FABRICATION DES SELS DE POTASSE

La potasse est très répandue dans le règne minéral et dans la nature organique. Les sources de potasse que l'industrie peut mettre actuellement à profit sont les suivantes :

1® Sources minérales :

Sels d'eaux-mères naturels : carnallite, sylvine, kaînite et shœnite.

Eau de la mer et eaux-mères des salines.

Salpêtre de potasse naturel.

2* Sources organiques :

Cendre des végétaux.

Charbon des vinasses provenant du traitement des mélasses de betteraves.

Varechs (la potasse des varechs est un produit secondaire de l'extraction de l'iode).

Suint de la laine de mouton.

1 o Extraction de la potasse des sels naturels d'eauxmères. — Lorsque des étangs ou des lacs salés perdent par évaporation plus d'eau qu'ils n'en reçoivent,

Teau salée se concentre de plus en plus et dépose sur les bords el sur le fond une couche de sel doat l'épaisseur va toujours croissant. Ainsi s'expyque la formation des dépôts de sels que Ton rencontre dans la nature.

Des gisements considérables de chlorure de sodium et de sels potassiques ont été formés de cette manière dans TAllemagne du Nord. Le dépôt salin de Stassfurt est farmé d'une série de couches plus ou moins nettement séparées, dont quelquesunes atteignent 40, 100 et même 120 mètres d'épaisseur, constituées par différents sels de potasse, de soude et de magnésie. Parmi ces sels c'est la carnallite qui est en plus grande abondance. La kaînite est également très employée à la production du carbonate de potasse.

En 1883, on a travaillé près de 1 million de tonnes de carnallite et 226,000 tonnes de kaînite.

Traitement de la carnallite (KMgCP,6H'^0). — La carnallite est toujours accompagnée de kieserite (SOMgjH^O) et de chlorure de sodium (NaCl). Le sel brut, après avoir été concassé et broyé, est monté par un élévateur dans une chaudière à dissolution où se trouve une solution de sel bouillante conteniint surtout du chlorure de magnésium. En faisant arriver eu même temps de la vapeur d'eau sons pression, les chlorures de potassium et de magnésium se dissolvent tandis que le sel gemme et la kieserite restent non dissous. On verse ensuite la dissolution chaude ainsi obtenue dans des vases particuliers oii on la laisse se clarifier par le dépôt des matières en suspension ; on la décante dans des bassins de cristallisation où il se dépose au bout de deux ou trois

POTASSE il S

jours un mélange de cristaux de chlorure de potassium et de chlorure de sodium.

Dans quelques fabriques, la solution du sel brut bouillante est étendue avec de l'eau, ce qui rend moins abondante la séparation du chlorure de sodium et donne une cristallisation de chlorure de potassium presque pur.

Pour retirer le chlorure de potassium qui se trouve encore dans l'eau-mère, on évapore celle-ci à une concentration telle que le sel s'en sépare presque complètement par cristallisation sous forme de carnallite artificieUe et qu'il n'en reste que 1 pour 100 en solution. La carnalïite artiflcielle est dissoute dans l'eau bouillante, et par le refroidissement on obtient une seconde cristallisation de chlorure de potassium.

Le chlorure de potassium fourni par les deux cristallisations est débarrassé du chlorure de magnésium et en partie du chlorure de sodium par lavage avec de l'eau à la température ordinaire : il est ensuite desséché et est alors prêt à être expédié.

Ce produit est encore trop chargé de chlorure de sodium pour servir à la préparation du carbonate de potassium. On l'utilise à fabriquer le salpêtj*e*

Le résidu de la préparation du chlorure de potassium donne comme produits secondaires de la kiéserite et du sel de Glauber. On extrait la kiéserite en dissolvant le chlorure de sodium contenu dans le résidu; la kiéserite est ainsi désagrégée et elle se sépare sous forme d'un limon très ténu, qui en absorbant de l'eau se durcit au bout de quelque» heures et est livré au commerce en pains de 2li kilogrammes. Par dissolution et cristallisation, on en sépare du sulfate de magnésium pur.

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[^a fabrication du sel de Glaubei' (SO^Na^) est basée sur la décomposition mutuelle, à une température inférieure à 0° C, du chlorure de sodium et du sulfate de magnésium en solution. Il suffit djexposer au froid de l'hiver la dissolution du résidu dans des bacs peu profonds, établis à une certaine hauteur.

On fabrique le sulfate de potassium en traitant le chlorure de potassium par l'acide sulfurique exactement comme on traite le chlorure de sodium dans le procédé Leblanc.

La kaïnite est employée avec avantage à la fabrication d'un sulfate double de potasse, et de magnésie qui trouve un bon débouché dans l'agriculture et dans l'industrie (fabrication du carbonate de potasse, etc.).

De nombreuses méthodes ont été proposées pour transforiner le sulfate et le chlorure de potassium en carbonate, La seule méthode mise en pratique est une imitation du procédé Leblanc pour la fabrication de la soude (voir plus loin). La présence d'une certaine quantité de sulfate de magnésium dans le sulfate de potassium dçstiné à la préparation de la potasse est avantageuse, parce que, sous l'influence de la magnésie, la potasse brute devient poreuse et peut être lessivée plus facilement et plus complètement que la potasse brute préparée avec le sulfate de potassium pur.

Les tentatives faites pour préparer le carbonate de potasse d'après le procédé ordinaire à l'ammoniaque (voir à l'article soude) n'ont eu jusqu'à présent que peu de succès.

2° Extraction (ies sels de potasse des eaux de la mer, — Pour extraire les sels potassiques des eaux

POTASSE m

de la mer, notamment de celles de la Méditerranée, on concentre les dernières eaux-mères par évaporation et on les njélange avec du chlorure de magnésium, et de la carnallite se sépare par cristallisation. Cette carnallite artificielle est à l'état de boue cristalline et est par suite beaucoup plus facile à décomposer par Teau que le sel de Stassfurt.

. 3° Extraction des sels de potasse de la cendre des végétaux, — Le résidu que laissent les plantes lorsqu'on les brûle se compose de carbonates, de sulfates, de phosphates, de silicates, de chlorures et de fluorures de potassium, de sodium, de calcium, de magnésium, etc. Tandis que les plantes qui croissent sur les bords de la mer et dans la mer même contiennent de la soude, celles de l'intérieur des terres sont surtout riches en potasse. Les végétaux ou les parties de végétaux les plus riches en sève sont ceux qui renferment le plus de potasse.

La calcination des matières végétales doit être conduite lentement, parce qu'avec un feu trop fort une partie de la cendre est scorifiée par la silice.

On lessive la cendre dans des cuves en bois ayant îa forme d'un cône tronqué renversé et dans lesquelles se trouve au-dessus du fond proprement dit un faux-fond- percé de trous, reposant sur une croix de bois et couvert de paille. La lixiviation est commencée à l'eau froide, on la termine à l'eau bouillante. On fait passer les lessives faibles à travers de nouvelles cuves jusqu'à ce que tous les liquides «lient une richesse saline de 20 à 25 0/0.

Le résidu qui reste dans la cuve après la lixiviation, ou la charrée, offre une certaine valeur comme engrais à cause du phosphate de calcium qu'il ren-

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ferme. On Temploife en outre pour la £abricatkm du verre vert à bouteilles.

L'évaporation de la lessive s'effectue dans des chaudières en tcMe à bords peu élevés dans lesquelles on ajoute continuellement de la lessive fraîche, jusqu'à ce qu'un échantillon prélevé sur la lessive cuite se solidifie en prenant la forme cristalline. Lorsque ce moment est arrivé on modère le feu; il se dépose sur les parois de la chaudière une croûte cristalline, qui s'accroît, jusqu'à ce qu'enfin toute la lessive soit transformée en une masse cristalline sèche, qu'après le refroidissement on . enlève de la chaudière en la brisant à Taide d'un marteau et d'un ciseau.

La potasse ainsi obtenue porte le nom de potasse brute j de flux^ de salin ou de potasse cassée; elle se présente sous forme d'une masse colorée en brun foncé et contient environ 6 pour 100 d'eau.

Cette méthode d'évaporation offre un inconvénient; à mesure que la couche saline augmente d'épais* seur sur le fond de la chaudière, celui-ci est chauffé plus fortement que la partie supérieure, ce qui peut le brûler ou occasionner une explosion ; en brisant la masse saline avec le ciseau, il est en outre facile d'endommager la chaudière.

C'est pourquoi on emploie souvent la méthode d'évaporation suivante : on fait bouillir la lessive dans la chaudière en y faisant arriver continuellement du liquide frais, jusqu'à ce que le sel commence à se séparer; on cesse alors Taddition de la lessive fraîche et l'on porte à sec le contenu de la chaudière en l'agitant continuellement avec un ringard. Cette agitation favorise la dessiccation et empêche le dépôt de la potasse sur les parois du vase. La potasse reste

POIÂSSE 4i9

sous forme d'une poudre brune, qui contient environ i2 0/0 d'eau. La potasse ainsi obtenue est désignée sous le nom de potasse brassée.

; Pour déshydrater la potasse brute et détruire les matières organiques qui la colorent, on la calcine dans un four à réverbère à sole plate. On brasse la matière avec un ringard en fer, en tûjchant de l'empêcher d'adhérer à la sole et de favoriser la déshydratation. Au bout d'environ 1 heure la potsjsse est déshydratée; à ce moment le feu l'attaqu'e, elle noircit d'abord par suite de la désorganisation des matières organiques, mais les parties charbonneuses venant à brûler, elle devient de plus en plus claire, jusqu'à ce que sa surface soit d'un blanc brillant. Il faut régler la chaleur avec soin, afin d'empêcher l'action du carbonate de potasse sur les silicates de la sole et la fusion de la potasse.

La oalcination et le brassage sont continués jusqu'à ce qu'un échantillon prélevé sur la masse n'offre plus de point noir même à l'intérieur. Après le refroidissement,, la potasse calcinée est immédiatement emballée dans des tonneaux qui doivent être hermétiquement clos parce que cette substance attire facilement l'humidité.

La potasse calcinée est blanche, gris-perle, jaunâtre, rougeâtre ou bleuâtre. Elle se présente sous forme d'une masse saline dure, mais légère, poreuse et non cristalline, qui ne se dissout jamais complètement dans l'eau.

Aux Etats-Unis et au Canada, on prépare les espèces de potasses désignées sur les marchés d'Europe sous le nom de potasses d'Amérique^ parmi lesquelles on doit distinguer trois produits différents :

1° la potasse, que Ton prépare de la même manière qu'en Europe ; 2° la perlasse, que Ton obtient en lessivant la potasse avec de l'eau, laissant reposer la lessive, évaporant à sec et calcinant la masse saline blanche qui reste comme résidu ; 3** la potasse rouge d* Amérique, qui est un mélange de carbonate de potassium (non calciné) et de potasse caustique, que Ton prépare en rendant la lessive en partie caustique par l'addition de chaux caustique avant Tévaporation et par Tévaporation de la liqueur à siccilé. Elle contient jusqu'à .10 0/0 de potasse caustique (KO H).

-4° Extraction de la potasse des vinasses de betteraves. — Comme les alcalis de la betterave passent dans le jus, et, après la séparation de la plus grande partie du sucre, se concentrent dans la mélasse, Dubrunfaut chercha à utiliser celle-ci ; à cet effet il transforma en alcool, par fermentation, le sucre renfermé dans cette matière, et, après en avoir sépai-é Talcool par distillation, il dessécha le résidu riche en sels, ou vinasse, et le soumit ensuite à la calcination ; il obtint ainsi un résidu {charbon de vinasse ou salin de betteraves) avec lequel il prépara du carbonate de potassium et d'autres sels potassiques. En 1865, la France livra au commerce -4,800 tonnes de potasse de mélasse ainsi obtenue.

En 187fi, C. Vincent a imaginé de soumettre les produits de Tévaporation de la vinasse à la distillation sèche dans des cornues en fonte, afin d'utiliser les matières organiques et notamment les éléments azotés de la mélasse. Les produits gazéiformes qui se dégagent sont dirigés dans des réfrigérants, où se condensent une série de substances dont Tindustrie

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L moyen dune nouvelle Hxivbtion ot dnuo «on veile cristallisation, on sé,>ar.> do «h^'; «>^»K;;; * .najeure partie du sulfate de p..t«s*e i^Klu .^rt»o M, de soude qu-il ,-enterme encor,'. '•7"-"""'';''" ,: " potée à sec, puis calcinée dan* un tour .\ .x^vojl«Mv.

Verrier, Tome 11.

Le produit qu'on obtient finalement est de la potasse raffinée,

5° Extraction de la potasse des varechs. — Le traitement des varechs en vue d'en extraire les sels de potasse n'a plus maintenait qu'une très faible importance. On procède généralement par incinération: cependant sur quelques points de l'Ecosse et dans l'île de Tyree, on emploie avec succès le procédé par distillation.

L'incinération des plantes marines nommées varechs (chêne de mer ou goémon, chiendent de mer) produit une masse demi-vitrifiée, nommée cendre ou soude de varechs [kelp en Ecosse et en Angleterre).

On soumet ces cendres à un lessivage méthodique avec de l'eau, de façon à obtenir un liquide marquant de 15° à 18° Baume et contenant les chlorures de potassium et de sodium avec une très faible proportion de sulfates. Cette lessive est concentrée successivement à 35°, à 43° et enfin à 59° Baume ; on la fait passer, après chaque concentration dans des cristallisoirs, et on obtient ainsi alternativement du chlorure de sodium pendant l'évaporation, du chlorure de potassium pendant le refroidissement, et enfin un mélange de ces deux sels, duquel on sépare le chlorure de sodium par un lessivage à Teau froide.

Tous les sels obtenus sont ensuite épurés par des lavages méthodiques, puis séchés et Uvrés aux usines qui fabriquent l'alun, le chroraate, le sulfate, le carbonate de potasse, etc.

Lorsqu'on opère par dUtillation, on a l'avantage de ne pas laisser perdre des substances volatiles telles que l'iode, l'ammoniaque, des goudrons, etc.

[,es algues sonl desséchées, comprimées sons forme de gâteaux, et ensuite soumises à la distillation sèche dans des cornues à gaz.

Le charbon de varechs ainsi obtenu abandonne tous les sels liodures, chlorures, sulfates, etc.) lorsqu'on h* traite par Teau bouillante. ,

6° Extraction de la potasse du suint de la laine de mouton. — Lorsqu'on lessive la laine brute avec de l'eau froide, et que l'on évapore le liquide obtenu, on obtient un résidu brun nommé suintate de potasse. En calcinant ce produit dans des cornues, il se dégage du gaz d'éclairage et il reste une matière charbonnée que Ton traite ensuite par lixiviation. L'évaporation des lessives donne une potasse brute d'une assez grande pureté, qui ne renferme guère que 3 à -4 0/0 de carbonate de soude et 1 à 2 0/0 de matières insolubles ; le reste est composé de carbonate, de chlorure, de silicate et de sulfate de potassium.