BLANCHIMENT ÉLECTRIQUE
Enuengen, Teau soumise à ce procédé peut être régardée comme à peu près stérilisée.
Il semble, d'après une série d'expériences faites en grand en Amérique, que l'efficacité du procédé soit encore accrue lorsqu'on remplace l'oxygène de l'air par celui qui provient de l'électrolyse de l'eau. L'opération se fait alors dans des cuves allongées renfermant une série d'anodes en fer et de cathodes en charbon. L'eau circule très lentement. Il se forme.de l'oxyde de fer, qui vient flotter à la surface, soutenu par les bulles d'hydrogène, et s'écoule en grande partie par un trop-plein. En même temps, les matières organiques sont détruites. L'eau sort presque limpide et se rend dans un réservoir où elle laisse les dernières parcelles d'oxyde de fer : elle est ensuite filtrée.
Traitement électrique du vin. — L'électricité permet de détruire les germes sans échauffer les liquides. Le courant continu est peu efficace et à en outre l'inconvénient de décomposer les sels en dissolution, ce qui altère le vin, diminue son titre alcoolique et augmente son acidité. M. de Méritens propose d'employer à cet usage les courants alternatifs de sa machine magnéto-électrique, qui donne des résultats très supérieurs. Des essais, poursuivis pendant plusieurs mois sur des vins de toute provenance, ont donné, dit-on, d'excellents résultats. Le même procédé peut servir à purifier les alcools d'industrie*
Blanchiment électrique. — Afin d'éviter l'action du chlore et de ses composés, qui pourraient altérer la solidité du papier, M. Villon emploie l'ozone. Le bas prix auquel on obtient aujourd'hui l'oxygène (0,50 fr. le m. c.) rend ce procédé très pratique. M. Villon emploie un appareil ozoniseur à grand
216 DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE.
débit formé d'une caisse en bois dur, revêtue intérieurement de dalles en verre fixées par des tenons et des mortaises. Un vernis à la gomme laque et à la paraffine rend les joints complètement étanches. Cette caisse, hermétiquement close, renfenrie des cellules en verre contenant des grains de plomb ou de petits morceaux de charbon de cornue, et communiquant alternativement, par des toiles métalliques qui plongent dans toute leur longueur, avec les deux pôles d^une puissante bobine de RuhmkorfT, alimentée par une dynamo. L'oxygène circule dans les espaces ménagés entre les cellules et traversés sans cesse par les effluves électriques. Avant de pénétrer dans l'appareil ozoniseur, l'oxygène traverse d'abord un réfrigérant, qui abaisse sa température à 5®, afin d'augmenter la proportion d'ozone.
A la sortie de la caisse, l'oxygène ozonisé arrive, par la partie inférieure, dans des chambres en bois contenant la pâte et disposées comme celles qui servent pour le blanchiment au chlore gazeux. Le gaz traverse toute la masse, qu'il décolore rapidement : il est ensuite desséché par l'acide sulfurique et retourne au gazomètre, pour être de nouveau employé. L'opération est très rapide et n'attaque pas la cellulose. L'économie est de 40 p. 100 sur le procédé électrolytique et de 70 p. 100 sur le blanchiment au chlorure de chaux.
Désinfection électrolytique. — On sait que M. Hermite a imaginé une méthode ayant pour but d'appliquer l'électrolyse des chlorures au blanchiment et à la désinfection.
Cette méthode ayant reçu dans ces dernières années une nouvelle extension, nous croyons utile
DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE. 2i7
de donner à ce sujet quelques nouveaux détails.
Désinfection des navires, — L'emploi des désinfec* tants chimiques à bord des navires a Tinconvénient d'exiger des produits chimiques coûteux, encombrants, d'un maniement difficile et même dangereux ; en recourant à Télectrolyse de Teau de mer, on peut simplifier beaucoup cette opération.
On sait que le procédé Hermite est basé sur le principe suivant : Quand on fait passer un courant électrique dans une dissolution aqueuse d'un chlorure, de préférence le chlorure de magnésium ou un mélange de chlorure de magnésium et de chlorure de sodium, comme Teau de mer, par exemple, ce chlorure est décomposé en même temps que Teau ; il se forme au pôle positif un composé oxygéné du chlore très instable et doué d'un grand pouvoir d'oxydation, et partant de désinfection. Au pôle négatif, il se forme un oxyde qui a le pouvoir de précipiter certaines matières organiques. Par l'électrolyse on obtient donc, dans ces conditions, un liquide qui a les propriétés suivantes :
1** De détruire complètement les matières organiques résultant de la putréfaction, et aussi les gaz, tels que l'hydrogène sulfuré, le sulfhydrate d'ammoniaque, les carbures d'hydrogène, et les germes ou microbes;
2<» De précipiter certaines substances, telles que les matières albuminoïdes, etc., et par conséquent de clarifier les eaux.
A bord des navires, la dissolution de chlorure
dont on a besoin pour l'application du procédé
Hermite est toute trouvée et ne coûte rien : c'est l'eau
de mer. Le seul passage de cette eau de mer dans un
J. Lefèvre. — Nouv, électr. , 13
ai 8 DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE.
électrolyseur [Dict, d' électricité j page 86) suffît pour lui communiquer des propriétés désinfectantes de premier ordre. Une simple machine, sous la surveillance du mécanicien, permet de faire circuler sans cesse, jour et nuit, un liquide pur et désinfectant dans toutes les parties du navire. Comme ce liquide est employé très abondamment, il n'est pas nécessaire de le charger beaucoup du principe désinfectant; il en résulte que Todeur est pour ainsi dire nulle et le rendement électrique maximum.
Les électroiyseurs qui servent à cette opération sont bien connus ; ce sont ceux qu'on emploie dans le procédé de blanchiment du même inventeur. On fait généralement passer dans ces appareils un courant de 1 000 à 1 200 ampères. Des instruments de mesure simples et robustes sont placés dans le circuit et permettent de se rendre compte à chaque instant de la puissance absorbée et de la bonne marche de Tinstallation.
La figure 101 représente un dispositif complet et très compact pour navires. Une machine à vapeur A commande directement une dynamo B, qui fournit le courant à Télectrolyseur C. L'eau de mer est puisée par la pompe à vapeur D dans la cale ou dans le réservoir F et amenée dans Télectrolyseur, d'où elle retourne à la cale E. On peut aussi la recueillir dans un réservoir spécial G, ou la distribuer par une canalisation /"^r en tous les points du navire. Enfin le tuyau A conduit ce liquide dans la cuve J, où l'on peut faire descendre un wagonnet K en treillis ^e fer galvanisé, contenant du linge sale ou d'autres objets à purifier.
Désinfection des villes et des maisons. — Le liquide désinfectant produit par la méthode Hermite convient
DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE. 219
à tous les usages, car il possède un pouvoir antiseptique considérable ; ladissolution contenant 5 grammes de chlore par litre agit comme la solution de sublimé corrosif au millième, qui est employée comme
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Fig. 101. — Appareil pour la désinfection des navires, système Hermite.
antiseptique dans les hôpitaux. « L'eau de mer ainsi électrolysée est un désodorisant parfait et un excellent antiseptique, qui détruit très rapidement les microorganismes les plus résistants, à la condition expresse d'assurer un contact ihtime du microorganisme et de Teau électrolysée (1). »
(1) Rapport du D^ A. Piton au Conseil municipal de Brest,. 21 février 1894.
220 DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE.
10 grammes de matières fécales sont stérilisés en moins d'une heure par 500 centimètres cubes d'eau électrolysée, renfermant 5 grammes de chlore (1).
Partant de ces propriétés, M. Hermite propose d'établir dans chaque ville une usine centrale, produisant le liquide antiseptique par le simple passage dans une batterie d'électrolyseurs d'eau de mer naturelle ou artificielle (eau ordinaire contenant 30 kg. de sel marin et 6 kg. de chlorure de magnésium pour 1000 litres). Ce désinfectant est refoulé comme de l'eau ordinaire dans une canalisation placée dans toutes les rues, et amené par des branchements dans les maisons, où il alimente les plombs, les éviers, les réservoirs de chasse des cabinets d'aisances, etc.
Un appareil fort simple, appelé siphon dilueur, est intercalé entre le tuyau de chute des cabinets d'aisances etl'égout; la dimension de cet appareil est calculée de telle sorte que les matières fécales y séjournent un temps suffisant pour se trouver complètement stérilisées.
Le liquide, absolument inodore et inoffensif, se rend directement à l'égout, contenant encore un léger excès de désinfectant, ce qui assure la parfaite désinfection des égouts.
Le tout à l'égout par ce système est donc bien résolu, puisque les habitants contribuent à l'assainissement de l'égout au lieu de l'infecter; toutes les eaux qui en sortent peuvent, sans inconvénient, être jetées à la mer ou dans les fleuves ou rivières. Les eaux ménagères venant des plombs et éviers passent dans un autre siphon dilueur avant de se rendre à l'égout.
(I) Expérience» du D' J. de Christmas, 1894.
DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE. 221
Ce siphon dilueur est alimenté par un réservoir de chasse automatique, calculé de façon à y envoyer de temps en temps une certaine proportion de désinfectant.
Des bouches de lavage, établies au bord des trottoirs, permettent de nettoyer complètement tous les ruisseaux et les égouts avec le désinfectant, au moyen de chasses faites à certaines heures; ceci constitue le service municipal.
On peut arroser la chaussée avec le désinfectant au moyen de lances ou de tonneaux d'arrosage absolument comme pour Teau ordinaire, ce qui assure la destruction des microbes ou germes contenus dans la poussière des rues.
Moyennant une dépense très faible, les habitants peuvent avoir dans les cuisines, à côté du robinet d'eau potable, un robinet de jauge leur donnant le liquide désinfectant, dont ils apprécieront bien vite l'utilité pour le lavage des parquets, du linge des malades, etc.
Le liquide antiseptique pourrait encore servir au blanchissage du linge, préalablement lessivé.
L'adoption de ce système entraînerait en outre une grande économie d'eau potable.
La canalisation peut être formée de tuyaux en fonte goudronnés à chaud, comme pour l'eau ordinaire, ou de tuyaux en fonte non goudronnés, qu'on recouvre d'une couche protectrice d'oxyde de fer et de magnésie par l'électrolyse du liquide chloruré.
En attendant l'installation d'usines centrales, les habitants des villes qui possèdent déjà des stations électriques peuvent à peu de frais produire euxmêmes le liquide désinfectant pour leurs usages
222 DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE,
domestiques. Il suffît de faire passer le courant de la station centrale dans un réservoir constamment rempli d'eau de mer naturelle ou artificielle. L'appareil fabriqué pour cet usage se compose d'une série de tubes en fonte galvanisée d'une forme spéciale, constituant le pôle négatif, et dans lesquels passe le liquide ; ces tubes renferment les électrodes positives en platine. Le nombre des tubes ou éléments varie avec la force électromotrice du courant.
La figure 102 montre l'application d'un de ces électrolyseurs domestiques à des cabinets d'aisances. L'électrolyseur b reçoit l'eau de mer, naturelle ou artificielle, du réservoir a; le liquide électrolysé ou hermitine se rend au réservoir de chasse e et de là à la cuvette d. Un robinet m permet de régler le débit de l'eau de mer et par suite le titre del'hermitine, qu'on peut d'ailleurs ramener au degré voulu en amenant de l'eau douce parle robinet n.
En tirant la chaîne 9, on produit la chasse désinfectante ; mais, en même temps, on fait arriver une nouvelle quantité d'eau de mer dans l'électrolyseur et l'on déclenche automatiquement le commutateur 0, qui lance le courant. Dès que le réservoir de chasse est de nouveau rempli, le flotteur p, agissant par l'intermédiaire de leviers sur les robinets nn' et sur le commutateur 0, interrompt à la fois le courant et le passage du liquide.
Procédé Webster. — Nous ajouterons aussi quelques détails sur le procédé Webster, qui est employé en Angleterre depuis quelques années.
On sait que M. Webster a également proposé de soumettre les eaux d'égout à l'électrolyse pour les purifier et pour précipiter les matières en suspension.
Fig. 102. — Désinfection des cabinets d^aisances par le procédé Hermite.
224 DÉSINFECTION ÉLECTROLYTIQUE.
Il emploie comme anodes des lames d'un charbon spécial, et comme cathodes des plaques de fer. Grâce aux chlorures que contiennent toujours les eaux vannes, il se forme dans ces conditions des composés oxygénés du chlore, qui produisent une combustion presque immédiate des matières organiques en suspension, et de Toxyde ferrique, qui rend la désinfection plus efficace.
Les électrodes, réunies en série ou en dérivation avec une dynamo, sont placées dans des canaux où Teau d'égout passe pendant quelques minutes; elle reste ensuite environ une heure dans un bassin de décantation, puis elle est rejetée.
Cette méthode a été expérimentée à Crosness, où Ton traite 4000 à 5000 mètres cubes d'eau par jour : on a constaté que 31 grammes de chlore naissant suffisent pour désinfecter 4,5 litres des eaux vannes de Londres, après élimination des matières en suspension. En général, on peut purifier environ 5 litres d'eau vanne par ampère et par dix minutes, lorsque cette eau ne renferme pas de résidus d'usines. La proportion des matières en suspension est seule diminuée; les quantités d'azote et de chlorures restent à peu près invariables.
Il faudrait, d'après The ElectHcal Engtneer, une puissance de 27 chevaux pour désinfecter 4500 mètres cubes d'eau par jour; l'usure des électrodes de fonte s'élèverait à 1 300 tonnes par an pour une ville de 1 million d'habitants.
Le même procédé, appliqué en 1889 aux matières du dépotoir delà Villette, a permis de concentrer les substances solides, en donnant à la surface un liquide relativement inodore et- désinfecté.
Extraction et blanchiment de la fécule. — M. Hermite a appliqué Télectrolyse à la préparation de la fécule, dans le but de supprimer les inconvénients inhérents soit au procédé par râpage, soit à la méthode chimique, c'est-à-dire :
1° De supprimer Tinconvénient des eaux calcaires en y précipitant la chaux ;
2*> De séparer facilement la fécule du parenchyme et des matières albuminoYdes ;
3** D'empêcher les fermentations pectique et lactique, aussi bien dans le gras que dans la fécule verte, et de faciliter le travail du jras en rendant facile l'extraction de ces résidus, sans l'emploi de l'acide sulfurique, d'une fécule aussi pure que la fécule première ;
A^ De détruire les huiles essentielles sans porter atteinte à la matière amylacée et de supprimer ainsi l'odeur caractéristique de la fécule de l'Oise ;
5** De donner à la fécule une blancheur semblable à celle des fécules hollandaises ou allemandes de la marque BKM F, et cela sans courir les risques que présente l'emploi du chlorure de chaux liquide ;
6° De donner comme excréta : l*» des pulpes contenant la plus grande quantité possible de principes azotés; 2° des eaux non susceptibles de fermentation.
Le principe de ce procédé est le même que celui des autres méthodes de M. Hermite ; nous en empruntons la description à l'auteur :
« Si on fait passer un courant électrique dans une dissolution aqueuse d'un sel, de préférence un chlorure, ce sel est décomposé en même temps que l'eau : il se forme au pôle positif un composé oxygéné du chlore très instable, doué d'un grand pouvoir d'oxydation et partant de désinfection. Au pôle négatif, il se
forme un oxyde qui a le pouvoir de précipiter les matières organiques.
« Ce principe posé, supposons que nous ayons à traiter une eau très calcaire : ajoutons-y une faible quantité de chlorure de sodium (sel marin) et soumettons-la à Télectrolyse. Au pôle positif, il y aura formation d'un composé oxygéné du chlore, tandis qu'au pôle négatif il y aura formation de soude caustique. Cette soude caustique, réagissant sur les sels calcaires de Teau, précipitera la chaux en transformant le carbonate de chaux en chaux et carbonate de soude, le sulfate de chaux en chaux et sulfate de soude, les sels de fer en oxyde ferreux et en sels de soude. Par repos, la chaux insoluble se précipitera. Si au chlorure de sodium on a ajouté quelques traces de chlorure d'aluminium, on aura formation d'alumine gélatineuse, l'un des meilleurs clarifiants connus, qui précipitera la chaux restée en suspension.
« En dehors des sels calcaires, l'eau contient souvent des matières organiques, des germes, des ferments, de l'hydrogène sulfuré, des sulfures et des carbures d'hydrogène. Le composé oxygéné du chlore obtenu au pôle positif agira puissamment sur ces divers composés et, en leur abandonnant son oxygène, les transformera soit en acide sulfureux, soit en sulfates.
« Ainsi donc, en ajoutant à l'eau destinée à l'extraction de la fécule une faible quantité de sel marin et en l'électrolysant, on peut la débarrasser des sels calcaires dont on a vu les fâcheux effets, et la charger d'un principe antiseptique très puissant, le composé oxygéné du chlore. Un appareil peut purifier ainsi environ 500 litres d'eau à la minute. Le premier point du programme, supprimer l'inconvénient des eaux
calcaires en y précipitant la chaux, se trouve donc rempli.
« Si Ton examine les matières albuminoïdes contenues dans le parenchyme et dans Teau de végétation, on voit que Talbumine végétale, la légumine, la globuline, la fibrine végétale, la mucidine, la gélatine végétale, lamyosine, sont toutes très solubles dans les bases alcalines. Il résulte alors de cette propriété que ces matières, se trouvant en présence d'une eau électrolysée comme nous l'avons indiqué, et à laquelle on aura ajouté du carbonate de soude, se dissoudront avec facilité. Le pectate de chaux, la pectine, les corps azotés, seront, sous cette même influence, transformés en sels solubles; enfin lavasculose, oxydée par l'oxygène provenant du composé chloré, se changera en acide résineux, soluble, lui aussi, dans le carbonate de soude, ainsi que l'a démontré Frémy.
« La séparation du parenchyme et des matières albuminoïdes de la fécule sera donc grandement facilitée, et le second point du programme rempli. En raison même de sa puissance d'oxydation, le composé oxygéné du chlore constitue un antiseptique puissant. Les expériences de Nocard à Alfort, de Puech à Toulouse, ont démontré que l'oxygène naissant, et c'est précisément dans cet état qu'il se trouve dans le composé oxygéné du chlore, avait sur les ferments une action destructive des plus nettes. Les anaérobies ne peuvent vivre dans ce milieu oxygéné et les aérobies sont attaqués dans leur constitution même et détruits par l'oxygène d'une façon identique à l'action de l'acide suif uri que sur le corps humain.
ft Les fermentations pectique et lactique ne peuvent donc pas plus se produire dans une fécule verte ayant
été traitée par Teau électrolysée que ne se produit la fermentation putride dans les eaux vannes également électrolysées. Ces fermentations se trouvent empêchées aussi bien dans les gras que dans la fécule verte par l'emploi d'eau électrolysée ; le procédé Hermite répond donc bien au troisième point du programme et son emploi empêchera la formation des pectates et des lactates de chaux, qui gênent si souvent les fabricants de glucose.
« En présence des carbonates alcalins, les huiles essentielles se transforment en corps solubles et inodores ; or, la liqueur éléctrolytique contient, comme on l'a vu, ces carbonates : ils saponifieront donc ces huiles et en débarrasseront la fécule. Ce procédé de purification des fécules de l'Oise a été depuis longtemps indiqué, mais nous ne savons pas que, dans la pratique, on en ait jamais fait usage. Si l'extraction par les alcalis se trouvait incomplète, l'oxygène provenant du composé oxygéné du chlore agirait sur les huiles en les transformant facilement par oxydation en produits gazeux. La destruction des huiles essentielles et la désodorisation de la fécule, qui constituent le quatrième point du programme, se trouveront donc encore résolues par l'emploi du procédé Hermite.
« Le sixième consiste à rendre infermentescibles les eaux résiduaires et à fixer dans la pulpe le plus de matières azotées possible. Le composé oxygéné du chlore ayant, ainsi qu'on l'a démontré tout à l'heure, détruit les ferments, les eaux résiduaires ne seront plus susceptibles de fermenter et elles pourront, sans crainte aucune, être utilisées pour l'irrigation ; d'autre part, les composés azotés ayant été transformés en
TANNAGE ÉLECTROLYTIQUE. 229
sels fixes, les chances de perte d'azote seront de beaucoup diminuées.
« Reste encore un point que nous avons négligé, celui du blanchhnent de la fécule. Ce blanchiment, le composé oxygéné du chlore permettra de l'obtenir facilement, car son pouvoir oxydant est en même temps un pouvoir blanchissant très énergique. C'est, non point au chlore, en effet, mais bien à l'oxygène que sont dus les effets blanchissants des divers chlorures; le composé oxygéné du chlore qui se trouve dans le liquide électroly tique, abandonnant avec une très grande facilité son oxygène, blanchira donc la fécule sans présenter aucun des dangers du chlorure de chaux, qui dissout la granulose. »
Les électrolyseurs employés pour cette méthode sont semblables à ceux qui servent pour le blanchiment électroly tique.
Tannage électrolytique. — De nouveaux procédés de tannage électrique ont été mis en essai dans ces dernières années. La méthode imaginée par MM. Worms et Balé, en 1889, a été adoptée par The British Company limited : l'opération se fait dans un vaste tambour, de plus de 2,50 m. de diamètre, mobile autour d'un axe horizontal, et rempli jusqu'au tiers du liquide tannant, additionné d'essence de térébenthine. Les peaux sont suspendues à l'intérieur de la partie périphérique du tambour et les électrodes sont disposées à l'extérieur. Le procédé est d'ailleurs tenu secret.
La méthode de M. Groth, appliquée dans son usine The Grange, à Bermondsey, a été également installée par M. Hauenstein dans l'usine de M. E. PoUet, à Verviers. L'appareil Groth se compose soit d'une cuve
circulaire, portant en son centre un cadre tournant qui supporte les peaux, soit d'une cuve rectangulaire, munie également d'un cadre qui porte les peaux et qui est animé d'un mouvement de va-et-vient, produit par une bielle et un système de roues ; c'est ce dernier dispositif qui a été adopté à l'usine de Verviers.
Le courant est fourni par une dynamo en série de 73 volts et 15 ampères, capable d'alimenter six cuves rectangulaires. L'intensité employée ne doit pas dépasser sensiblement 2 ampères. Pour 40 peaux de bœufs et vaches, pesant 1 380 kg., sans les cornes, on emploie 1 365 kg. de matières tannantes, se composant de:
880 kg. d'écorce de chône, à fr. 111 les 100kg 132 fr.
85 kg. d'écorce de mimosa, à fr. 40 les 100 kg 34 »
400 kg. extrait de tannin d'écorce de chêne, à fr. 40 les 100 kg 160 »
Total siT fr.
La quantité de cuir obtenue étant de 723 kg., la dépense en matières tannantes s'élève à 0, 451 fr. par kg. de cuir.
ÉLECTROMÉTALLURGIE.
Les méthodes appliquées à l'électrométallurgie, étant encore dans la période d'essai, se transforment sans cesse. Nous indiquons ici les plus récentes.
Extraction de l'aluminium. — La préparation électrique de l'aluminium est une des plus intéressantes, car, l'extraction chimique étant fort coûteuse.
c'est à Télectricité qu'on a eu recours pour abaisser le prix d'un métal susceptible de rendre de nombreux services. Ce prix est déjà descendu de 100 francs à 8 francs le kilogramme. La Aluminium Industrie Actien Gesellschaft de Neuhausen (Suisse) se propose actuellement de livrer ce métal à 5 francs le kilogramme, prix comparable à ceux des métaux usuels, si l'on tient compte de la faible densité de ce corps.
Les procédés actuellement à l'essai sont nombreux ; il est à croire que, d'ici quelques années, l'expérience aura fait connaître ceux qui doivent être adoptés définitivement.
Nous avons décrit ailleurs (1) le procédé Cowles, qui a été le premier appliqué en Amérique, et qui consiste à réduire l'alumine par le charbon, sous l'inûuence de la chaleur dégagée par l'arc voltaïque. L'opération se fait dans un fourneau en briques réfractaires, garni de brasque faite avec du charbon et de la chaux. Les électrodes, placées dans le sens de la longueur, sont constituées par des faisceaux de crayons en charbon, encastrés dans une monture métallique. Elles sont inclinées et se déplacent du dehors au moyen de crémaillères ; on modifie leur distance pour régler le courant.
Le procédé Cowles est employé actuellement à l'usine de Lockport et à celle de Milton; il ne convient guère qu'à la fabrication des alliages.
Le procédé Héroult se rapproche beaucoup du précédent, mais, au lieu d'opérer sur un mélange d'alumine et de charbon, on se sert d'alumine fondue par la chaleur même du courant; le charbon nécessaire à la réduction paraît emprunté aux électrodes. Sous
0) Dictionnaire d'électricité^ page 264.
cette forme, le procédé Héroult ne peut donner que des alliages.
D'autres méthodes n'emploient que des courants à basse tension; la réaction est due alors à Télectrolyse et non à la chaleur de Tare.
Tel est le procédé Héroult-Kiliani, qui donne le métal pur. On ajoute pour cela à Talumine de la cryolithe (fluorure double d'aluminium et de sodium), pour faciliter la fusion. On soumet d'abord au courant la cryolithe seule, placée dans un four spécial. Cette substance étant fondue, on ajoute, dans le voisinage de l'anode, de l'alumine hydratée préalablement calcinée et pulvérisée. Cet oxyde, réduit par le courant, donne de l'aluminium, qui tombe au fond du creuset. L'opération marche d'une façon continue, si l'on ajoute constamment de l'aluminium. L'oxygène se porte sur l'anode, qui est en charbon, et la brûle peu à peu. On enlève l'aluminium toutes les vingt-quatre heures par un trou de coulée.
L'appareil se compose (fig. i03) d'un creuset en tôle garni de charbon à l'intérieur et porté sur des supports isolants.
L'électrode négative traverse le fond du creuset, dont elle est isolée électriquement. L'anode est soutenue par une potence, qui permet de l'élever ou de l'abaisser au moyen d'une vis. La première électrode est en métal, la seconde en charbon aggloméré.
Dans les appareils les plus récents, on ne garnit plus de charbon les parois latérales de la cuve, mais seulement le fond; l'action refroidissante de l'air suffit à protéger ces parois, sur lesquelles se dispose une couche de cryolithe.
Cette méthode est employée à Froges (Isère) et à
Neuhausen (Suisse) (i). La production moyenne est de 20 gr. par cheval-heure. Une force électromotrice de 10 volts est suffisante.
Le procédé Minet est utilisé à Calypso, près de
Fig. 103. — Appareil Héroult.
Saint- Michel (Savoie) ; le bain est alimenté avec un mélange d'aluminium, de cryolithe et d'oxyfluorure d'aluminium. L'électrolyse du fluorure donne au
(l)Voy., pour plus de détails, Lejeal, Valuminium, lemanganèsey le baryum, etc. Paris, 1894, p. 139.
pôle positif du fluor, qui régénère ce composé en attaquant Taluminium. L'oxyfluorure compense les pertes de fluor, qui sont inévitables. On doit vérifier fréquemment la composition du bain et modifier en conséquence les proportions du mélange.
L'opération se fait dans une cuve rectangulaire en fonte (fig. 104), chauffée par un foyer extérieur. Les parois sont reliées à Télectrode négative et reçoivent ainsi un léger dépôt d'aluminium, qui les protège contre l'oxydation. Les électrodes sont en charbon aggloméré. Le métal fondu se rassemble dans une cuve de même substance, placée au-dessous de l'électrode négative.
Cette opération n'exige qu'une force électromotrice de 4 à 6 volts, avec une intensité de 1 ampère par centimètre carré d'anode. On obtient environ 30 grammes de métal par cheval-heure.
Nous citerons encore le procédé de M. Camille Faure, qui, d'après l'auteur, devrait abaisser le prix de l'aluminium à 0,35 franc, soit au-dessous de celui du cuivre. Ce procédé consiste à électrolyser le chlorure d'aluminium, additionné de sel marin à cause de sa trop grande volatilité. On obtient ainsi un bain qui fond à 240° et ne se volatilise qu'au rouge sombre. On chauffe doucement par un foyer extérieur et l'on fait passer un courant de 3000 ampères sous 4 volts, qui précipite 1 kilogramme de métal par heure. On donne au bain une grande section pour diminuer la résistance.
Le chlorure d'aluminium est seul décomposé. Le chlore, dégagé à l'électrode positive, est employé à préparer du chlorure de chaux, ce qui couvre une partie notable des frais. Il suffît de renouveler cons-
tamment le chlorure d'aluminium pour rendre Topération continue.
Le chlorure d'aluminium employé n'est pas un produit naturel; M. Faure le prépare par l'action de l'acide chlorhydrique sur un mélange de bauxite et de charbon, dans un haut-fourneau.
« Il est assez difficile de se prononcer maintenant
Fig. 104. — Appareil Minet.
sur l'avenir réservé à ces différents procédés. Je pense que les méthodes électriques sont destinées à l'emporter; car si, dans les méthodes chimiques, on est amené à préparer le sodium par l'électrolyse, il semble rationnel de supprimer cet intermédiaire : il ne pourrait conserver d'utilité que pour la préparation de l'aluminium extra-pur, où jusqu'à présent les méthodes chimiques semblent mieux réussir que les autres.
« Aucune de ces méthodes, du reste, ne résout le problème d'extraire Taluminium de ses composés très répandus dans la nature, comme les argiles. Tontes sont encore obligées d'employer des matières pures, c'est-à-dire, soit des minerais rares comme le corindon, soit des. produits artificiels.
« La réduction du silicium, dont la présence est nuisible même dans les alliages, empêche de recourir aux substances non exemptes de silice. Malgré ces circonstances, le prix des matières premières ne constitue que le tiers ou le quart des frais : la main-d'œuvre, les opérations accessoires dans les méthodes chimiques, dans les autres cas, l'amortissement des grandes installations électriques se reportant sur une production assez faible, sont les causes principales de l'élévation du prix de revient (1). »
Extraction du chrome. — M. Placet a pu obtenir le chrome par l'électroly se d'une solution aqueuse d'alun de chrome, additionnée d'un sulfate alcalin et d'une petite quantité d'acide sulfurique ou d'autres acides. Le dépôt obtenu à l'électrode négative présente un beau brillant et est constitué par du chrome pur, d'une belle couleur blanc bleuâtre. Dans certaines conditions, on peut avoir des groupements de cristaux de chrome rappelant la forme des branches de sapin.
On peut obtenir aussi, dans dès bains analogues au précédent, un dépôt adhérent de chrome sur le laiton, le bronze, le cuivre, le fer. Ce dépôt présente un bel aspect métallique rappelant celui de l'argent oxydé.
Extraction des métaux précieux. — On sait qu'il
(I) U. Le Verrier, Note sur les progrès récents de la métat* lurgiey
est très difficile d'extraire l'or et Targent des minerais complexes dans lesquels ils sont unis avec Tarsenic, l'antimoine, le soufre, parce que ces composés ne se laissent pas en général griller complètement, et résistent dans ce cas à l'amalgamation comme à la plupart des réactifs. Ainsi les pyrites aurifères, qui se rencontrent assez fréquemment, restent souvent inutilisées lorsqu'elles ne sont pas très riches.
Beaucoup de procédés ont été essayés inutilement pour utiliser ces minerais : la meilleure méthode paraît consister à traiter les résidus de grillage par le chlore gazeux, qui dissout l'or.
L'électrolyse, qui produit facilement du chlore naissant, semble fournir une excellente solution. On fait passer les minerais dans une dissolution de sel marin ou d'autres chlorures, décomposée par un courant à haute tension. Le chlore dégagé au pôle positif attaque tous les composés de l'or et de l'argent, et ces deux métaux se dissolvent à l'état de chlorure double.
Un certain nombre de méthodes récentes utilisent la réaction qui précède. La plus pratique paraît être celle de M. Cassel, qui permet de dissoudre l'or et de le précipiter en une seule opération.
L'opération se fait dans une auge de bois, dont les parois sont garnies de plaques de cuivre formant l'électrode négative. Dans cette auge tourne un tambour en matière poreuse telle que l'amiante, dont l'axe communique avec le pôle positif et porte des baguettes de charbon, qui viennent aboutir près de la cloison d'amiante. L'anode ainsi constituée est donc toujours séparée de la cathode par le diaphragme poreux.
On remplit l'appareil d'une solution de sel marin^ on fait passer le courant, puis on verse le minerai dans le tambour, qui tourne avec une vitesse de 10 tours par minute. L'or se dissout, et le chlorure, traversant librement la cloison poreuse, va s'électrolyser dans l'auge, de sorte que le métal se dépose, sous forme de poudre, sur les plaques de cuivre qui constituent la cathode. Cette poudre est ensuite lavée, séchée^ puis fondue et raffinée.
Si le minerai est formé de blendes ou de pyrites cuivreuses, le zinc et le cuivre se dissolvent aussi et se déposent avec l'or.
Dans cette méthode, on doit éviter que le bain devienne acide, car le fer qui se trouve toujours dans le minerai précipiterait l'or. Pour écarter cet inconvénient, on bocarde le minerai avec du sel marin, et l'on ajoute une certaine quantité de chaux, qui précipite le fer.
Dans le procédé Body, on électrolyse une dissolution de chlorure alcalin et de perchlorure de fer. L'opération se fait dans un cylindre tournant, contenant des boulets en fer. Le minerai est attaqué. L'or et l'argent se dissolvent, puis se précipitent de nouveau par l'action du fer ; ils restent donc mélangés au minerai, mais sous un état différent, qui les rend faciles à amalgamer. On arrête alors la rotation et l'on ajoute du mercure.
M. U. Le Verrier examine dans son livre les avantages et les inconvénients que présente l'application de l'électricité à la métallurgie (1). Il cherche en particulier si la production de chaleur par l'électricité,
(1) Le Verrier, la Métallurgie (Bibliothèque scientifique contemporaine).
c'est-à-dire l'emploi du four électrique, peut être économique.
« Il est très difficile, dit M. Le Verrier, de calculer a pnom quelle portion de l'intensité d'un courant on pourrait utiliser sous forme de chaleur. Mais, au point de vue pratique, le traitement de l'aluminium fournit une donnée réelle. On obtient couramment 15 grammes de ce métal par cheval-heure, et, dans des essais soignés, on est arrivé à une production de 40 grammes. En tenant compte du poids des matières qu'il faut fondre et admettant une température de 1500°, il y aurait environ 60 calories utilisées (je ne tiens pas compte de la réduction de l'alumine, compensée par la combustion du charbon des électrodes ou de celui qu'on ajoute dans la charge).
« Prenons ce chiffre comme représentant l'utilisation pratique qu'on peut espérer en général. Supposons que le cheval-heure, produit par une force hydraulique, revienne seulement à 1 centime, et que la tonne de houille vaille 20 francs : l'électricité donnera 60 calories, pour le prix de 500 grammes de charbon, qui peuvent en dégager 3000. D'autre part, dans un four à bonne marche, comme dans les fours Siemens,, l'utilisation peut atteindre 20 p. 100. C'est donc 600 calories qu'on aurait pour le même prix en chauffant avec de la houille.
« Ainsi le chauffage par l'électricité serait 10 fois plus coûteux, et, dans la pratique, ce rapport pourrait s'élever à 20.
« Cet écart diminuerait pour les températures très élevées, et surtout pour les opérations où il faut chauffer en vase clos; car alors, comme dans la fusion
