Fabrication

1° On se procure directement le sulfate d'alumine par un procédé très-simple qu'on nomme fabrication de toutes pièces. On choisit des argiles exemptes, autant que possible, de carbonate de chaux et de fer (à moins qu'on ne puisse les épurer économiquement par l'acide chlorhydrique étendu); on les calcine dans un four à réverbère pour en chasser l'eau, peroxyder le fer, et rendre l'alumine plus attaquable par les acides. L'expulsion de l'eau rend l'argile poreuse et capable d'absorber l'acide sulfurique par affinité capillaire. La peroxydation du fer rend l'oxyde formé moins soluble dans l'acide sulfurique. Enfin , le silicate d'alumine, en se contractant, perd sa consistance plastique, ce qui rend facile la pénétration de l'acide sulfurique ; mais il faut éviter de calciner trop l'argile, car elle éprouverait alors une trop forte contraction qui s'opposerait à l'action de l'acide. On calcine l'argile dans des fours à réverbère, dont la flamme chauffe ensuite deux chaudières évaporatoires, et un bassin en plomb dans lequel

l'acide sulfurique est en contact avec les argiles calcinées. On pulvérise avec soin l'argile calcinée; la poudre, passée au travers d'un tamis en toile métallique, est mise en contact avec l'acide sulfurique. On prend pour 100 parties d'argile 40 parties d'acide sulfurique des chambres, à 52° ou 54° Baume. Ce mélange est placé dans un bassin en dalles de grès dur, recouvert d'une voûte en briques. La fumée du four à réverbère passe sous cette voûte, et chauffe le mélange pâteux à 70° environ. Au bout de deux jours, pendant lesquels on a eu soin de le remuer souvent, on retire ce mélange et Ton procède à son épuisement dans les bassins en bois doublés de plomb, dont le fond a de 4 à 6 mètres de surface et dont la profondeur est d'environ 66 centimètres.

On délaye la matière dans l'eau; on laisse reposer, et l'on décante. Les premières solutions, qui marquent de 15 à 18*, sont soumises à l'évaporation ; les eaux de lavage servent à lessiver de nouvelles matières, jusqu'à ce qu'elles aient atteint ce degré.

Quand, par l'évaporation, on a porté les solutions à 20* de l'aréomètre Baume, on les conduit dans un bassin pour les éclaircir par le repos. On les décante ensuite afin de les évaporer de nouveau, jusqu'à 25, 40 ou 45°, suivant que Ton veut transformer le sulfate d'alumine en alun par le sulfate d'ammoniaque, ou par le sulfate de potasse, ou suivant qu'on veut le couler dans des lingotières plates en plomb pour le faire prendre en masse et le vendre à l'état de sulfate d'alumine compacte.

Sulfate d! alumine de première qualité. — On le prépare en France avec le kaolin qu'on tire du comté de Cornouailles (Angleterre).

Ce kaolin, riche en alumine, est préféré surtout en raison de ce qu'il est presque exempt de fer.

On le réduit en poudre et l'on passe au tamis, puis on le calcine sur la sole d'un four à réverbère, afin de peroxyder le fer tout en rendant la substance argileuse plus perméable. Il est nécessaire de remuer avec un ringard à lame fourchue, afin de multiplier et de renouveler la surface en contact avec l'air. Au bout de trois ou quatre heures, la nuance étant devenue rosée et régulière, on retire l'argile pulvérulente qui tombe devant le four et l'on recommence une opération semblable. ,

L'argile calcinée est mise dans une chaudière en tôle plombée, avec l'acide sulfurique, à 52 ou 54° Baume; on entretient la température entre 100 et 150°, en agitant de temps à autre le mélange, que l'on fait couler ensuite, à l'aide de puisoirs et de

caniveaux en bois doublés de plomb, dans un bassin en plomb où s'opère le dépôt de silice et de l'argile non attaquée.

La solution claire est soutirée (*) , puis rapprochée dans des chaudières plates en plomb, jusqu'au moment où une petite quantité mise sur un corps froid se prend en masse consistante par le refroidissement.

Alors tout le liquide est tiré au puisoir et versé dans de larges bassins en plomb (ayant environ 20 centimètres de profondeur) ; il se fige bientôt, et lorsqu'au bout de 10 à 15 minutes sa consistaoce est analogue à celle du suif, on divise, à l'aide de couteaux, toute la masse en petits blocs rectangulaires qui durcissent bien tôt par le refroidissement et que l'on doit dès lors emballer en barils de bois blanc bien joints. On peut hâter le refroidissement en transportant ces prismes sur une nappe de plomb dans un atelier frais, mais non humide.

Certaines argiles contiennent jusqu'à .3 et 5 pour 100 de potasse et donnent par ces procèdes 25 à 45 pour 100 de leur poids d'alun qu'il faut faire cristalliser avant de pousser la concentration jusqu'à l'état où le liquide se prendrait en masse.

Epuration du sulfate d? alumine. — Pour certains usages, notamment dans la teinture en nuances très-claires, ainsi que dans la papeterie fine, on recherche les aluns ou le sulfate d'alumine exempts de fer ; le produit de l'opération que nous venons de décrire n'est pas assez pur : malgré la calcination qui a peroxyde le fer et l'a rendu moins attaquable, le sulfate obtenu donne des solutions légèrement ferrugineuses. On en sépare ordinairement une partie pour les applications spéciales ; à cet effet , lorsque l'on a préparé la solution limpide qu'on vient de décanter, on y ajoute une solution de prussiate et de potasse usuel (cyanoferrure de potassium) en proportion suffisante et préalablement déterminée par un essai en petit. Le liquide devient bleu et dépose lentement du bleu de Prusse ; il se forme une quantité proportionnelle d'alun dans la liqueur. Celle-ci est alors évaporée au degré convenable, et l'opération se termine comme pour le sulfate impur. Quant au précipité bleu , on le réunit sur un filtre tendu de toile, on le lave et on peut le livrer en pâte aux fabricants de papiers peints, ou le décomposer par la potasse pour régénérer le cyanure soluble (**).

(*) Les dépôts sont ensuite épuisés par des lavages méthodiques dont les produits les plus denses sont rapprochés à leur tour.

(**) On peut obtenir les sels d'alumine et l'alumine elle-même plus écono-

2° Le sulfate d'alumine s'obtient autrement dans les localités où, comme en Picardie, se rencontre abondamment du sulfure de fer disséminé dans des schistes alumineux. Le sulfure de fer seul, par une calcination ménagée, se transforme au contact de l'air en sulfates de protoxyde et de sesquioxyde de fer; mais, en présence de l'alumine, le sulfate de sesquioxyde de fer se transforme en sulfate d'alumine, et le sesquioxyde devient libre ou passe à l'état de sous-sulfate insoluble : de telle sorte qu'en ayant soin de prolonger assez longtemps l'opération pour que la majeure partie soit peroxydée, on obtient du sulfate d'alumine en très-grande proportion.

3° On rencontre presque toujours dans le schiste alumineux le plus convenable, des cristaux de sulfate d'alumine et de fer (alun de plume). Après avoir extrait ce schiste, on l'abandonne plus ou moins longtemps au contact de l'air, puis on le grille. Pour quelques schistes plus altérables, comme Test celui de Frienwalde, l'opération du grillage n'est point nécessaire; il suffit de l'exposer pendant un an à l'air pour que le bisulfure de fer soit graduellement transformé par l'oxygène en sulfate, plus un excès d'acide ; mais ce sont des cas exceptionnels. Le grillage se fait en tas, sur une aire battue et dont le sol est en pente vers une rigole, au moyen de laquelle les eaux pluviales vont se rendre dans un bassin.

On dispose sur le sol un lit de fagots en une longueur de 33 mètres et une largeur de 2 ou 3 mètres; on recouvre ce lit d'une couche de schiste de 66 centimètres d'épaisseur ; on allume les fagots au centre du tas, puis on conduit la combustion en ouvrant çà et là des évents au moyen de la pioche, pour rendre la combustion plus générale. On dispose ensuite une nouvelle cou» che de fagots au-dessus du lit de schiste ; on recouvre les fagots d'une autre couche de schiste, et l'on attend qu'elle soit embrasée à son tour pour continuer l'élévation du tas qui doit se composer de huit à dix couches doubles, et se terminer par une couche de schiste très- menu destiné à garantir les tas des eaux pluviales. La combustion dure de quarante à soixante jours. Quand le schiste est chargé de bitume ou mêlé de houille, le pre-

mièrement et plus pars en employant une sorte de minerai de fer : bauxite, riche en alumine attaquable par la soude, le carbonate et même le sulfate de soude (voy. les articles Soudb et ses applications et fabrication de l'aluminium).

mier rang de fagots suffit; on n'en met donc pas d'autre, et alors on charge de schiste à mesure qu'on voit la flamme apparaître sur les divers points du tas.

La potasse que contient la cendre donne naissance à du sulfate de potasse, et, par suite, à de l'alun à base de potasse.

On peut remplacer le bois par de la houille, et alors il se forme un peu d'alun au moyen de l'ammoniaque provenant de la houille, qui donne du sulfate d'ammoniaque, et, par suite, de l'alun à base d'ammoniaque.

Les produits du grillage sont très-compliqués. Il se dégage du gaz sulfureux et du soufre, perdus pour la formation de l'alun; toutefois, le résidu retient beaucoup d'acide sulfurique combiné. H doit contenir, outre le schiste et le sulfure de fer non altérés, du peroxyde de fer, du sous-sulfate de peroxyde de fer, du soussulfate d'alumine et de l'alun alumine, produits qui sont tous insolubles. Il contient aussi du sulfate d'alumine, du sulfate d'alumine et de potasse, du sulfate d'alumine et d'ammoniaque, des sulfates de protoxyde et de peroxyde de fer, du sulfate de protoxyde de fer et d'alumine, en6n du sulfate de peroxyde de fer et de potasse. Ces produits, qui sont solubles, ne se rencontrent pas en même temps, sans doute, mais peuvent tous résulter de l'opération du grillage, et varier dans leurs proportions, selon sa durée et la température.

Les produits solubles que Ton cherche surtout à obtenir sont l'alun et le sulfate d'alumine. On soumet le schiste grillé à quatre lavages, par décantations, si la matière est très-divisée, et par filtrations méthodiques (comme on le fait pour la soude brute) quand elle est grenue.

Les solutions marquant 11 à 13° sont d'abord évaporées jusqu'à 36°, puis laissées en repos pendant six heures. Les sous-sels insolubles, surtout de peroxyde de fer, se déposent (*). Les solutions décantées sont versées dans des cristallisoirs où elles abandonnent une grande partie de l'alun tout formé. On les décante, puis on les concentre au degré convenable pour faire cristalliser le sulfate de fer. On laisse refroidir, et l'on obtient une première cristallisation. On reprend les eaux mères, on les concentre de

(*) Afin d'obtenir ensuite du sulfate de protoxyde plus pur en transformant le sulfate de sesquioxy de , il convient d'ajouter des rognures de tôle et de l'acide sulfurique: le fer s'oxyde en ramenant le persulfate à l'état de protosulfate et se dissout lui-même dans l'acide sulfurique formant une quantité additionnelle du sulfate de protoxyde de fer.

nouveau, et par le refroidissement on obtient une nouvelle quantité de sulfate de fer cristallisé. Enfin, une troisième opération donne encore des cristaux de sulfate de fer. Quand la liqueur n'est composée, pour la plus grande partie, que de sulfate d'alumine, et ne cristallise qu'avec difficulté à cause de sa consistance sirupeuse, on la concentre au point où elle se prend en masse par le refroidissement.

Le sulfate d'alumine étant obtenu par l'un de ces procédés, on le transforme en alun en le combinant avec 1 équivalent de sulfate de potasse ou de sulfate d'ammoniaque, ou même de l'un et l'autre de ces deux sels à la fois. On peut compléter l'équivalent de potasse ou d'ammoniaque avec d'autres sels, notamment avec le chlorure de potassium extrait des sels de varech, des eaux mères de la fabrication du chlorate de potasse, du raffinage des potasses ou des salins de mélasses, ou enfin avec les composés de potasse tirés soit des eaux mères des salines par le procédé de M. Balard, soit du gisement des sels de Stassfurt (voy. p. 356 à 368).

Le sulfate d'ammoniaque employé pour faire l'alun provient surtout du traitement des produits de la distillation des urines putréfiées, des eaux ammoniacales du gaz-light, et de la carbonisation des matières animales dans des appareils distillatoires. Le sulfate de potasse résulte des fabrications de l'acide sulfurique, de l'acide azotique, du raffinage des sels de varech, de l'épuration des potasses, des eaux mères des marais salants, et des salines, etc. Il faut déterminer, par un essai, la richesse de ces sulfates ainsi que celle du sulfate d'alumine que Ion veut traiter. Un moyen très-simple, usité dans quelques fabriques, consiste à traiter à chaud le sulfate de potasse en poudre fine par 10 fois son poids d'eau de brevetage (solution de sulfate d'alumine à 45°, saturée d'alun), ouïe sulfate d'ammoniaque par 12 fois son poids de cette solution; le refroidissement du liquide donne des cristaux d'alun, dont le poids indique la quantité équivalente du cristalliseur (sulfate de potasse ou d'ammoniaque) pur.

D'après l'essai des deux matières, on calcule le poids de chacune d'elles dans la composition du mélange destiné à former l'alun.

On s'occupe alors d'obtenir l'alun à l'état de petits cristaux, afin que par des lavages méthodiques à froid on puisse le débarrasser des sels étrangers. Ces cristaux purifiés sont ensuite, par une dissolution à l'eau bouillante ou a la vapeur et une cristal li-

sation spéciale, mis sous la forme d'alun cristallisé en grandes masses.

Le mélange des sels doit se faire dans des liqueurs assez concentrées pour que l'alun formé se précipite. Quand on se sert de sulfate de potasse, on le fait dissoudre dans de l'eau bouillante; quand on emploie le sulfate d'ammoniaque, on fait la dissolution à froid; enfin, quand on emploie les deux sels, on les dissout dans l'eau à la température de 46° C, en mélangeant 4 parties de sulfate d'ammoniaque avec une de sulfate de potasse. On mélange les solutions avec le sulfate d'alumine dissous dans l'eau tiède, en agitant continuellement; l'alun se forme et se dépose en poudre grenue ; on laisse reposer la masse, puis on décante l'eau mère; celle-ci, évaporée dans une chaudière peu profonde et agitée lentement, sans cesse, avec des rabots (agitateurs en bois à longs manches), donne un alun grenu comme le premier. On réunit ces aluns dans des caisses filtrantes, et on les lave d'abord avec les eaux impures des lavages précédents, puis avec des eaux qui contiennent de moins en moins du sulfate de fer, mais toujours saturées d'alun. On termine en les lavant avec de l'eau saturée d'alun presque pur, et enfin avec une petite quantité d'eau .pure. Le liquide du premier lavage évaporé donne du sulfate de fer par cristallisation; les autres servent à laver un nouvel alun; le dernier donne la solution d'alun pur dont on a besoin pour un raffinage subséquent.

On donne à l'alun la forme commerciale en le faisant dissoudre dans l'eau de manière que la solution marque 48 à 50° Baume. Cette solution bouillante obtenue en faisant barboter la vapeur dans un bassin contenant l'alun suspendu dans une trémie en bois doublé de plomb, est portée dans des cristallisoirs où la plus grande partie se prend en masse de cristaux volumineux, par le refroidissement. Les cristallisoirs sont formés de trois pièces : un fond circulaire revêtu d'une lame de plomb, et des parois susceptibles de se démonter en deux parties égales au moyen de boulons d'assemblage. Ces cristallisoirs ont la forme d'un cône tronqué, dont le fond forme la grande base. Quand la cristallisation est opérée, on retire l'eau mère à l'aide d'un siphon, on démonte le cristallisoir, et on divise les masses avec un merlin ou au moyen d'une scie. L'alun s'expédie dans cet état et peut servir à presque toutes les opérations de la teinture. Cependant, comme il contient encore un peu de sulfate de fer, et pourrait donner sur la soie des nuances ternes,

on a soin, pour cet emploi et quelques autres teintures à nuances claires, de raffiner l'alun à Y épreuve du prussiate : en effet, il ne doit pas bleuir, quand on arrose ses cristaux mis en poudre avec une solution de cyanoferrure de potassium.

Pour atteindre ce terme de pureté, on fait redissoudre l'alun et Ton porte la solution à 30° Baume. Cette liqueur, versée dans les cristallisoirs, y dépose des cristaux peu volumineux, d'une pureté parfaite. Les eaux mères, très-abondantes, servent à dissoudre et raffiner l'alun brut (*).

Alun de Rome. — On se procure cet alun en employant Y alunite, minéral dont la densité est de 2700 ; voici sa composition indiquée par Gordier :

2 équivalents de sulfate de potasse.

2 9 sulfate d'alumine .

5 m hydrate d'alumine

4 » d'alunite =

2480 on pour 400 48,53 4284 » 38,60

Pour amener ce composé à J'état d'alun, il faut lui enlever 5 équivalents d'hydrate d'alumine.

Mais cette composition de l'alunite pure se complique dans l'alunite ordinaire par des mélanges de silice, d'oxyde de fer, et souvent d'alumine en excès, comme on le voit par le tableau suivant :

composition des «limites.