CHAPITRE XII

nouveaux procédés proposés pour la préparation de l'acide sulfurique.

Ce chapitre sera court. Quand on sait que l'acide sulfurique ne se vend guère que 15 centimes le kilogramme (15 francs les 100 kilogrammes), prix inférieur à celui de la matière, c'est-à-dire à celui du soufre, qui vaut toujours 20 à 25 francs les 100 kilogrammes, on se demande s'il est bien rationnel de demander à la science des méthodes nouvelles pour la préparation de cet acide. Cependant l'esprit de recherche ne s'arrête jamais. Nous allons voir ce qu'il nous a donné quant à la production de l'acide sulfurique par des procédés qui seraient plus économiques que le moyen aujourd'hui en usage dans le monde entier.

Parmi les procédés nouveaux qui ont été proposés ou essayés, les uns ont pour objet la suppression du soufre, les autres la suppression de l'azotate de soude employé pour fournir les vapeurs nitreuses.

Pour supprimer le soufre dans la préparation de l'acide sulfurique — ce qui serait très-avantageux, si les soufres de Sicile ou les pyrites venaient à nous manquer — on a surtout songé à s'adresser au plâtre. Le plâtre est formé d'acide sulfurique combiné

à la chaux, et cette matière existe dans la nature en masses inépuisables et à notre portée, attendu que des collines entières, comme celles de Montmartre, par exemple, ne sont composées que de sulfate de chaux.

Extraire l'acide sulfurique du sulfate de chaux, paraît chose fort simple, et pourtant cette opération est une des plus difficiles que la chimie puisse se proposer, ou pour mieux dire, on n'a jamais réussi à l'exécuter industriellement.

Pelouze a proposé de désoxygéner le sulfate de chaux par le charbon, pour obtenir un sulfure de calcium, que l'on décomposerait ensuite par l'acide chlorhydrique, de manière à en dégager l'acide sulfhydrique gazeux. En enflammant le gaz sulfhydrique, on produirait de l'eau et de l'acide sulfureux, gaz que l'on dirigerait immédiatement dans les chambres de plomb.

Quant à l'opération pratique, Pelouze proposait d'opérer comme il suit. Introduire dans une cornue en fonte, de la forme des cornues à gaz, un mélange de 150 kilogrammes de plâtre cuit et de 20 kilogrammes de coke en poudre, et calciner ce mélange pendants à 4 heures. Le charbon désoxydant le plâtre, dégage de l'oxyde de carbone et de l'acide carbonique, et laisse le sulfure de calcium. On place ce sulfure de calcium dans un étoufloir en tôle, où on le laisse refroidir, à l'abri de l'air, qui oxyderait le sulfure. On décompose ensuite ce sulfure de calcium par l'acide chlorhydrique, qui est à très-bas prix dans le commerce. On recueille, dans un gazomètre, le gaz acide sulfhydrique, et quand on veut fabriquer l'acide sulfurique, on amène ce gaz, au moyen d'un tube, à l'entrée des chambres de piomb. On l'enflamme et on dirige l'acide sulfureux dans la chambre, simultanément avec les vapeurs nitreuses.

L'idée de faire manier dans des ateliers industriels un gaz aussi vénéneux que l'acide sulfhydrique était assez malheureuse.

Nous ne croyons pas que ce procédé ait jamais été essayé en grand.

M. Frémy, considérant que la silice décompose, à une température élevée, le sulfate de chaux, a proposé de faire un mélange de sable et de plâtre, et d'exposer ce mélange à la température du rouge. La silice s'empare de la chaux et l'acide sulfurique est mis en liberté. Mais, en raison de la haute température du four, l'acide sulfurique est décomposé, et se réduit en oxygène et en acide sulfureux. Ces deux gaz sont alors dirigés dans les chambres de plomb.

Un chimiste allemand, M. Schanck, a proposé un procédé assez curieux, mais dont le résultat est fort incertain. On introduit dans une cuve de pierre, un mélange de chlorure de plomb et de sulfate de chaux, puis de l'eau chauffée à 50 ou 60 degrés, et l'on agite fortement le tout. Les deux sels se décomposent, et donnent du chlorure de calcium, qui reste dissous, et du sulfate de plomb, qui se précipite. C'est ce qu'explique cette équation chimique :

SO»,CaO + PbCP = KCl^ + SO^PbO

Sulfate Chlorure Chlorure Sulfate

de chaux. de plomb. de potassium. de plomb.

On sépare le sulfate de plomb formé, et on le traite par de l'acide chlorhydrique. Une réaction inverse de la précédente a lieu : il se fait du chlorure de plomb, insoluble, qui tombe au fond de la cuve, prêt à servir à une nouvelle opération, et de l'acide sulfurique, qui reste dissous dans l'eau.

L'équation chimique suivante explique cette dernière réaction :

SO^PbO + 2C1II = Cl^Pb -H SO',H-'0

Sulfate Acide Chlorure Acide

de plomb. chlorhydrique. de plomb. su furique.

En agitant le mélange et le chauffant à 60 degrés, le chlorure de plomb se rassemble au fond du vase. On peut alors évaporer la liqueur, qui ne se compose que d'acide sulfurique étendu, et on la concentre à la ma-

nière ordinaire pourobtenir de l'acide commercial.

Un chimiste russe, Kendorff, a fait connaître un procédé analogue au précédent.

Sur du plâtre chauffé au rouge, on dirige un courant de gaz acide chlorhydrique. Il se fait du chlorure de calcium, et l'acide sulfurique se dégage à l'état de vapeurs qu'il est facile de condenser. C'est ce qu'explique l'équation suivante :

SO'CaO -t- 2C1H = CPK 4- SO',H'0

Sulfate Acide Chlorure Acide

de chaux. chlorhydrique. de calcium. sulfurique.

En 1843, un chimiste français, M. Cary- Mantrand, mettant ce procédé en pratique, a trouvé que lorsque le gaz chlorhydrique est bien sec, l'acide sulfurique se décompose ; de sorte que l'on obtient, non de l'acide sulfurique, mais de l'oxygène et de l'acide sulfureux, gaz qui peuvent être immédiatement dirigés dans une chambre de plomb.

M. Kuhlmann, de Lille, a expérimenté ce dernier procédé sur une grande échellie, mais il n'a pu réussir à le transporter dans la pratique, vu la difficulté de dessécher les gaz, et la grande quantité d'acide chlorhydrique qu'il faut employer.

Passons aux méthodes proposées pour supprimer les composés nitreux qui servent à oxyder l'acide sulfureux dans les chambres de plomb.

M. Hahner a proposé d'oxyder l'acide sulfureux par le chlore, en présence de la vapeur d'eau. La réaction qui s'établit est la suivante :

2Cl -\- 2IP0 H- SO^ = SOMPO -4- 2C1H

Chlore. Eau. Acide Acirte AeiJe

sulfureux. sulfurique. chlorhydrique.

On se procure le chlore en décomposant l'acide chlorhydrique qui prend naissance dans la fabrication de la soude.

Persoz a appliqué industriellement un procédé basé sur la réaction qu'exerce l'a-

LE SOUFRE ET E'A

CIDE SULFCKIQUE.

< ide azotique sur l'acide sulfureux pour le transformer en acic'-e sulfurique, et enfin sur la révivification, au moyen de la -vapeur d'eau et de l'air, des composés nitreux qu'engendre l'acide azotique par sa réduction partielle. Voici comment l'auteur mettait ce procédé en pratique.

L'acide sulfureux provient de la comlaistion des pyrites effectuée dans des cornues <le terre, à section elliptique. Une pompe aspirante, agissant à l'intérieur des cornues, active le dégagement du gaz sulfureux. Ce gaz traverse d'abord une couche de coke, qui le débarrasse, par un simple effet de filtration^ des impuretés solides qu'il peut avoir «uitraînées ; il se dirige alors dans les appareils où il se transforme en acide sulfurique.

Ces appareils consistent en 4 ou S auges de grès recouvertes par un dôme en plomb, qui contiennent de l'acide azotique. Le gaz acide sulfureux pénètre dans ces auges, au moyen d'un tuyau en grès percé de trous. Elles sont disposées en gradins, de sorte que le gaz les traverse successivement. L'acide sulfureux s'oxyde aux dépens de l'acide sulfureux et se transforme en acide sulfurique, tandis que l'acide azotique lui-même se transforme en divers composés nitreux qui sont «ntraînés à l'état de vapeurs hors des auges, €t arrivent enfin aux aLppareils révivi/icateurs de r acide azotique.

Ces appareils révivifîcateurs se composent de 23 colonnes en grès de 6 mètres de hauteur, SO cent, de diamètre, construites par l'assemblage de vases cylindriques en grès. Le fond de chacun de ces vases forme une cloison horizontale percée de trous. Us sont presque entièrement remplis de coke. Les gaz circulant dans toute la série de ces colonnes, rencontrent dans chacune d'elles un filet de vapeur d'eau qui pénètre à la partie supérieure, et qui, aidé par l'oxygène que l'appareil renferme en excès, car une pompe y insuffle une certaine quantité d'air, transforme tous les composés azoteux en acide

azotique. Cet acide rentre alors dans la fabrication et sert à oxyder de nouvelles quantités d'acide sulfureux.

Le parcours dans la série des colonnes équivaut à 7S mètres environ, et dès que les gaz ont parcouru une longueur de 20 mètres environ, on n'y rencontre plus de traces sensibles de composés nitreux. On opère à froid avec l'acide azotique concentré, et à 30 ou 40 degrés avec l'acide étendu d'eau.

Les avantages du procédé de M, Persoz sont les suivants :

l^Il rend inutiles les chambres de plomb ; 2° il permet d'employer de l'acide sulfureux de provenance quelconque, même si ce gaz est mélangé avec de l'azote, de l'acide carbonique et d'autres gaz. L'acide sulfureux peut donc être emprunté non-seulement à la combustion du soufre ou des pyrites, mais encore à l'oxydation par l'air des sulfates de fer, de cuivre et de zinc, à une température élevée.

Ce procédé n'a pas réussi dans la pratique.

Citons une dernière méthode, à titre de complément.

On fait dans les cours de chimie l'expérience suivante. Sur de la mousse de platine chauffée au-dessous du rouge, on dirige un mélange gazeux d'oxygène et d'acide sulfureux, et l'on voit sous l'influence, — assez difficile à expliquer — de ce corps, l'oxygène et l'acide sulfurique se combiner, et former de l'acide sulfurique anhydre. M. Kuhlmann a tenté d'appliquer cette réaction physico-chimique à la fabrication de l'acide sulfurique, mais le succès n'a pas répondu à son attente. M. Kuhlmann a reconnu, en effet, que l'éponge de platine perd rapidement ses propriétés catalytiques^ et par suite, la propriété d'opérer la combinaison des deux gaz.

M. Hunt, chimiste anglais, et d'autres chimistes ont pris, dans ces dernières années, plusieurs brevets en Angleterre pour la fa-

brication de l'acide sulfurique par un procédé analogue à celui que M. Kuhlmann a expérimenté à Lille. A la mousse de platine, M. Hunt substitue la pierre ponce. On met dans des tuyaux de brique des morceaux de pierre ponce et on les chauffe au rouge. Lorsque les tuyaux sont chauffés au rouge, on y fait passer l'air atmosphérique et l'acide sulfureux : une partie de l'acide sulfureux se combine à l'oxygène et forme de l'acide sulfurique, tandis que l'acide sulfureux en excès se rend dans les chambres de plomb, où. il s'oxyde à la manière ordinaire.

L'emploi de la pierre ponce ne constitue pas, on le Yoit, un procédé nouveau. C'est une simple addition au procédé suivi par

M. Kuhlmann. Ajoutons que cette disposition ne paraît pas aA^oir mieux réussi.

En résumé aucun procédé nouveau n'a pu, jusqu'à ce jour, entrer en lutte avec le système des chambres de plomb. La permanence inébranlable de ce mode de fabrication, malgré les efforts considérables que la science moderne a faits pour le transformer ou pour lui en substituer d'autres, est le plus bel éloge que l'on puisse faire de cette belle industrie. Les noms de ses fondateurs, Angelo Sala, Garbett et Rœbuck, Ward, Hocker, Clément Désormes, Gay-Lussac, etc. vivront à jamais dans le souvenir des amis de la science et de l'industrie.