ExtraelloB du phosphore ea ^rand

On extrait le phosphore des os calcinés à blanc, c'est-à-dire chauffés au rouge avec le contact de l'air, de manière à brûler complètement la substance organique. Cette combustion se fait aisément, malgré la grande cohésion des os, en opérant dans un four coulant semblable au four à chaux décrit dans le l^** volume. On doit, en outre, surmonter ce four d'un cône renversé en tôle, terminé par un tuyau plus ou moins élevé, a6n que les gaz infects puissent être dirigés dans une cheminée. Cette précaution est d'ailleurs insuffisante lorsque l'usine est près de quelques habitations.

Four coulant^ fumlçore, — Une disposition particulière qui m'a permis d'éviter l'odeur désagréable et de rendre l'opération plus économique en brûlant tous les gaz, est indiquée fig. 31 4. Cette disposition consiste en un four coulant cylindrique A, dont l'embouchure supérieure A' est rétrécie et garnie d'un manchon en fonte; près du bas, des ouvertures ou créneaux B mettent en communication la capacité du four avec une galerie circulaire

aboutissant à la cheminée D; des barreaux de grille C, soutenus par deux barres transversales, se placent au commencement de

Topération : la porte E étant ouverte, la grille est chargée de combustible (copeaux et bois sec), que Ton allume sous la grille. Dès que la combustion est bien activée, on ferme la porte E, on allume au bas de la cheminée D, par une ouverture U^ quelques poignées de copeaux, afin d*établir le tirage. On ferme l'ouverture ly; alors la flamme du foyer passe par les créneaux dans la galerie circulaire, puis dans la cheminée. On commence à charger des os, dont la matière organique (tissu fibreux, matière grasse, etc.) alimente la combustion, qui, on le comprend, s'opère d'une manière complète, puisque tous les produits gazeux traversent une masse incandescente. Lorsque le four est rempli, on ferme un instant, presque en totalité, la bouche supérieure A' , puis on retire les barreaux de grille C, afin que les os brûlés tombent sur le sol en pente. Après cette opération, on referme la porte E, on remplit le four avec des os, et, de temps en temps, on retire des os brûlés en ouvrant la porte E, que Ton renferme aussitôt, et Ton introduit des os par l'embouchure A*. La combustion est donc continue et s'opère sans autre combustible que la matière même à détruire dans les os. Le résidu incombustible de cette opération est formé d'environ 80 à 82 de] sous-phosphate de chaux, 15 à 17 de carbonate, et 2 à 3 de sable, argile, sel marin, etc. (*).

Pulvérisation des os, — Les os brûlés, ou os blancs y sont ré-

(*) On peut employer pour préparer les os blancs ou brûUs\e résidu des os qui ont été traités dans une chaudière autoclare et ont fourni la plus grande partie de la substance gélatineuse dissoute. Ces résidus mis en tas éprouvent une fermentation rapide qui les échauffe et les dessèche; on les fiiit ensuite brûler en les étalant dans un four à réverbère semblable k ceux qui servent k la fabrication de la soude {voy. plus haut, !''« partie); on pose une grille devant chaque cameau, puis on charge, couche par couche, les résidus sur la sole préalablement chauffée ou rougie ; la combustion entretenue par le foyer dure 20 heures, au bout de ce temps on ride le four et on le recharge.

duits en poudre dans un moulin à meules verticales el passés au tamis; les grabeaux, ou fragments, restés sur le tamis, sont reportés sous les meules.

Décomposition par r acide sulfurique. — Pour opérer cette décomposition, c'est-à-dire pour transformer le sous-phosphate de chaux 8 Ga O, 3 Ph 0* en sulfate et biphosphate, et le carbonate Ga O, GO^ en sulfate de chaux, on emploie une quantité d'acide sulfiirique équivalente à la chaux contenue dans les os brûlés, en excès sur la quantité qui peut former un biphosphate de chaux, c'est-à-dire pour 100 d'os en poudre 66 d'acide concentré, ou plutôt l'équivalent = 100 en acide non concentré, marquent 50*.

L'opération se fait dans un cuvier doublé de plomb posé sur des chantiers. On verse d'abord 100 litres d'eau bouillante, puis 20 kilogr. d'acide à 50% dans lesquels on délaye peu à peu, avec une spatule en bois, 20 kilogr. d'os en poudre. Une vive effervescence a lieu par suite du dégagement de l'acide carbonique; dès que cette effervescence a complètement cessé, on recommence jusqu'à quatre fois un semblable mélange d'eau bouillante, d'acide sulfurique et d'os pulvérisés ; alors il se trouve dans le cuvier le produit de 80 kilogr. d'os décomposés par 80 kilogr. d'acide à 50^. La matière, ainsi délayée en bouillie et maintenue chaude, doit être remuée de temps en temps pour favoriser la réaction. On laisse réagir en agitant de temps à autre pendant 24 heures, puis reposer 10 heures ; alors, à l'aide d'un ajutage en plomb placé au-dessus du dépôt, on soutire le liquide clair dans un caniveau en bois, doublé de plomb, qui conduit dans des filtres, puis dans les bassins évaporatoires en plomb.

Lessivages ou filtrations méthodiques» — On délaye le premier dépôt avec une quantité d'eau égale à la première ; on laisse reposer, et on se sert du liquide pour le faire passer sur quatre ou cinq autres dépôts : par ce moyen, on charge les liquides de lavage jusqu'à 10 ou 12^ dans le cinquième ou sixième tonneau, tandis que le premier s'est épuisé par. des additions d'eau successives ; on enlève le dépôt pour commencer une autre décomposition.

On pourrait remplacer avantageusement ces lavages méthodiques par une filtration également méthodique dans des tonneaux garnis d'un double fond à claire-voie et recouverts d'une toile. Toutes les solutions assez chargées sont rapprochées jusqu'à 24^

environ; puis on les entrepose dans des bassins de plomb où se dépose la portion du sulfate de chaux devenue insoluble par Té- Taporation et le refroidissement. On décante alors le liquide, que Ton fait couler au travers d*un §ltre de laine, afin de mieux éliminer le sulfate. Après cela, on fait évaporer jusqu'à 33', on laisse déposer, puis on filtre de nouveau.

Concentration j mélange et dessiccation, — Après avoir opéré la filtration, on reprend Tévaporation, que Ton pousse jusqu'à consistance sirupeuse, c'est-à-dire jusqu'à 50*. Ce sirop^ mélangé avec 20 pour 100 de son poids de charbon de bois en poudre bien sec {poussier des magasins), est soumis à une dernière évaporation jusqu'à siccité dans une chaudière en fonte que l'on chauffe presque au rouge brun ; on doit l'agiter constamment avec un ringard.

L'excès d'acide sulfurique décomposé par le charbon dégage une grande quantité d'acide sulJPureux, qui incommoderait beaucoup les ouvriers si l'on ne surmontait la chaudière d'une botte communiquant avec la cheminée et entraînant toutes les vapeurs par un bon tirage.

Lorsque le mélange charbonneux est aussi sec que possible, on procède à sa décomposition ultime par une température rouge, afin de faire réagir le charbon sur l'acide phosphorique, qui constitue le phosphate acide, d'enlever l'oxygène à cet acide, et de permettre au phosphore mis à nu de passer à la distillation.

Décomposition du mélange et distillation du phosphore. — Toute cett^ opération délicate se fait dans des cornues en grès ou en terre à creuset (*), que Ton remplit aux trois quarts en tassant par de légères secousses et en leur donnant l'inclinaison qu'elles doivent avoir quand elles seront dans le fourneau, pour rejeter l'excès de matière. Les cornues en grès ont été préalablement vérifiées pour constater qu'elles n'ont aucune fissure, puis enduites avec un mortier d'argile mêlé de crottin, séché lentement et complètement ; elles sont placées, sur deux rangs, dans un fourneau à double voûte, comme l'indique lafigure315. Chaque rangée de cinq cornues est échauffée par un foyer situé en avant et un peu au-dessous du caniveau A; la flamme, qui s'étend sous toute la voûte, s*échappe par des carneaux situés au-dessus de chaque cornue : ces carneaux sont graduellement

(*) Les cornues en terre, moins fragiles que les autre^, se placent en avant du fourneau, où le coup de feu élève plus rapidement la température.

plus larges, pour mieux régulariser la température. Les produits de la combustion s'engagent ensuite sous une voûte générale D,

EMflïtiER <ii<

Fig. 315.

qui les dirigevers la cheminée centrale. Un bassin en plomb J, posé sur des plaques en fonte, serl au rapprochement d*une partie des solutions, utilise la chaleur perdue et s'oppose à ce que le haut du four s'échauffe trop.-

Le bec de chacune des cornues B s'adapte dans une allonge en cuivre K qui entre elle-même dans le bec relevé d'un récipient en cuivre E. Ces deux joints sont soigneusement lûtes avec un mélange de chaux hydratée en poudre délayée avec du sang, de limaille fine et de soufre en poudre, ou bien avec un mélange de glaise très-sèche en poudre et d'huile de lin formant une pâte épaisse et ductile.

Le récipient offre une large ouverture à la partie supérieure par laquelle le bras peut aisément passer et qui se ferme par un couvercle h ; un petit ajutage g est laissé ouvert pour le dégagement des gaz, et un autre ajutage latéral /*, jusqu'à la hauteur duquel on remplit d'eau. le récipient, sert de trop-plein. Toutes les cornues ainsi disposées, on maçonne avec des briques la devanture des fours G, sous la voûte, puis on allume le feu , que l'on active très-graduellement pendant 12 heures, afin d'éviter des changements brusques qui détermineraient la rupture des cornues. On commence le chauffage avec de la tourbe qui, par sa combustion régulière et sa moindre puissance calorifique à volume égal, permet d'éviter plus facilement les chances de fracture des cornues; on le termine en employant du bois sec, fendu , dont la flamme plus longue enveloppe mieux toutes Us cornues; on soutient la température jusqu'à ce que tout dégagement ait cessé. ~

Il se dégage d'abord de l'air mêlé de vapeur d'eau, puis de

r hydrogène et de l'oxyde de carbone provenant da charbon de bois et de sa réaction sur Peau du phosphate acide; plus tard, lorsque Facide de ce dernier commence à se décomposer, il se mêle à Toxyde de carbone de Thydrogène phosphore produisant des vapeurs blanches : à cet indice on reconnaît que la production du phosphore commence. Le volume du liquide augmentant dans le récipient, on en laisse écouler une partie par le trop-plein /i afin d'éviter une pression trop forte, qui pourrait faire céder les Ittts; lorsque ce dernier accident se décèle par des lueurs phosphorées , on recouvre de lut les joints qui perdent , on chauffe de plus en plus, de manière à soutenir le dégagement, et lorsqu'il a cessé complètement, ce qui arrive ordinairement après 3 jours et 2 nuits ou 60 heures, l'opération est à son terme.

Si le bec du récipient n'était pas assez large, il s'engorgerait vers la fin , par les mélanges peu fusibles de phosphore oxydé et de charbon, peut-être de silicium; on doit, au reste, effectuer toutes les heures un dégorgement à l'aide d'un petit couteau en os, avec la main enveloppée d'une sorte de gant long, en peau de chamois, imbibé d'eau : c'est un moyen dont on se sert aussi pour presser et faire plonger dans l'eau les premières parties de phosphore que des gaz interposés font surnager et qui s'enflammeraient pendant l'opération; lorsqu'on dégorge l'embouchure inférieure du tube K, il faut envelopper le bras et l'ouverture h d'un linge mouillé, et boucher le tube g pour prévenir l'accès de l'air qui pourrait enflammer une partie du phosphore surnageant. Il arrive souvent que la température du récipient s'élève trop : dans ce c^is on peut le rafraîchir en y versant de l'eau froide, que l'on retire par l'ajutage f\ mais on fait alors varier la pression, et les luts peuvent céder. Il faudrait mieux placer sous tous les récipients un caniveau, comme l'indique la figure 315, puis disposer devant les récipients un tube i qui s'adapte à volonté au robinet d'un réservoir supérieur, de manière qu'en ouvrant ce robinet l'eau soit projetée, en minces filets par les tubes i sur les récipients et les rafraîchisse.

Epuration et moulage ou granulation du phosphore. — Dès que la distillation est achevée (*), on retire l'allonge K, on la

(^) Si Ton n'était pas disposé à extraire le phosphore, il faudrait remplir dVau les rases, afin d'éviter que, par suite d'évaporation on de quelques lé-

plonge dans de Teau froide ; on extrait le phosphore de chaque récipient; pour le débarrasser du charbon et d'autres corps étrange», qu'il peut contenir, il faut le filtrer au travers d'une peau de chamois : à cet effet on Tagglomère d'abord en le faisant fondre au bain-mairie d'eau à 60* dans des pots de ter^ ; lorsqu'il est solidifié par refroidissement on l'enveloppe dans la peau de chamois mouillée, parfaitement lavée, dont on fait un nouet C (fig. 316), qu'on plonge aussitôt dans une capsule ou passoire en cuivre maintenue au milieu d'un vase A rempli d'eau chauffée à 50^; dés que la fusion est complète, on presse le nouet avec une capsule en bois DD sur laquelle on appuie au moyen d'un levier GG, de manière à opérer une pression trèslentement graduée; le phosphore fondu passe au travers de la peau et se rassemble liquide au fond du vase (*].

On est parvenu à rendre l'épuration du phosphore plus complète et moins hasardeuse, en le faisant filtrer à chaud sur du noir animal en grains : le noir est étendu en une couche de 15 centimètres sur le faux fond criblé de trous bb d'un vase cylindrique A (fig. 316); ce vase a été préalablement empli aux § d'eau chauffée à 60^ par le bain-marie C ; l'eau surnage le phosphore, et celui-ci filtre spontanément au travers du noir, passe sous le faux fond en D; on peut le faire écouler par un robinet E mis en communication par un tube à brides avec un autre vase cylindrique B (fig. 318), terminé .par deux calottes hémisphériques; ce dernier vase, également chauffé au bainmarie DD, porte, maintenu par une bride, un faux fond percé de trous et couvert d'une peau de chamois CG. Le vase B ayant été rempli d'eau, on ouvre le robinet de communication E (fig. 317), adapté au tube F (fig. 318); le phosphore déplace l'eau et vient se déposer sur la peau de chamois; il est recouvert d'une couche d'eau A .

On adapte alors le tube F à une pompe qui puise de l'eau chaude et la refoule dans le vase en A : la pression force le phos-

gères faites, le phosphore se trouvât mis è sec et pût s'enflammer. Comme, au moment où {^opération se termine, les cornues s'affaissent, et que souvent la matière formant le résida coule dans le caniveau, il faut dégorger avec un racloir avant que la solidification par refroidissement puisse rendre cette extraction très-diflîcile.

(*) Cette opération, qui se faisait autrefois en «errant et tordant le nouet entre les mains ou en le serrant entre des pinces, causait de très-gra-ves accidents par la projection du phosphore liquide et enflammé, lorsque la peau de chamois Tenait à se déchirer.

phore à traverser la peau de chamois, il passe sous le faux fond en E ;^on le laisse écouler par le tube G , auquel on a d'avance

Fig. 316.

Fig. 318.

adapté un tube droit, qui le conduit sous Teau d*un vase inférieur.

On voit que Topération se fait sans danger et avec économie. Il ne reste plus qu'à effectuer le moulage : un mqyen usité dans la plupart des fabriques consiste à faire monter le phosphore liquide dans un tube en aspirant Tair avec la bouche et ayant le soin de maintenir une couche d'eau interposée; on bouche ensuite avec le doigt Textrémité supérieure du tube, que Ton porte aussitôt dans un vase plein d'eau froide, où le phosphore en solidifie et prend du retrait ; on le retire alors sous forme de baguettes cylindriques translucides.

Un autre mode de moulage plus facile est indiqué par la figure 319. Le phosphore est liquéfié exactement à son point de

fusion, au moyen d'un F»«. >»»• bain d'eau HH, dans un

vase elliptique ou conique I, au fond duquel se trouve un tube coudé terminé par un robinet J soudé à la paroi d'un vase LL contenant de l'eau ; on introduit dans la douille du robinet un tube en verre MM; le robinet étant alors ouvert, le phosphore coule dans le tube, où il arrive à 3 ou 4 centimètres de l'extrémité et se soli-