Extraction du chlore et préparation du chlorure

on hypoehlorlte de chaux.

Le procédé usité généralement pour l'extraction du chlore consiste à faire réagir 2 équivalents d'acide chlorhydrique du commerce ou 2 (HGI H- 6 HO) sur 1 équivalent de bioxyde de manganèse, MnOs. Il se forme alors 1 équivalent de chlorure de manganèse, et l'oxygène de l'oxyde, s'unissant à l'hydrogène de l'acide, forme 2 équivalents d'eau : 1 équivalent de chlore, devenu libre, se dégage; MnO2 H- 2HG1 = MnCl ■+- 2HO -H Cl. Voici le tableau de cette réaction :

MATIERES PREMIERES

PRODUIT ET RESIDUS.

Bioxyde de manganèse,

4 équivalent : MnO3 = 626

Acide chlorhydrique,

2 équivalents : 2HC1 = 9» 0,40

Eau (dans l'acide commercial), 42 équivalents : 42HO=<360

Cblore, 1 équivalent, = 443,90 Chlorure de manganèse,

1 équivalent, = 768,20

Eau, 44 équivalents, =4676

La préparation du chlore, dans les fabriques où on l'emploie, gazeux ou liquide, n'exige pas d'autres matières premières que •celles indiquées ci-dessus. Si l'acide chlorhydrique était trop cher, on pourrait remplacer 1 des 2 équivalents de cet acide par 1 équivalent d'acide sulfurique, alors il se formerait 1 équivalent de sulfate de manganèse; mais on obtient alors un peu moins de produit décolorant, sans doute parce qu'il se dégage un peu d'oxygène. On peut aussi substituer aux 2 équivalents d'acide chlorhydrique 2 équivalents de sel marin et 4 équivalents d'acide sulfurique ; il se forme alors 2 équivalents de bisulfate de soude, 1 équivalent de chlorure de manganèse, et il se dégage 1 équivalent de chlore ; mais dans ce dernier cas on emploie un vase en fonte intérieurement doublé de plomb chauffé par une double

ET DÉSINFECTANTS. 445

enveloppe de vapeur et muni d'un agitateur. Le produit gazeux est conduit par un tube qui plonge d'un centimètre dans une cuve munie d'un agitateur en bois, l'eau peut en dissoudre des quantités variables suivant sa température [yoy. pins loin, page 353). Quelquefois, comme cela a lieu dans plusieurs papeteries, le gaz est reçu directement dans les chambres ou dans les caisses où doit s'opérer sa réaction sur les substances à blanchir ; l'appareil producteur du chlore, dans ces deux cas, est le même, et c'est encore celui que l'on emploie lorsque la condensation du chlore est obtenue au moyen de sa réaction sur l'hydrate de chaux pulvérulent ou délayé dans l'eau.

Appareil producteur. — Cet appareil est dessiné de A en B (%. 122).

Il se compose de deux bombonnes (quelquefois quatre) en grès,

d'une capacité de 100 litres environ, posées chacune sur une. brique dans une chaudière en fonte. Les quatre chaudières en fonte peuvent être disposées dans un seul fourneau carré à angles intérieurs arrondis, laissant un intervalle de 10 ou 12 'centimètres entre ses parois internes et les parois externes des chaudières, de façon à ce que les produits de la combustion les enveloppent de toutes parts et les chauffent régulièrement. Ces chau-

446 CHLORE ET HYPOCHLORITES DECOLORANTS

dières sont chauffées par un foyer d, où l'on brûle de la tourbe, afin de les ménager (*).

Les bombonnes où doit s'opérer la reaction de l'acide chlorhydrique sur l'oxyde de manganèse communiquent entre elles par un tube recourbé en plomb e; puis avec la suile de l'appareil par les tubes e',*\ é" (elles sont représentées par une coupe (fig. 123) dessinée sur une plus grande échelle); lorsqu'elles sont aux deux tiers remplies d'acide, on introduit par le large goulot un vase cylindrique M, offrant une multitude de trous d'un centimètre de diamètre , et deux autres trous plus larges à la partie supérieure, afin de l'enlever aisément à laide d'une tenaille M (fig. 124). Ce cylindre est rempli de bioxyde de manganèse en fragments. Dès qu'il est plongé dans l'acide, on ferme et on lute l'obturateur N, toutes les autres communications étant établies d'avance; le gaz, qui commence à se dégager, passe dans les bouteilles réfrigérantes de e en e* (fig. 122), puis dans Y appareil condensateur; celui-ci peut être soit une cuve avec agitateur, contenant du lait de chaux, soit, comme la figure l'indique, une caisse BG, rectangulaire, ayant 1 mètre de large, 60 centimètres de haut et 4 mètres de long, formée de dalles en grès dur, en lave d'Auvergne enduite de mastic bitumineux, en schiste (ardoise épaisse) ou même en briques compactes; en tout cas, les joints peuvent être cimentés avec du mastic bitumineux qui résiste bien au chlore.

A la partie antérieure de la caisse, un autel transversal forme un petit caniveau où se réunissent, pour s'écouler par un trop-plein £•, quelques produits liquides condensés, lorsque le dégagement est

(*) Les bombonnes sont quelque fois chauffée» soit à 100° par la vapeur barbotant dans la chaudière, soit à 105 ou 108° par l'intermédiaire d'un bainmarie plus dense que l'eau (chlorure de calcium impur provenant du chlorure de manganèse saturé et décomposé par la craie et par la chaux), qui lui-même emprunte la chaleur convenable pour la réaction, à un jet de vapeur, circulant dans un tube. Dans plusieurs grandes fabriques on substitue aux bombonnes des vases d'une plus grande capacité cubique, ayant environ 1 mètre de côté, soit en pierres siliceuses ou grès dur, soit en lave de Yolvic, creusées ou formées de plaques à rainures, assemblées avec interposition d'un mastic de bitume et argile sèche, inattaquable par le chlorure et l'acide chlorhydrique. Ces vases reposent dans des caisses semblables : l'intervalle de 4 à 6 centimètres est maintenu par des plaques semblables de champ et dans tout l'espace libre autour, et sous le fond circule de la vapeur qui, par sa condensation, élève la température à près de 100°. 11 reste dans ce cas un plus grand excès d'acide chlorhydrique libre que dans les bombonnes chauffées sur un foyer au bain d'air ou au bain de chlorure de calcium; mais l'acide chlorhydrique perdu a très-peu de valeur.

ET DESINFECTANTS.

trop fort; vers le bout opposé de la caisse, on remarque un tube de sûreté f; enfin, à l'extrémité supérieure, se trouve la porte de toute la section de la caisse et l'obturateur H qui la ferme à volonté. Avant que le chlore se dégage et entre dans la caisse parles cinq ouvertures (*) tf'"(fig. 122 et 125), la caisse a dû être chargée, sur une épaisseur de 15 à 20 centimètres, de chaux bien hydratée pulvérulente. Cette couche peut être mise dans la caisse, soit au moyen de trous pratiqués dans les dalles formant couvercle fixe, soit à l'aide d'un petit chariot K en tôle (6g. 126) contenant la charge d'un mètre superficiel; une longue n tige s'y adapte afin de le pousser au fond jusqu'à Tautel; alors on retire la plaque mobile qui forme son fond, et la chaux s'étend sur la sole de la caisse. Quatre enfournements semblables, graduellement moins avant, couvrent toute la superficie. On ferme ensuite avec l'obturateur H et l'opération peut commencer.

Conduite de V opération. — Il importe beaucoup de conduire lentement, durant 18 à 20 heures, le dégagement du chlore, car la combinaison avec lu chaux élève la température. Si cette température approchait de 90*, le produit se transformerait partiellement en chlorate de chaux et en chlorure de calcium non décolorants.

L'excès de chlore qui se dégage par le tube f (fig. 122) et fait virer au rouge la couleur bleue d'une solution alcaline de tournesol, annonce la fin de l'opération; d'ailleurs, les quantités d'acide et de bioxyde de manganèse (celui-ci toujours en excès) ont dû être proportionnées aux quantités d'hydrate de chaux [yoy. pages 444, 448 et 451).

On retire alors le chlorure à l'aide d'un râble et on l'embarille; en même temps on enlève les cylindres M (fig. 123) renfermant le reste du manganèse qu'on lave, et on les remplit avec du manganèse neuf; les résidus liquides de chlorure de manganèse sont versés dans des puisards ou cours d'eau (si l'on ne peut l'employer pour l'épuration du gaz, les impressions, etc.); on remet les bombonnes en place, on lute les tubes de jonction, on y verse l'acide, on ferme l'obturateur, et une nouvelle opération commence.

Fig. 126.

(*) Chaque ouverture em (la figure 1 25 ne montre que le bout B de la caisse.) -correspond avec un appareil producteur A (fig. 122} de deux bombonnes.

kkS

CHLORE ET HYPOCHLORITES DECOLORANTS

Un appareil ainsi disposé, dégageant du chlore à l'aide de 8 bombonnes, sature 137 kilogr. de chaux hydratée et tamisée étendue sur la surface de 4 mètres que présente le fond de l'auge, produisant (avec 63 de chlore) 200 kilogr. de chlorure de chaux commercial, mélange de chlorure de calcium et d'hypochlorite de chaux. Dans une fabrique où 20 appareils semblables fonctionnent à la fois, on obtient facilement 4000 kilogr* d'hypochlorite de chaux à 100° en 24 heures.

L'appareil producteur restant le même, on peut condenser et combiner le chlore dans l'hydrate de chaux, en étendant celui-ci sur la sole bitumée d'une chambre voûtée en briques cimentées avec du mastic de bitume. On donne à ces chambres des dimensions variables. La voûte en plein cintre, partant de la sole, a de 4 à 6 mètres de diamètre et 8 à 12 de longueur; il faut ventiler la chambre en ouvrant une porte à chaque bout, avant qu'un homme y pénètre pour enlever le chlorure. Dans quelques verreries, on s'est servi de glaces défectueuses pour doubler des chambres et former des tablettes à étendre l'hydrate de chaux; en6n, de pareilles chambres en maçonnerie 'usuelle, imprégnée d'huile tenant de la cire en solution , ont pu servir au même usage, mais moins longtemps. Sur la sole de ces chambres comme sur les tablettes, on étend la chaux hydratée pulvérulente en une couche n'ayant pas plus de 0m,05 d'épaisseur, représentant environ 16 kilogr. par mètre carré de superficie, et produisant 24 kilogr. de chlorure de chaux.

De sorte que deux chambres jumelles ayant chacune 1 2 mètres de longueur sur 5 mètres de large ou ensemble 120 mètres superficiels de sole peuvent suffire à une production journalière de 2880 kilogr. d'hypochlorite de chaux.

Produit obtenu. — Le tableau suivant présente en regard : 1° le produit en chlorure de chaux pulvérulent que donnent 2 équivalents de chlore; 2° le produit en chlorure dissous qu'on obtient de 2 équivalents de chlore reçus dans un lait de chaux.