établit une toiture, en ayant soin de pratiquer dans les murs qui la supportent des jours très-nombreux, pour permettre à l'air de s'y renouveler avec la plus grande facilité.

Les blocs de soude brute ferrugineuse, après complet refroidissement, sont amenés sur ce plancher à claire-voie et placés sur une des petites faces ; alors on fait arriver un courant de gaz acide carbonique saturé d'eau. A mesure que le bloc se délite, la portion pulvérulente délitée tombe à travers la grille et s'accumule sur le sol dallé, où elle se sature immédiatement d'acide carbonique.

L'absorption de ce gaz est extrêmement rapide.

La portion non délitée du bloc restant ainsi constamment à nu et soumise à l'action de l'atmosphère, le bloc ne tarde pas à se fendiller, et à se diviser eu entier en

fragments plus ou moins gros. Chaque fois qu'un nouveau bloc est amené, l'ouvrier a soin de faire tomber à travers la grille, la poudre délitée qui aurait pu s'accumuler au sommet de quelques blocs, et là oii il ne reste plus que des fragments très-réduits de plusieurs blocs, il les réunit pour faire une place vide prête à recevoir un nouveau parallélipipède de soude brute ferrugineuse récemment préparé.

Un bloc de 2S0 kilogrammes a besoin, au minimum, d'un mètre carré de place, pour sa délitation, qui exige huit à dix jours pour être complète. Il s'ensuit qu'un bâtiment long de 20 mètres et large de 10 mètres suffirait pour 200 blocs, qui fourniraient plus de 30,000 kilogrammes de poudre en dix jours ou S, 000 kilogrammes en un jour.

On procède alors à la lixiviation de la poudre, pour en retirer le carbonate de soude. Cette lixiviation doit être faite méthodiquement, soit par fîltration, soit par décantation, au moyen d'eau tiède de 30 à 40 degrés centigrades. Les solutions faibles sont employées à lessiver de nouvelles quantités de poudre délitée et carbonatée.

Lorsque la tempéi^ature extérieure n'est pas trop élevée, les solutions fortes fournissent généralement, sans concentration préalable, après vingt-quatre à quarantehuit heures, une abondante et belle cristallisation de carbonate de soude, en gros cristaux hydratés parfaitement transparents et incoloi'es.'

Le résidu des lavages, formé principalement de sulfure de fer, est recueilli sur des filtres ou sur une surface poreuse, pour qu'il puisse s'égoutter le plus possible.

Ce sulfure de fer est tellement combustible qu'il prend feu même au-dessous de 100°, et brûle comme de l'amadou, lorsqu'il est bien sec. Il se ti-ansforme alors en oxyde de fer, et cet oxyde de fer sert à recommencer de nouvelles opéi'ations.

La calcination de ce sulfure de fer s'o-

LES SOUDES ET LES POTASSES.

père avec la plus grande facilite soit sur dos plaques de fonte chauffées au rouge sombre, soit, mieux encore, sur la sole d'un four à réverbère ou de moufles de grandes dimensions qu'on chauffe extérieurement. Le sulfure dégage d'abord de la vapeur d'eau, puis il s'enflamme et ne présente bientôt qu'une masse incandescente dégageant une grande quantité d'acide sulfureux. Au bout de trois heures, fa calcination est complète et, en sortant la matière du four, on trouve un oxyde de fer rouge-cramoisi en poudre trèsfine, qui sert à de nouvelles opérations. L'acide sulfureux est dirigé sous des chambres de plomb, où il est transformé en acide sulfurique, qui sert à préparer le sulfate de soude.

Ainsi les mêmes agents chimiques servent, dans l'usine, à renouveler l'opération. Là est l'avantage économique du procédé de M. Kopp.

Cependant ce procédé n'a pas tenu ce qu'il promettait, et son usage ne s'est pas sensiblement répandu dans les usines d'Angleterre.

C'est que le procédé de M. Kopp n'est, au fond, que celui du P. Malherbe, dont nous avons parlé dans la partie historique de cette Notice, procédé mis en harmonie avec les ressources actuelles de l'industrie et les principes nouveaux de la science. Il a, en effet, pour base l'emploi du sulfate de soude; or les tendances actuelles de l'industrie soudière, c'est de supprimer la fabrication du sulfate de soude, et d'agir directement sur le sel marin, pour le transformer en carbonate de soude. La production du sulfate de soude entraîne, comme on l'a vu, des appareils compliqués et coûteux, et s'accompagne de la production de masses énormes d'un agent embarrassant et dangereux, le gaz acide chlorhydrique. Le desideratum actuel, c'est donc de supprimer l'intermédiaire du sulfate de soude, et d'ob-

tenir du carbonate de soude au moyen du sel marin seul.

La chimie est venue, dans ces derniers temps, fournir les moyens de réalisercc désir, et c'est en Angleterre que ce problème a été résolu, pour la première fois, par M. Schlœsing, d'une part, par M. Turck, d'autre part. Les méthodes de l'un et de l'autre de ces chimistes sont, d'ailleurs, fondées sur le même principe : à savoir la transformation du sel marin en bicarbonate de soude^ bicarbonate que l'on transforme ensuite aisément, par une faib'le chaleur, en carbonate neutre, c'est-à-dire en soude industrielle.

M. Turck a pris, le 26 mars 18o4, une patente (brevet) en Angleterre, pour le procédé suiA^ant.

On mélange le sel marin avec deux fois son poids d'eau, et l'on ajoute au mélange du bicarbonate d'ammoniaque solide, à peu près en quantité égale à celle du sel marin. 11 se fait une double décomposition, de laquelle résultent du chlorhydrate d'ammoniaque soluble et du bicarbonate de soude, sel à j/eu près insoluble dans l'eau. On laisse égoutter le mélange, et l'eau, en s'écoulant, emporte la moitié du chlorhydrate d'ammoniaque qui imprégnait la masse. Pour enlever le surplus du sel ammoniac qui reste mêlé au bicarbonate, on le soumet à des lavages à l'eau faits avec précaution. On arrête l'affusion de l'eau quand les liqueurs provenant du lavage ne marquent plus cjue 10' à l'aréomètre. Alors le bicarbonate est pur; il ne reste plus qu'à le calciner dans un four. La chaleur chasse l'excès d'acide carbonique, et laisse du carbonate de soude, marquant 90° alcalimétriques.

Le chlorhydrate d'ammoniaque obtenu est ensuite régénéré, c'est-à-dire transformé en bicarbonate d'ammoniaque, qui servira à de nouvelles opérations. Pour cela, on le traite par du carbonate de chaux, qui donne

du chlorure de calcium et du carbonate d'ammoniaque.

M. Schlœsing a pris, le 21 juin 1854, une patente pour une opération mieux entendue que la précédente, mais qui repose sur les mêmes principes. Le procédé de M. Schlœsing doit l'emporter sensiblement sur celui que nous venons de décrire, car il est le seul que les fabricants anglais aient accueilli avec faveur, et à l'heure qu'il est, il prend rapidement possession des usines, si bien qu'il est à croire que l'ancienne méthode, c'est-à-dire le procédé Leblanc, sera bientôt abandonné en Angleterre.

Le procédé de M. Schlœsing est fondé sur ce fait, que si l'on fait rendre tout à la fois dans une dissolution de sel marin, du gaz acide carbonique et du gaz ammoniac, il se forme du bicarbonate d'ammoniaque, lequel, agissant sur le sel marin, produit du bicarbonate de soude. Ce sel, étant insoluble dans l'eau, doit se précipiter, en vertu des lois de Berthollet. On le recueille, on le lave et on le calcine, pour le transformer en carbonate de soude ordinaire.

Tel est le principe théorique de ce procédé. Voici maintenant comment on le met en pratique.

Dans un vaste cylindre de fonte, contenant une dissolution de 30 parties de sel marin pour 100 parties d'eau, on fait arriver, des deux extrémités opposées, un courant de gaz ammoniac et un courant de gaz acide carbonique. Les deux gaz se rencontrent au milieu du liquide, et, grâce à l'excès de gaz acide carbonique que l'on a soin d'entretenir, il se forme du bicarbonate d'ammoniaque, puis, par l'action de ce sel sur le chlorure de sodium, du bicarbonate de soude insoluble, qui se précipite en petits grains. Un agitateur à palettes dont le cylindre est pourvu, sert à mettre constamment de nouvelles portions du liquide en présence des deux gaz.

Les grains cristallins de bicarbonate de soude qui se forment au fond du cylindre, en sont retirés par le simple effet d'un courant liquide que l'on détermine dans cette partie inférieure du cylindre.

Quand on a recueilli ce bicarbonate de soude, il est nécessairement imprégné de la dissolution de chlorhydrate d'ammoniaque et de sel marin dans laquelle il a pris naissance. Pour l'en débarrasser sans aucun lavage, on l'introduit dans un hydro-extracteur à force centrifuge identique à ceux qui servent pour la fabrication du sucre, et par ce simple essorage on chasse toute la liqueur saline qui imprégnait le carbonate de soude.

Pour décomposer ensuite ce bicarbonate de soude et obtenir le carbonate de soude ordinaire, on l'expose à l'action de la chaleur, dans un cylindre chaulTé par la flamme d'un foyer. L'acide carbonique provenant de cette décomposition n'est pas perdu. On le recueille dans un gazomètre, pour le faire servir à la première des opérations que nous avons décrites. Conservé dans ce gazomètre, il y est puisé au fur et à mesure des besoins.

Quant à la liqueur restée dans le cylindre et qui se compose de chlorhydrate d'ammoniaque et de bicarbonate d'ammoniaque mêlés à du sel marin, on les traite par de la chaux, qui en dégage l'ammoniaque. Cette ammoniaque est recueillie et conservée pour des opérations ultéi'ieures. Il ne reste donc plus dans la liqueur que du sel marin, que l'on recueille par révaporation.

Ainsi, avec une même quantité de gaz ammoniac et de gaz acide carbonique, on peut transformer une quantité indéfinie de sel marin en bicai-bonate de soude industriel.

La théorie parle si éloquemment en faveur de ce procédé nouveau, qu'il est à croire qu'il remplacera un jour, dans toutes les usines, le pi'océdé Leblanc.

LES SOUDES ET LES POTASSES.

Fig. 338 . — Préparation du bicarbonate de soude avec

Nous n'augurons pas aussi bien d'un dernier procédé qui a été mis en usage récemment, en Angleterre, par l'inventeur, M. Calvert-Clapham. Nous le citerons pourtant, | afin que ce tableau des nouveaux procédés de l'industrie sodique soit aussi complet que possible.

L'action de la litharge sur le sel marin est la base de ce procédé de préparation, qui a été mis en usage, en Angleterre, dans l'usine de M. Walker. On obtient, non du carbonate de soude, mais de la soude caustique, avantage évident quand il s'agit des fabriques de savon oii l'on emploie la soude caustique, puisqu'avec ce moyen on évite la dépense de la préparation de la soude caustique.

M. Calvert-Clapham a fait connaître, en 1870, ce procédé nouveau dans un article du Chemical Neivs.

Après avoir rappelé que lord Dundonald fit, de 1790 à 1794, des expériences pour obtenir la soude caustique avec le sel marin et la litharge, l'auteur expose ainsi son procédé, tel qu'il est employé dans l'usine de M. Walker :

« On môle 100 parties de litharge, 70 de sel et 30 de chaux, puis on écrase le mélange à la meule avec j un peu d'eau. Au bout d'un quart d'heure, la masse pâteuse est soumise à une pression de 130 livres an- ,

l'acide carbonique qui se dégage des eaux de Viciiy.

glaises par pouce carré. Le liquide clair qui s'écoule

contient du sel, de la soude caustique et un peu de plomb qu'on peut enlever par divers moyens. Le meilleur consiste à faire passer la solution à travers de l'hydrate de chaux, qui rentre ensuite dans la fabrication. On peut évaporer directement la solution alcaline, mais il vaut mieux l'enrichir en la faisant retourner à la raeule avec de nouvelle litharge et de nouvelle chaux. De la sorte 47 à 50 pour 100 de sel sont transformés en soude caustique, qu'on obtient par évaporation au titre de 70 pour 100. Le gâteau qui reste dans la presse contient du chlorure de plomb, de l'hydrate de plomb, de la litharge et de la chaux non attaqués. On le chauffe à 180 degrés. L'hydrate se transforme en oxyde et la masse devient orangée; on l'introduit doucement dans une solution bouillante de chaux qui décompose le chlorure de plomb et le convertit en oxyde de plomb et chlorure de calcium. On lave l'oxyde de plomb à l'eau de chaux et on le fait rentrer dans la fabrica» tion. Quant aux solutions calciques, elles contiennent encore du plomb que l'on retrouve aussi. Pour cela, on les laisse refroidir, le chlorure de plomb cristallise, et ce qui reste en solution à froid est précipité par le sel marin ou l'acide chlorhydrique. Le chlorure de plomb est décomposé par la chaux et l'oxydfr produit va à la meule.

« On est obligé, au bout d'un certain nombre d'opérations, de détruire les carbonates de plomb et de chaux qui tendent à s'accumuler dans la fabrication, malgré sa rapidité. Pour cela l'oxyde de plomb régénéré est mêlé avec de l'eau ; les por ions qui tombent au fond sont de l'oxyde pur, mais les parties les plus légères contiennent presque tout le carbonate : on les siphonne, on évapore et l'on calcine le résidu, qui donne de nouveau de la litharge. »