CHAPITRE V

EXTRACTION DU SODFRE DES PYRITES. — SOUFRE PROVE- NANT DU GOILLAGE DES MINERAIS. — LE SOUFRE RETIRÉ DES MARCS DE SOUDE.

En Saxe, en Bohème, à Chessy, près de Lyon, on retire le soufre parla distillation de la pyrite de fer, c'est-à-dire du bisulfure de fer naturel. Par l'action de la chaleur seule, la pyrite de fer abandonne, en elTet, une partie de son soufre. Ce procédé d'extraction du soufre a peu d'importance aujourd'hui, et le soufre ainsi obtenu ne figure que pour de très-petites quantités dans la production générale; mais il est intéressant de savoir que l'on pourrait, au besoin, se passer des soufres de la Sicile, et les remplacer par les pyrites chaufl'ées en vase clos.

L'extraction du soufre du bisulfure de fer fut mise en usage en France sous le premier Uiupire, par un manufacturier nouuné Dartigues, au moment où le blocus continental empêchait l'arrivée des soufres de Sicile. Cette méthode était, du reste, déjà en pra-

tique à cette époque, en Saxe et en Bohème, et on continue encore, dans ces deux pays, à distiller les pyrites, pour en retirer le soufre. Le résidu de l'opération constitue un sous-sulfure de fer, que l'on transforme ensuite en sulfate de fer, en l'abandonnant à l'action de l'air humide, qui oxyde à la fois le soufre et le fer.

Pour extraire le soufre des pyrites de fer, on distille le minerai dans des tuyaux cylindriques en poterie, qui sont rangés horizontalement dans un fourneau, au nombre de 12 ou 24, et qui reçoivent chacun 25 kilogrammes environ de minerai. Ces tuyaux sont fermés à leurs deux bouts. Uii tuyau en terre adapté à une de leurs extrémités, conduit le soufre distillé dans un récipient où il se condense.

La figure 398 représente le fourneau dans lequel on décompose la pyrite, pour en extraire le soufre. On introduit le minerai dans des tuyaux de terre, D, D, D, par le bout le plus large, après avoir placé au bout le plus étroit une étoile en terre, qui donne issue aux vapeurs, et permet au soufre de couler. On ferme avec soin le bout le plus large avec un couvercle de terre, et l'on adapte au bout le plus étroit un tube recourbé en fonte (G, G, G) qui amène le soufre distillé dans un récipient R. Ces tuyaux, au nombre de douze ou de vingt-quatre, pour un même fourneau^ ainsi que nous l'avons dit, sont légèrement inclinés, de manière que des deux extrémités qui dépassent le fourneau, la plus large soit la plus élevée, et la plus étroite la plus basse.

Tous les sulfures de fer naturels ne sont pas également propres à l'extraction du soufre : le bisulfure de ce métal est le seul que, sous ce rapport, ou puisse exploiter avec avantage ; encore ne faut-il pas croire que le soufre qu'on en retire soit en proportion avec la grande quantité de soufre contenue dans la pyrite, quantité qui s'élève à 34 pour 100. On pourrait, il est vrai, eu extraire la

moitié, c"est-à-dire 27 p. 100, sans nuire à la formation du protosulfate de fer, qu'on fabrique jtlus tard avec le résidu de l'opération ; mais la chaleur qui est nécessaire

Fig. 398. — Extraction du soufre par la distillation des pyrites.

pour retirer cette quantité de soufre, amènerait la fusion du résidu, ce qui obligerait à briser les tuyaux pour extraire ce résidu. On est donc forcé de se borner à une chaleur modérée, qui est incapable de fondre la pyrite, mais insuffisante pour extraire plus que le quart du soufre qui y est contenu, c'est-à-dire environ 14 pour 100. En opérant à une faible chaleur, le résidu, qui demeure à l'état pulvérulent, est facilement retiré des tuyaux, pour être converti ensuite en sulfate de fer.

Dans son Traité de chimie, Payen établit en ces termes le compte de revient de cette industrie :

Extraction du soufre des pyrites dans un four double contenant 24 cylindres.

Krancs.

Pyrites (pour Irois opérations en 2i

heures), 1,800 kilogrammes 2

Combustible, 1,000 kilogr. de houille. -iO

Main-d'œuvre .S

Intérêts, usé, frais générauv S

Produit = 2o2 kilogr. de soufre, coùtanl. 38 fr.

252 kil. de soufre coûtant .j8 fr. 100 kil. reviendront à 21 francs, prix plus élevé que la moyenne du cours commercial.

Le soufre provenant de la distillation des pyrites n'est pas pur : il renferme des quantités notables de sulfure d'arsenic. On le purifie en partie en le fondant.

Le soufre provenant de cette dernière opération porte dans le commerce le nom de soufre fondu. Mais pour le purifier entièrement, il faut le soumettre à la distillation. Le résidu de cette distillation est une espèce de soufre très-impur, que l'on désigne sous le nom de soufre caballin, et qni est employé dans la médecine vétérinaire.

La couleur jaune-rouge du soufre extrait lies pyrites n'est pas seulement due au sulfure d'arsenic ; elle tient aussi à la présence du sulfure de thallium. Dans une pyrite d'Espagne, Crookes a trouvé 0,29 pour 100 de thallium.

Dans les usines de la Belgique où Ion traite la pyrite de cuivre pour en extraire le soufre, on peut recueillir une certaine quantité de soufre qui échappe au grillage de la pyrite, c'est-à-dire à son oxydation dans des fours. Le cuivre est alors un produit accessoire de l'extraction du soufre.

Dans le Hartz on préparait autrefois avec la pyrite de cuivre, le soufre dit vierge. Ce soufre présentait la forme de gouttes semblables à des stalactites, parce qu'on le faisait couler par une ouverture pratiquée sur le côté du tas de pyrites calcinées.

On retire encore aujourd'hui le soufre par grillage du cuivre sulfuré, à Agordo CVénétie),

LE SOUFRE ET L'ACIDE SULFURIQUE

à Wicklow en Irlande et à Muhlbach (Sal7.bourg).Dans cette dernière localité, on a produit, en 1868, environ 100,000 kilogrammes de soufre brut.

Une source de soufre exploitée seulement depuis quelques années, commence à donner de remarquables résultats. Nous voulons parler dn résidu de la préparation de la soude artificielle. On a vu dans la Notice sur les soudes, que la matière qui reste quand on a lessivé la soude brute obtenue par le procédé Leblanc, est un mélange de carbonate de chaux, de chaux caustique et doxysulfure de calcium. Un chimiste allemand, M. Scbaffner, directeur de la fabrique de produits chimiques d'Aussig, en Bohême, a le premier réussi à retirer le soufre de l'oxysulfure de calcium qui existe dans les résidus de la fabrication de la soude artificielle, ou mnrcs de soude.

La régénération du soufre des résidus de la soude artificielle est une industrie qui a déjà acquis une véritable importance.

M. Scbaffner livre chaque année au commerce, 430 tonnes de soufre provenant des résidus de soude. La fabrique de Stolberg, près d'Aix-la-Chapelle, dirigée parM. Assenclever, ainsi que les fabriques de Manheim et de Cassel, produisent de grandes quantités de soufre régénéré des marcs de soude. En Angleterre , la plupart des fabriques de soude artificielle récupèrent par ce moyen le soufre de l'oxysulfure de calcium existant dans leurs résidus, et ce même procédé est déjà répandu dans plusieurs usines de Marseille. Il ne sera donc pas inutile d'entrer dans quelques détails sur ce système nouveau, qui constitue le progrès le plus récent de l'industrie du soufre.

Le principe de l'extraction du soufre de l'oxysulfure de calcium, résidu du lessivage de la soude brute, consiste à oxyder ce sulfure au moyen de l'air. Par l'action de l'oxygène de l'air, l'oxysulfure se transforme en

un mélange de polysulfure de sodium et d'hyposulfitc de soude, accompagnés d'un peu de sulfate de chaux. Quand l'oxydation est terminée, on lessive la masse par l'eau. Le sulfate de chaux, substance insoluble, n'est pas enlevé par l'eau, et l'on perd ainsi, il est vrai, une certaine quantité de soufre ; mais le sulfure et Ibyposulfite sont sohibics et sont cédés à l'eau.

Ces lessives étant recueillies, on les traite par l'acide chlorhydrique, qui les décompose, en produisant un dépôt abondant de soufre. En effet, le polysulfure de calcium, traité par l'acide chlorhydrique, fournit de l'hydrogène sulfuré et un dépôt de soufre; et de son côté, l'hyposulfite de soude, traité parle même acide chlorhydrique, donne un dépôt de soufi'e.

Les équations chimiques suivantes expliquent ces réactions :

cm

Acide chlorhydriqu

ClCa + SU -f- S

S'Ca

l'olysulfun

de calcium.

Ce qui veut dire qu'un équivalent de polysulfure de calcium et un équivalent d'acide chlorhydrique, produisent un équivalent de chlorure de calcium et un équivalent d'hydrogène sulfuré, avec la mise en liberté d'un équivalent de soufre.

2{SO,NaO) 4- CFH^ = Cf^Xa^ -f 11^0' -4- iS

Hyposulfile Acide Chlorure de Eau. Soufre,

de soude. chlorhydrique. S">diuni.

C'est-à-dire que deux équivalents d'hyposulfite de soude et d'acide chlorhydrique produisent deux équivalents de chlorure de sodium, et mettent en liberté deux équivalents de soufre, avec formation d'eau.

Tels sont les moyens à l'aide desquels on produit l'oxydation des marcs de soude et la décomposition de ces corps oxydés, pour en retirer le soufre.

M. Scbaffner, l'inventeur de ce procédé, se bornait, dans l'origine, à exposer les résidus de soude à l'action de l'air, en petits tas

de 50 à 60 centimètres de hauteur, qu'on arrosait de temps en temps et qu'on retournait plusieurs fois. Au bout de quelques mois d'exposition, on lessivait la matière par l'eau, et le résidu subissait de nouveau, pendant quelques jours, au contact de l'air, une nouvelle oxydation, après laquelle on lavait une seconde fois. Les eaux faibles, ainsi obtenues, étaient utilisées d'une manière méthodique, pour lessiver une matière plus riche en produits solubles. Toutes ces eaux de lavage réunies, traitées par l'acide chlorhydrique, donnaient lieu à un dépôt de soufre et à de l'eau, si la matière était assez oxydée et ne contenait que la dose d'hyposulfite qui correspond à celle du polysulfure. Si ce dernier était prédominant, il se dégageait aussi de l'acide sulfhydrique, ce qu'il importe d'éviter autant que possible.

A Stolberg, près d'Aix-la-Chapelle, M. Ilassenclever, directeur de la fabrique de produits chimiques la Rhenania, a introduit le procédé de son gendre, M. Schaffner, en le perfectionnant. Le traitement des eaux chargées de polysuifure de calcium, dites eaux iatmes, s'opère, à Stolberg, dans deux cuviers, dans l'un desquels on verse l'acide, et dont l'autre est rempli de ces mêmes eaux destinées à absorber les gaz échappés du premier, quand il s'en est produit. L'opération terminée, le second vase reçoit à son tour l'acide, tandis que le premier sert, réciproquement, à retenir les gaz. Un -simple mouvement de robinets permet de donner à chacun des vases le rôle qu'il doit jouer au moment voulu.

Le dépôt qui se forme, dans cette circonstance, n'est pas du soufre pur. Il contient 8 à 10 pour dOO de sulfate de chaux, dont il serait difficile de le séparer par une fusion opérée dans les conditions ordinaires. Cette séparation s'exécute d'une manière facile, en opérant, dans une marmite autoclave, avec le concours de l'eau chauffée à 120 degrés. Un agitateur remue la masse placée dans un cylindre, ou vertical, ou légèrement

incliné. Le sulfate de chaux se délaye, et les gouttelettes de soufre se réunissent en une masse fluide, que l'on coule. Ce soufre est très-pur et propre à tous les usages, même à la fabrication de la poudre.

Cette régénération du soufre n'est pas seulement utilisée dans les usines d'Aussig et de Stolberg; elle a été introduite avec succès dans beaucoup d'autres fabriques, dans celle de Grisheim, près de P'rancfort, et dans celle de Manheim, où le directeur, M. Goudlack, extrait une tonne de soufre par jour.

En 1851, M. Ludwig Mond, prit en Angleterre un brevet d'invention pour substituera l'oxydation faite en tas, une oxydation plus rapide, opérée sur des claies. En 1863, il prit un nouveau brevet, qui commence à être appliqué dans d'importantes usines anglaises.

Ce procédé consiste à oxyder le marc de soude, sans lui faire subir aucun déplacement, et dans le même bac à lixiviation qui le contient. Cette oxydation a lieu par un courant d'air qui, injecté au fond de ce bac, au moyen d'un ventilateur, s'échappe par la surface, après avoir circulé autour de chacun des fragments de sulfure oxydable. Aussitôt que l'oxydation est assez avancée, la masse est lessivée méthodiquement dans le même vase. Ces opérations successives sont répétées encore deux fois, et cela sans que la masse soit remuée. Toutes ces opérations, oxydations successives et lessivages, sont, à ce qu'affirme M. Mond, exécutées en soixante-douze heures. Il faut, pour cette opération nouvelle, un nombre de bacs une fois et demie aussi grand que celui qu'exige la marche ordinaire de l'opération, de telle sorte qu'en augmentant dans cette proportion cette partie du matériel, on économise la main-d'œuvre et les frais qu'entraînent la mise en tas, le tournementet le retournement descharrées.

Ces lessives de sulfure et d'hyposuigte

LE SOUFRE ET L'ACIDE SULFURIQUE

olant traitées par l'acide chlorhydrique , comme dans le procédé de M. SchaHner, fournissent un dépôt de soufre.

L'oxydation des marcs de soude ayant été réglée de manière à ce que les lessives contiennent deux équivalents de sulfure de calcium pour un d'iiyposulfite, on les fait couler, avec une quantité équivalente d'acide chlorhydrique faible, dans des vases en bois ou en briques inaltérables par les acides. 11 se précipite, sans dégagement sensible d'acide sulfhydri(]ue, du soufre un peu grisâtre, mais pur, qui est fondu et livré au commerce.

Ce moyen de régénérer le soufre est aujourd'hui pratiqué dans quelques usines de Marseille, et dans l'usine de M. Merle, à Salindres (Gard).