CHAPITRE XI

AUTPES SOURCES DE POTASSE. — LA COMBUSTION DU RÉ- SIDU DU FUMIER. — LA COMBUSTION DE LA LIE DU VIN, DES MÉLASSES DE BETTERAVES ET DU SUINT DE LA LAINE DES MOUTONS. — LE GISEMENT NATUUEL DE POTASSE DE STASFURT. — EXTRACTION DE LA POTASSE DES EAUX- MÈRES DES SALINES. — PROCÉDÉS DE M. BALARD.

Nous avons vu qu'on peut extraire la potasse, en plus ou moins grandes quantités, des arbres des forêts; mais nous avons fait remarquer que l'élévation du prix des bois limite forcément cette source de production. Aussi, depuis longtemps, les savants et les manufacturiers se sont-ils préoccupés de la nécessité de trouver d'autres sources de potasse, alcali qui entré pour une forte part dans un grand nombre d'industries.

Vers 1850, JosiahBirch, filateurde laines, eut l'idée de chercher si l'eau croupissante du fumier ne pourrait pas fournir de la potasse. Il fit évaporer une grande quantité de cette eau, et calcina le résidu dans un four. Les cendres étaient tellement riches en alcali que Birch s'en servit pour préparer les lessives qu'il employait dans son usine pour le nettoyage des laines. Chacun

peut en faire autant, c'est-à-dire trouver dans le produit des eaux de fumier évaporées, une source de potasse propre aux usages du lessivage.

Les lies de vin transformées en cendres par la combustion, sont, depuis longtemps, une source commerciale de potasse. On appelle la potasse provenant de cette source, cendres gravelées. Ce produit eut une certaine importance à la fin du siècle dernier, pendant-la disette des soudes végétales, et avant la découverte du procédé de Leblanc pour la fabrication des soudes artificielles.

Pour opérer la combustion des lies de vin, il faut commencer par les dessécher, soit en les renfermant dans des sacs de toile et les soumettant à une pression énergique, soit en les exposant, pendant un temps suffisant, au soleil. Lorsqu'on agit par pression, on recueille le vin aigri que renferme encore la lie, et le liquide que l'on recueille donne un très-bon vinaigre.

La combustion des lies de vin s'opère dans de larges fours. On commence par y faire brûler des fagots de sarments ou d'autres combustibles légers, puis on jette sur les cendres de ces fagots, la lie desséchée. Dès

LES SOUDES ET LES POTASSES.

Fig. 341. — Coupe du four pour la carbonisation des vinasses de betteraves.

qu'elle est enflammée, on la laisse brûler sans la remuer, et on alimente le feu en y projetant de nouveaux pains de lie, de manière que le feu soit entretenu jusqu'à ce que le fourneau soit rempli du résidu de la combustion. Ce résidu forme une masse légère, spongieuse, cassante et de couleur verdâtre, qui porte le nom de cendres gravelées.

Les cendres gravelées ont peu d'importance commerciale, car leur fabrication est trèsrestreinte et ne s'exécute que dans quelques pays vignobles. Mais l'alcali qu'elles renferment est très-pur. Le tartre qui est contenu dans le vin, et qui s'est précipité avec la lie et les dépôts de tonneaux, est le produit qui fournit la potasse. Ce tartre est un mélange de tartrate acide de potasse et de tartrate de chaux. Décomposé par le feu, il i laisse du carbonate de potasse mêlé de carbonate de chaux.

I On doitàM. Dubrunfaut une autre source de potasse beaucoup plus importante : nous \ voulons parler des mélasses de betteraves, 1 dans lesquelles l'analyse chimique avait signalé de fortes proportions de sels de potasse.

M. Dubrunfaut partit de cette idée

qu'après l'extraction du sucre, tous les composés alcalins ou terreux qui existent dans le tissu de la betterave, doivent être concentrés dans le résidu des opérations, c'està-dire dans les mélasses. Il fit donc des essais pour tirer parti d'abord des mélasses, pour transformer en alcool le sucre qu'elles renferment encore ; ensuite de la mélasse évaporée et calcinée, pour retirer des cendres de cette matière la potasse qu'elles contiennent.

Voici le procédé suivi par M. Dubrunfaut. On commence par faire fermenter les mélasses, et on en sépare l'alcool par distillation. Le résidu, ou ce que dans les ateliers on nomme la vinasse^ est traité par de la craie, pour saturer les acides libres qu'elle renferme. La liqueur est ensuite concentrée, soit dans des chaudières en fonte chauffées à feu nu, soit dans des cuviers en bois, traversés par des serpentins de vapeur, soit enfin dans des cuves plates placées au-dessus des fours de l'usine et chauffées par le calorique perdu de ces fours. Quand le liquide évaporé est parvenu à l'état sirupeux, c'est-àdire à environ 23" de l'aréomètre pèse-sel, on verse ce liquide dans un réservoir. Par le repos, le sulfate de chaux se précipite. Après^

cette précipitation, on achève l'évaporation du liquide, en le portant sur la sole d'un four. La chaleur continuant son action, le résidu s'enflamme, les substances organiques sont détruites et il ne reste que des cendres.

L'incinération est considérée comme complète dès que la matière charbonneuse qu'elle produit, délayée dans l'eau et filtrée, donne une solution incolore.

La figure 341 représente le four employé dans les distilleries du Nord, pour calciner les résidus de l'évaporation des vinasses de betteraves et les transformer en carbonate de potasse. Ce four est surmonté d'un bassin en briques, N, dans lequel se termine l'évaporation des liqueurs déjà concentrées.

En ouvrant un orifice fermé par un bouchon, on découvre un canal ménagé dans l'épaisseur du four, et on détermine la chute du liquide pâteux sur la sole. H, c'est-à-dire sur la surface chauffée du four. Un ouvrier armé d'un râteau de fer agite la masse pendant sa calcination.

Une ouverture à treillis, L, est ménagée au devant du four, pour activer le tirage et déterminer un afflux d'air considérable, qui brûle rapidement les substances organiques. La fumée du foyer, mêlée aux gaz qui proviennent de la matière calcinée, s'échappe, au moyen de carneaxix^ dans le tuyau de la cheminée qui est situé derrière le fourneau, en contre-bas du foyer, ce qui empêche de la représenter sur notre dessin.

Quand la matière est suffisamment desséchée dans la première partie (H) du four, on la pousse, au moyen d'un long râteau, R, dans la partie plus fortement chauffée, G, du même four. Elle ne tarde pas à s'enflammer et à se réduire en cendres. Le courant d'air qui la traverse active beaucoup son incinération.

La matière charbonneuse que l'on retire du four, constitue le salin de potasse, substance noirâtre et impure, qui contient des carbonates de potasse et de soude, du chlo-

rure de potassium et du sulfate de potasse.

Par des lessiA'ages méthodiques , on peut purifier ce salin et le priver des sels de soude qu'il renferme. On y parvient en dissolvant dans l'eau ce produit et le soumettant à une série de cristallisations régulièrement conduites, qui ont pour effet d'éliminer le carbonate de soude. Mais cette opération, qui n'est pas d'une exécution facile, est rarement accomplie.

La potasse provenant des mélasses de betteraves, lorsqu'elle a été convenablement calcinée et épurée, est l'une des meilleures que l'on connaisse. Elle est d'une blancheur éclatante, et comme elle renferme un peu de carbonate de soude, on la préfère aux potasses ordinaires pour la fabrication des savons mous, parce qu'elle augmente leur consistance, en y introduisant un peu de savon sodique.

Veut-on savoir maintenant quelle est l'importance de cette industrie, qui ne remonte, pour ses premiers essais, qu'à l'année 1840? En 1867, on a produit en France H millions de kilogrammes de salin extrait des mélasses de betteraves. La richesse moyenne de ces salins étant au titre de 15 degrés alcalimétriques, on peut, en tenant compte d'un déchet de 10 pour 100, évaluer à 2,485 tonnes, la quantité de carbonate de potasse fournie, pendant une seule année, à l'industrie par le traitement des mélasses.

MM. Maumené et Rogelet exploitent à Reims, depuis quelques années, une autre source de potasse. Ils extraient cet alcali du suint de la laine des monto7is, et le résidu de l'opération, traité convenablement plus tard, donne des quantités assez considérables d'ammoniaque et de gaz d'éclairage.

Bien que cette exploitation ait été importée à Elbeuf, où les fabriques de draps peuvent ainsi utiliser des eaux qui étaient auparavant complètement perdues, elle n'a

LES SOUDES ET LES POTASSES.

pas acquis une grande importance. En 1867, elle fournit 150 tonnes seulement d'un carbonate de potasse, d'une pureté remarquable d'ailleurs , qui ne contenait pas plus de 4 pour 100 de carbonate de soude. Aussi, contrairement aux potasses de betteraves qui sont plus recherchées des savonniers, comme nous venons de le dire, les potasses extraites du suint sont-elles employées de préférence pour la fabrication du cristal.

Passons à l'extraction de la potasse des substances minérales qui la renferment.

Nous ne citerons que pour mémoire un procédé dû à M. Wardayant, et qui consiste à extraire la potasse du feldspath (silicate double d'alumine et de potasse).

On chauffe au rouge un mélange de feldspath, de spath fluor et de chaux. Par cette calcination, la potasse du feldspath se change en fluorure de potassium. Ce sel, traité par la chaux, donne directement de la potasse caustique.

Ce procédé n'a pas eu d'application véritablement industrielle.

Nous arrivons aux méthodes imaginées par M. Balard, pour extraire les quantités infinitésimales de potasse qui existent dans l'eau de la mer.

Résumons d'abord les antécédents de la question.

Dès 1785 Scheele,et Grena en 1794, avaient constaté qu'en refroidissant une dissolution contenant du sulfate de magnésie et du sel marin, il se produit des cristaux de sulfate de soude, tandis que l'eau mère retient du chlorure de magnésium . Ces chimistes avaient reconnu également que les eaux mères des sources salées, abandonnées à l'action du froid, pendant l'hiver, laissent déposer une grande quantité de sulfate de soude, dont la production est due à la décomposition réciproque, sous l'influence du

froid, du sulfate de magnésie et du chlorure de sodium contenus dans ces eaux.

Mais tout s'était borné à des études de laboratoire qui n'avaient amené aucun résultat important au point de vue industriel. En 1844, M, Balard reprit la question. Il indiqua le parti que l'on pouvait tirer des eaux de la mer pour en extraire la potasse, en s'adressant aux eaux-mères des marais salants, c'est-à dire aux eaux qui restent dans le marais salant après que l'on a extrait le. sel marin par l'évaporation et la cristallisation naturelles.

M. Balard parvint a rendre pratique la procédé signalé pour la première fois par Scheele. Pendant les froids de l'hiver, il étendait sur de vastes surfaces les eaux mèresdes marais salants. Ces eaux contiennent du sulfate de magnésie et du chlorure de sodium. Sous l'influence de la basse températare, en vertu de ces lois physiques que BerthoUet a mises en lumière, et qui vont à rencontre des lois ordinaires de l'affinité, il se faisait un échange entre les bases et. les acides. Du sulfate de soude prenait naissance et se précipitait, parce que le sulfate de soude est insoluble dans l'eau refroidie au-dessous de zéro. Dans l'eau froide restait dissous le chlorure de magnésium.

Seulement, et on le comprend, il ne fallait pas laisser les matières en présence lorsque l'on revenait à une température plus élevée; car alors la réaction inverse se produisait et le sel marin était régénéré. On se hâtait donc d'emporter le sulfate de soude,, dès que sa précipitation était accomplie. Une nuit froide suffisait pour que cette décomposition s'effectuât sur d'immenses étendues.

Rien n'est assurément plus curieux que cette industrie qui a pour agent unique le froid d'une nuit d'hiver, et qui, en quelques heures, peut donner des millions de kilogrammes de produit.

Cependant, comme dans le midi de la

France il fait rarement des froids prolongés, cette industrie avait quelque chose de trop éventuel. M. Balard remplaça avec avantage le froid de la nature par celui de l'art. Il fit usage des machines Carré, qui produisent à peu de frais un grand abaissement de température. Le sulfate de soude put ainsi se fabriquer à coup sûr et en tout temps.

Ce sulfate de soude était versé dans le commerce, où il trouvait des débouchés différents, mais dont le principal était la fabrication du carbonate de soude par le procédé Leblanc.

Les eaux mères des marais salants, étant ainsi débarrassées des sels de soude, ne renfermaient plus guère que des chlorures de potassium etde magnésium. On faisait évaporer ces liqueurs, qui, parle refroidissement, laissaient déposer des cristaux de chlorure de potassium et de magnésium. Par la cristallisation , on séparait le sel de magnésie et l'on obtenait le chlorure de potassium pur, sel que l'on transformait en potasse par les mêmes moyens et avec les mêmes fours et appareils qui servent à obtenir la soude factice.

Voilà comment les usines créées à l'instigation de M. Balard, dans les salines du midi de la France, pouvaient verser dans le commerce du chlorure de potassium en quantités considérables. Malheureusement la découverte d'un énorme gisement naturel de sel de potasse, à Stassfûrt, en Prusse, vint renverser les données économiques de cette fabrication. M. Balard dut alors se livrer à de nouvelles recherches, et il imagina une seconde méthode, qui s'ajoute à la première et la complète très-heureusement.

Dans le rapport sur les produits chimiques de V Expositio7i internationale de 1867 (1), M. Balard raconte en ces termes la découverte du gisement naturel de potasse en

(1) Tome VII des Rapports da jury international. In-S". •Paris, 1868, pages 78-TJ.

Prusse et les conséquences de ce fait pour l'industrie française de la fabrication de la potasse avec les eaux mères des marais salants.

Une source de sel mai'in, jaillissant au milieu de la petite ville de Stassfûrt, en Prusse, avait appelé en 1838 l'attention des savants et des industriels. En 1839, des sondages fui'ent commencés, et l'on trouva la couche de sel gemme à 300 mètres de profondeur. Laissons maiutenant parler M. Balard.

« La mine de sel gemme de Stassfûrt est la plus grande masse connue de sel qui ait été accumulée dans le sol par suite de l'évaporation continuelle des eaux salées pendant les périodes géologiques. Cette masse inépuisable de sel gemme permet d'exploiter depuis sept à huit ans, deux puits creusés à Stassfûrt, et un troisième, creusé en 18S8, à Anlvalt, dont le terrain n'est séparé de celui de Stassfûrt, qu'il enclave, que par une rivière, la Bade, qui coule entre les deux.

« A une profondeur de 2S0 mètres environ, on trouva, en creusant les puits de Stassfûrt, un mélange de sels de potasse, de soude et de magnésie. Leur présence, sur une épaisseur d'environ 70 mètres, ne faisait augurer rien de bon du gisement salin qu'on cherchait, et plus d'une fois, en voyant diminuer la proportion de sel marin conlenue dans l'eau du trou de soude, on fut sur le point de renoncer au fonçage du puits. L'espérance, justifiée plus tard par l'événement, que cette couche de sels impurs n'occupait que la partie supérieure du gisement, détermina cependant à continuer ce fonçage. Ainsi, par une résistance du même genre que celle que les sauniersont, pendant silouglemps,apportée à l'exploitation des eaux mères des salines, la préoccupation de la recherche exclusive du sel marin pur faisait regarder comme inutiles ou même comme nuisibles les produits qui le recouvraient, et qui font pourtant la principale richesse du gisement.

« Ce fut M. H. Rose qui signala, en 1859, cette richesse. L'exploitation du sel gemme, commencée en 1837, avait déjà fourni des quantités considérables de sel marin, avant que l'on eût pensé à utiliser les composés potassiques ; mais un échantillon de l'ua de ces sels ayant été soumis à M. H. Itose en 1839, il reconnut bien vite que ce produit naturel n'était autre que ce chlorure double de potassium et de magnésium hydraté qui, depuis quelques années, était, dans quelques salines du midi de la France, la forme sous laquelle on concentrait la potasse contenue dans l'eau de la mer. Il signala à l'attention du gou- i ' vernement et des industriels toute l'importance de

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LES POTASSES.

cette découverte géologique, à peine indiquée cependant par les industriels allemands, lors de l'Exposition de Londres. Elle était surtout présentée alors comme une source où l'agriculture pourrait trouver à bas prix la potasse si nécessaire aux végétaux, et qui manque à certains terrains. Une quantité de 2,800 quintaux seulement avait été, en 1860, employée à cet usage exclusif.

« Mais, dans le courant de l'année 1861, la consommation de ces sels, dont l'industrie venait de s'emparer, était devenue huit fois plus grande, et cette nouvelle quantité était elle-même décuplée en 1862 par une progression rapide qui ne devait pas s'arrûter là. L'attention des chimistes et des ingénieurs fut alors attirée sur ce point ignoré de l'Allemagne jusque-là. »

La découverte de ce gisement naturel de sels de potasse en Prusse, eut pour résultat de diminuer de moitié en France le prix du chlorure de potassium, et d'exiger des industriels qui produisaient les sels de potasse, de nouveaux elforts pour lutter contre une concurrence aussi écrasante. Devant ce fait nouveau, qui fut considéré comme un cas de force majeure, les marchés les plus importants pour la vente des sels potassiques durent être résiliés, et cette industrie, qui s'annonçait comme devant être très-productive, perdit aussitôt toute son importance.

L'extraction des sels de potasse des eauxmères des marais salants s'effectue aujourd'hui au salin de Berre, près Marseille, et au salin de Giraud, situé dans la Camargue, sur la plage de la Méditerranée, à quelque distance d'Aigues-Mortes. On opère sur les eaux mères des marais salants, c'est-à-dire sur les résidus des eaux d'où l'on a retiré le sel marin.

Pour comprendre les opérations au moyen desquelles on extrait la potasse des eauxmères des marais salants du Midi, il faut avoir préalablement une connaissance exacte des opérations que nécessite l'extraction du sel dans les marais calants. Nous croyons, en conséquence, devoir renvoyer àlaNctice sur lindustrie du sel, qui suivra la présente Notice, la description des procédés d'exlrac-

tion de la potasse des eaux mères des marais salants du Midi.

Le sulfate de potasse que l'on retire des eaux mères des marais salants, par les méthodes que nous décrirons dans le cours de la Notice sur l'industrie du sel, peut être transformé ensuite en carbonate de potasse, en le traitant par la craie et le charbon, dans les fours à soude, comme si l'on voulait produire de la soude factice. Seulement, au lieu de carbonate de soude, on obtient du carbonate de potasse.

L'extraction des potasses des eaux-mères des salines ne donne pas grand bénéfice aux fabricants de produits chimiques qui se livrent à cette exploitation, mais, comme le faisait observer M. Balard en 1867, cette nouvelle branche d'industrie se lie à des considérations d'un ordre élevé, — et les événements ne lui ont donné que trop raison. — L'extraction delà potasse permet, en effet, de retirer de notre propre sol ce qu'un pays prudent ne doit jamais demander à son voisin, c'est-à-dire la potasse, lun des éléments de la fabrication de la poudre. N'auraient-ils eu que cet avantage, les travaux de M. Balard auraient été pour la France un véritable bienfait.