fl

La soude brute exposée à Tair sec à la température ordinaire nesl pas sensiblement altérée ; mais il n'en est pas de même loi'squ'on élèTe la température. Dans ce cas, la proportion de carbonate de soude dinu* nue rapidement à mesure que la température augmente. C'est pour cela qu'il est indispensable dans la préparation de la soude brute de ne|M^^

laisser la matière rouge longtemps exposée à Taîr. La soude brute est insoluble dans l'alcool ; elle ne lui abandonne que des traces de sulfure de sodium. Traitée par Teau, elle est décomposée en une solution reafermant surtout du carbonate de soude, du sulfure de sodium et de h soude caustique, et en un résidu insoluble appelé charrée de soude.

La composition de la dissolution formée varie avec la quantité d'eaa employée à elTectuer le lessivage, et surtout avec la durée de TopératioD et avec la température. Des expériences faites dans des conditions identiques à 40 et à 60"* ont prouvé que les résultats étaient meilleurs à 40*. Ainsi en lessivant 100 de soude brute par 500 d'eau à 60^, M. Kolba trouvé dans la liqueur au bout de 24 heures 26,80 de carbonate de soude, 6,71 de soude caustique, 4,70 de sulfure de sodium, tandis que dans les mémos conditions, en opérant à 40^, il a trouvé 35,36 de carbonate de soude, 5,05 de soude caustique, et 0,40 de sulfure de sodium. On obtient des résultats d'autant moins avantageux que la température est plus élevée, que l'on opère plus lentement, et qu'on emploie une plas grande quantité d'eau pour elTectuer le lessivage de la soude. Le résidu insoluble de la soude brute représente de 58 à 60 pour 100 du poids de la matière. La somme des parties solubles et insolubles de la soude brute représente toujours un poids supérieur de 2 à 5 pour 100 à celui delà matière traitée, ce qui tient évidemment à l'absorption chimique d'une certaine quantité d'eau.

Applications de la soude brute. — La soude brute est pour la pla$ grande partie destinée : 1** à la préparation du sel de soude ou c(V(h(h nate de soude épuré par le raffinage de la soude brute ; 2^ à la fabrication des cristaux de soude (carbonate de soude cristallisé contenant 10 équivalents d'eau), à la préparation du bicarbonate de soude^ de la soude caustique et d* autres produits du raffinage delà soude brute; 3"* à la confection des savons ; 4° au blanchissage du linge ; 5* à h fabrication des bouteilles en verre brun verdâtre.

s* Rafllnaa^e de la ao«4c*

La première opération du raffinage de la soude brute est le lessiva^. Cette opération non-seulement élimine les substances étrangères insolubles, telles que le sulfure de calcium, le carbonate de chaux, le charbon, les matières argileuses et sableuses, etc., mais aussi elle constitue une opération chimique très-délicate, dont le succès dépend de ^obse^ vation d'une série de principes résultant des propriétés de la soude brute, que nous venons d'exposer.

Pour que le lessivage de la soude se fasse dans de bonnes conditions, il faut que la matière soit poreuse, afin que l'eau puisse bien la péné-

SOLDE ÂRTinCIELLE, SELS DE SODDE, BICARBONATE. ' 463

Irer ; il faut en outre qu'elle conserve sa forme et reste suffisamment résistante pour ne pas s'écraser et former une bouillie que l'eau traverserait difficilement. Lorsque la soude a été bien préparée, elle s'exfolie naturellement à l'air, et se lessive facilement, même en gros blocs, en donnant des liqueurs limpides. Pour des soudeâ moins bonnes, on est obligé de les broyer sous des meules pour les diviser. A cet effet, on concasse les pains de soude à l'aide d'un merlin, puis on arrose les fragments de manière à obtenir une hydratation qui commence à les désa« gréger, et on fait passer les morceaux sous des meules. On peut éviter ce broyage dispendieux en laissant la soude mouillée pendant deux ou trois jours étendue dans un magasin construit en briques, dallé, clos, où Tair puisse se maintenir assez humide, et mieux encore à l'aide d*une injeclion de vapeur qui sursature Tespace. La soude alors est délitée oïdinairement en morceaux assez menus pour être lessivée. Ce procédé est d'un emploi très-restreint, car, comme nous l'avons vu précédemment, la soude se modifie constamment à l'air aux dépens de sa qualité, et il y a un grand intérêt à ne pas trop prolonger le séjour de la soude bnite i l'air.

Enfin on peut, comme nous l'avons dit plus haut, diviser la soude bnile en la tirant du four et la faisant tomber sur de la soude refroidie et granulée d'une opération précédente, ce qui est de beaucoup préférable.

Dans le lessivage de la soude brute, il faut opérer méthodiquement afin d'avoir des lessives aussi concentrées que possible, et d'obtenir un épuisement parfait de la matière. Il faut éviter l'emploi d'une trop grande quantité d*eau qui donnerait une plus forte proportion de soude caustique dans les lessives au détriment du carbonate de soude ; il ne faut pas opérer aune trop haute température, qui donnerait des lessives sulfureuses, et se tenir entre 25 et 40^ ; enfin, il ne faut pas opérer trop lentement.

Plusieurs dispositions sont employées pour extraire par Teau les parties solubles. Afin d'avoir moins d'eau à évaporer tout en opérant un épuisement aussi complet que possible, l'eau et les solutions qui se forinent doivent passer sur plusieurs vases contenant de la soude, et celleci pour être épuisée doit recevoir des solutions déplus en plus affaiblies, et enfin ac l'eau pure. L'appareil ci-après décrit, dû à Clément Desormes, permet d'obtenir facilement ce double résultat.

H se compose de bassins rectangulaires en tôle établis en gradins ; la figui^ 5, planche X, montre cinq de ces bassins ou caisses A, B, C» D, E (1 appareil en comporte ordinairement 12 à 15). Le dernier bassin A est ^ bâche en fonte d'une largeur double ; au niveau des bords de celle-ci ^t une plaque en fonte k ayant une pente dirigée vers ladite bâche.

AU

La bâche communique avec la caisse B, comme chacune des caisses communique à la caisse suivante par un tube adapté à 15 centimèiits au-dessus du fond, et versant le liquide près du niveau des bords supérieurs du vase qui suit immédiatement.

On peut remplacer chacun des tubes en S par un caniveau vertical ouvert des deux bouts, appliqué ou cloué contre la paroi intérieure do bassin et descendant jusqu'à 20 centimètres au-dessus du fond. Eue ^chancrure à la partie supérieure du même bassin permet d*y adapter un déversoir qui laisse écouler dans le bassin, immédiatement au-dessous, le liquide remontant par le caniveau vertical. Cette disposition, que les figures ci-dessous indiquent, est plus économique et permet un facile nettoyage de tous les caniveaux.

A (fig. 146), caisse remplie de liquide : on voit deux caisses semblables montrant la soude brute qu'elle renferme dans deux paniers de tôle. Ton en coupe, l'autre en élévation, montrant les trous pratiqués dans leurs parois ; le caniveau A' A'' déverse dans la caisse B, qui, à son tour, déverse par le caniveau BV dans une caisse semblable au-dessous (fig. 146 et 147).

La communication du premier bassin inférieur E (pi. X, (ig. 5) est établie de même avec six bassins en t61e (quoique la Fig. 147. figure n'en montre que deux) disposés sur

Fig. U6 et i47. - uxiviaieup de Clé- uu même plan horizontal. Les derniers

ment Desurmes (coupe et plan). i * j > «. <

bassms de repos communiquent entre eux par un déversoir établi à 10 centimètres au-dessous de leurs bords; on peut d'ailleurs décanter et faire passer le liquide de l'un dans l'autre au moyen d'un siphon lorsqu'on veut vider tous les vases.

Voici comment on fait fonctionner cet appareil :

La soude brute est mise dans des paniers en tôle perforée {*) (tous les bassins A, B, C, D, E étant remplis d'eau); deux paniers sont plongés successivement dans le premier bassin E par deux honunes à l'aide d'une tige en bois ou en fer creux passant dans deux anses, et reposant sur les bords de la caisse. Lorsque les deut paniers ont séjourné 25 ou 30 minutes, on les porte dans la caisse D, pois on

Fig. 146.

(*) Les paniers peuTent être cylindriques ou rectangulaires, & angles arrondis, au de deux ou de quatre dans chaque vase. On les fait transporter d'un Tase à Tantre, soit à bras, par deux hommes montant sur les plans inclinés entre les bassins, soit 4 l'aide de catèa et de moufleç adaptées à un chariot roulant sur un chemin de fer au-deasus de chaque appareil en gradins.

les remplace dans la caisse E par deux autres également remplis de soude. La même manœuvre se répétant à des intervalles de temps égaux, au Bout de huit heures les quinze vases de E en B et la bâche A contiennent quinze paires de paniers, dont une, la plus éloignée du point de départ, a subi tous les déplacements. Cette dernière paire est enlevée, posée sur la plaque inclinée k, d'où elle s'égoutte dans la bâche ; elle est aussitôt remplacée par Ls deux paniers précédents, ceux-ci par deux paniers du vase B, et ainsi de suite le déplacement se propage jusqu'à la caisse E, qui, se trouvant ainsi libre, reçoit deux paniers pleins de soude neuve. Au bout d'une demi-heure, le même déplacement se renouvelle en commençant par les deux paniers égouttés sur la plaque k que l'on vide sur un plan incliné rejetant la soude épuisée dans un tombereau qui doit porter ce résidu (appelé marc de soude) hors de l'usine.

L'opération étant en train, chaque fois que l'on ajoute une paire de paniers pleins de soude brute dans la caisse E, on fait écouler dans la bâche A un volume d'eau à peu près double ; le liquide déborde successivement dans toute la série des vases en cascades, et arrive dans les grands bassins de repos F, F',... les remplit successivement et dépose lapins grande partie des substances insolubles en suspension. Le liquide le plus clair arrivé dans le sixième bassin en est soutiré pour être soumis à l'évaporation dans une série de chaudières G, H, I, J (fig. 6 et 6 b»).

On appelle lavage ou lessivage méthodique le procédé d'épuisement des soudes que nous venons de décrire. C'est, en effet, une méthode simple et régulière que celle d'épuiser la soude, en la plongeant successivement dans des eaux de plus en plus faibles, puis finalement dans de l'eau pure, tandis que celle-ci, suivant une direction inverse, se charge de plus en plus avant d'arriver aux chaudières évaporatoires. Dans une usine où l'on a disposé 15 gradins assez larges pour que Ton y puisse placer 8 rangées parallèles de bassins étages ainsi, laissant entre elles un espace de 1 mètre pour le service des paniers, les 8 rangées étant simultanément en fonction, et chacun des paniers contenant 50 kilogr. de soude brute (dont 2 qui contiennent ensemble 100 kilogr. se renouvellent en une demi-heure ou 200 kilogr. par heuie) donnant 4800 kilogr. en 24 heures, les 8 rangées permettent de traiter 38 400 kilogr. de soude hnite par jour. On comprend que le système ne serait pas changé si, toutes les caisses étant au même niveau, on faisait passer les liquides de Tune à l'autre à l'aide d'un réservoir commun, d'une pompe ou de tubes ^ distribution, sans déplacer la matière solide. Nous verrons que le même système s*applique à diverses industries manufacturières toutes les fois qu'il s'agit d'extraire économiquement, par dissolution et con-

CUUIK niDUSTR. I. — 30

centration, une substance soluble interposée dans des matières inso* lubies (*)•

Dans l'application qui nous occupe, on favorise l'action de Teau et on prévient la cristallisation du carbonate alcalin dans les bassins de repos en injectant une petite quantité de vapeur d'eau dans tous les vases de l'appareil : les caisses reçoivent cette injection par un tube troué, et qui est disposé horizontalement à moitié de leur hauteur; un tube semblable est fixé au tiers de la hauteur de chaque bassin, et l'on introduit, par des robinets communiquant avec un générateur, la quantité de vapeur (variable suivant la saison) suffisante pour entretenir les dissolutions à la température de 56 à 58"*, correspondante au maximum de solubilité du carbonate de soude, afin d'éviter que ce carbonate cristallise dans les bassins {**).

Quelle que soit la méthode de lessivage employée, les lessives, dont le degré varie de 25 à 50** B., sont reçues dans de grands réservoirs en tôle, où elles se clarifient avant d'être évaporées. Ces réservoirs doivent être maintenus à une température convenable pour que les liqueurs ne laissent cristalliser aucun des sels dissous. Les lessives clarifiées par le repos sont légèrement jaunes et renferment environ le quart de leur poids de matières salines en dissolution.

Les lessives présentent en moyenne la composition suivante :

Carbonate de soude 20,50

Soude caustique. 5,30

Chlorure de sodium 1,70

Sulfate de soude 0,60

Sulfure de sodium 0,10

Silice et alumine 0,17

Sulfure de fer 0,03

Eau 73,60

(*) Cette disposition, imaginée par Shanks de Saint-Uelena, près de Liverpool, est préférée lujourd'hui, comme plus économique de premier établissement, de force mécanique et de main-d'ceuyre. Chacune des caisses est munie d'un double fond criblé de trous, posé à 20 centimètres du fond ; c'est sur ce faux fond que l'on charge la soude brute concassée. Elle reçoit è sa partie supérieure la solution qui s'est graduellement enrichie en traversant de haut en bas toutes les caisses précédentes au nombre de 12 à 15, la première recevant de l'eau pure tiède et la dernière la lessive de plus en plus chargée : c'est de celle-ci que la solution dirigée dans les bassins de repos s*y éclaircit avant d'être soumise à l'évaporation.

On comprend que toutes les caisses placées au même niveau contiennent cependant des liquides à des niveaux graduellement plus bas, car, la densité du liquide augmentant de 0* à 27 on 28^, les hauteurs de ces solutions qui se font équilibre diminuent par degrés.

(**) Cette température peut être maintenue dans toutes les caisses de lessivage, afin de fa* ciliter la dissolution du carbonate et de rendre l'épuisement plus complet.

Dans quelques usines on a cru mieux faire en portant la température de l'eau et des solutions jusqu'à 50 et même 60* centigrades du thermomètre ; mais il est certain que l'on n'augmente pas ainsi le pouvoir dissolvant de l'eau sur le carbonate de soude, tandis que l'on favorise la réaction du sulfure de calcium sur le carbonate de soude : il se produit en plus fortes proportions du sulfure de sodium, et l'on obtient en définitive des seU de soude plus cbai^és de sulfure et d'bypo«u]ilte.

SOUIffi ARIlFtCIELLE, SELS DE SOUDE, BICARBONATE. m

Depais l'origine de la fabrication de la soude le mode de traitement des lessives a été souvent modifié. La plus ancienne méthode consîaie i les évaporer eo chaudière jusqu'à 52 ou 55" B., puis à les faire eouler directement dans un four àréTerbèrcS (fig. 148), la sole de ce four étant assez creuse pour recevoir une couche ftHicment battue de tel de sonde T, afin d'éviter que les liqueurs ne vien- Bent en contact avec la solution de soude. ''«• '*«■ - ^•'•" * '^"J^J^^ ^"^"'' '*' '™'*

On brâle du coke ou même de la houille sur la grille U, et les produits gazeux sont utilisés de nouveau en passant sous les chaudières J, I (pi. X, fig. 6 bis), pour commencer la concentration des liqueurs.

Le sel de soude ainsi obtenu est assez impur, et ne titre que 80-82* alcatimétriques. Ce n'est que dans des conditions exceptionnelles de travail où l'évaporaiion des liqueurs, commencée dans les chaudières jusqu'à 50° Baume pour précipiter une partie des impuretés et notamment de l'oijde de fer, et où l'évaporation au four et la calcination étant faites née soin pour éviter les poussières du foyer, que l'on peut obtenir du premier jet du sel de soude à 88-90° alcalimétrtques.

La méthode la plus généralement suivie en France est le travail par produits fractionnés.

Ue lessives bien déposées sont amenées dans la première cfasudiére CD tôle G d'une série disposée en cascade (Gg. 6, pi. \); elles se concentrent progressivement dans tes chaudières G, H, I, J, qu'cchaufTent les produits de la combustion passant sous chacune d'elles ; et enfin dans la dernière K, qui est mise en ébullition par la flamme du foyer i {*).

Ilans cet échaufTement graduel, les lessives se purifient partiellement ; le sulfure de sodium et de fer se décompose par oxydation, et le fer, rendu insoluble, se précipite au fond des premières chaudières; enfin, dans celle qui est directement sur le foyer, le carbonate de soude se dépose; on le pêche à mesure et on le met dans des égouttoirs placés sur les duindières. On pèche ainsi les sels qui se précipitent jusqu'à réduction de la lessive aux 5/12 environ de son volume primitif. Le produit ob- ' ^u est très-pur et constitué surtout par du carbonate de soude à 1 équipaient d'eau ; on le dessèche sur des plaques en fonte, de façon à le déshydrater, et on obtient ainsi le sel de soude à 90' alcalimétriques.

(') Touie celte loncentration des lessÏTes peul être failc Il chaltur perdue qu'entraînent le» flammes et lea gaz au

Les eaux mères restées alors dans la chaudière déposent, par Té^poration, du sel de soude plus impur renfermant les sulfates et les chlorures; on recueille ce dépôt jusqu'à ce que le volume de Teau mère du premier produit soit réduit d'environ moitié.

Le mélange ainsi obtenu étant calciné au four à réverbère donne le sd 84-85'* et le sel 80**. La lessive mère devenue rouge, et alors très-dense, 1,424, est envoyée dans des bassins pour s'éclaircir, et on la calcine ensuite sur la sole d'un four à réverbère. On obtient ainsi le sel caustique à 80** alcalimétriques. Ces liqueurs peuvent aussi, après épuration, servir à la préparation de la soude caustique, très-convenable pour la fabrication des savons et des pâtes à papier faites avec les succédanés du chiffon, comme nous le verrons plus loin.

Le tableau ci-dessous donne une idée de la composition des sels de soude successivement déposés, péchés et calcinés :

Titre alcalimétiique.

— caustique. . .

NaO GO* pur

NaO HO

NaOSO»

NaCl

Fer, silice, alumine i

Soufre I

Matière insoluble. .

Eau

Les dépôts 1 et 2 donnent le sel 90" alcalimétrique. — Les dépôU 5 et 4 donnent le sel 84-85" ou 80". — Le 5 donne du sel faible très-caostique ; enfin le dépôt 6 se compose des eaux mères rouges.

Dans certaines usines on suit un procédé pour ainsi dire mixte : on évapore les lessives jusqu'à 33" Baume, puis on les calcine au réverbère ; on obtient ainsi un sel 80-82" alcalimétiique. Ce sel est redissous dans l'eau chaude, de façon à faire une lessive à 30" Baume qu'on laisse déposer, afin de séparer les matières devenues insolubles par la calcination, puis qu'on évapore en chaudière ; le sel péché jusqu'à réduction de la lessive aux 3/4 du volume primitif, étant calciné, donne un sd de soude très-pur et à haut degré. L'eau mère calcinée au four avec de la . sciure de bois, afin de carbonater la soude caustique qu'elle renferme, * sert à faire des cristaux de soude.

Le sel de soude préparé par cette méthode est employé pour certaines fabrications spéciales, telles que celle des verres fins.

SOUDE ÀllTiFiaELLE, SELS DE SOUDE, BICARBONATE. 469

Dans ces diverses méthodes le sel de soude, péché et mis sur des égoutloirs, s'épure peu à peu de l'eau mère entraînée. Dans le but de hâter cet égouttage et de le rendre plus complet, on a, dans un certain nombre d'usines, et notamment à Rouen, employé des essoreuses; l'égouttage est ainsi bien plus satisfaisant que par le repos seul, mais cette opération constitue une source de dépense souvent assez considérable.

Dans certaines fabriques où l'on a intérêt à produire la plus grande quantité possible de sel de soude carbonate 90® et où l'on emploie les sels faibles à faire des cristaux de soude, on traite les lessives brutes avant repos de façon à les oxyder et à les carbonater. Dans ce but, les lessives sont élevées au haut d'un grand cylindre vertical en tôle rempli de coke, et distribuées peu à peu en nappes minces, tandis qu'on fait passer dans l'appareil un courant ascendant d'acide carbonique mélangé d'air qui s'échappe ensuite dans une grande cheminée.

L'oxygène transforme le sulfure de sodium enhyposulfite,puis en suliate; le sulfure de fer qui était dissous à la faveur du sulfiu*e de sodium, se précipite et est décomposé. L'acide carbonique se combine à la soude caustique pom* former du carbonate de soude ; il réagit également sur le sulfure de sodium en le transformant en carbonate avec dégagement d'hydrogène sulfuré. Les liqueurs après repos à la sortie de la colonne, si l'opération a été suffisamment prolongée, ne doivent plus contenir ni sulfure, ni soude caustique, ni fer; elles donnent alors une proportion plus grande de carbonate de soude réel; les sels faibles donnent aussi de beaux cristaux.

En Angleterre, on suit un procédé un peu différent des précédents : 1 evaporation des lessives se fait par la surface dans des chaudières en tôle ou en fonte placées sous des voûtes à la suite des fours à soude, comme nous l'avons indiqué (page 457).

Au devant de la chaudière se trouve un bac en tôle servant d'égouttoir et dans lequel on met le sel de soude au fur et à mesure qu'il est péché, tne pompe permet de relever le liquide d'égouttage et de le ramener dans la chaudière. On obtient ainsi un sel de soude très-impur, à cause des poussières des fours à soude ; ce produit calciné au réverbère titre 75** alcalioiétriques : c'est le sel de soude anglais le plus commun. Avec ce sel impur on fabrique le sel 80** par un raffinage semblable à celui qui a été précédenmient décrit. Lorsque les eaux mères deviennent trop impures, c'est- ^ire quand elles marquent 50** Baume, on les fait écouler pour les traiter en vue d'en extraire la soude caustique ; ces liqueurs portent le nom • de lessives rouges,

11 y a deux procédés actuellement en usage pour la préparation de la soude caustique : i** le plus ancien, qui consiste à décomposer le car-

bonaie de soude par la chaux caustique, et qui n'est plus guère employé; 2^ le procédé de Gossage, qui consiste à extraire la soude caustique contenue dans les eaux mères (lessives rouges) de la préparalioo du sel de soude par produits fractionnés.

La première méthode consiste à dissoudre le sel de soude dans l'eau de façon à obtenir une lessive ne dépassant pas 1,12 de densité, puisa y ajouter de la chaux éteinte en opérant soit à froid, soit plus rapidement à chaud ; la caustification étant opérée, ce qu'on reconnaît à l'absence d'efTervescence avec l'acide sulfurique d'une prise d'essai de la liqueur éclaircie par le repos, on laisse déposer, puis on soutire le liquide clair et on le soumet à l'évaporation. On lave par décantation le dépôt de carbonate de chaux à plusieurs reprises, et ces lessives faibles servent à la dissolution du sel de soude pour une opération suivante. Finalement, le dépôt de carbonate de chaux retenant une certaine quantité de soude est employé dans le mélange pour la fabrication de la soude brute.

Pour faire la caustification on emploie : 100 carbonate de soude sec ; 60 chaux vive ; 800 eau.

On prend de préférence les sels de soude déjà caustiques obtenus exï forçant la proportion de charbon dans le mélange destiné à la fabrication de la soude brute.

Les lessives de soude caustique sont évaporées dans des chaudières plates en tôle, puis finalement dans des chaudières demi-sphériques en fonte. On pousse l'évaporation jusqu'à ce que la soude ne contienne plus qu'environ 50 pour 100 d'eau et on coule la matière dans de petites chaudières en fonte où elle se solidifie par le refroidissement.

Ce procédé est coûteux, surtout parce qu'on ne peut faire agir la chaux que sur des dissolutions étendues de carbonate de soude, ce qui entraineà une grande dépense de combustible pour l'évaporation des lessives; en outre, le lavage du dépôt de carbonate de chaux est très-difficile et très-long.

Ce procédé a été presque complètement abandonné lorsqu'on a su extraire la soude caustique directement des eaux mères de la préparation . du sel de soude.

On cherchait autrefois à transformer autant que possible en carbonate la soude caustique contenue dans les lessives brutes; on y arrivait eu calcinant dans les fours les eaux mères, soit seules, soit, ce qui est mieux, mélangées de sciure de bois, ou bien en carbonatant les liqueurs brutes du lessivage comme nous l'avons indiqué, ce qui en même temps les désulfurait et les purifiait. Ce procédé coûteux n'est employé que dans quelques usines, en vue d'épurer les lessives et de permettre d'obtenir des sels de soude très-purs.

Dans l'industrie une grande partie de la soude étant utilisée à Tétat caustique, il est bien préférable d'arriver à la préparer dans cet état directement sans passer par le carbonate de soude et sans employer la chaux. L'eau mère, dite lessive rouge, est rouge brique ; elle renferme toute la soude caustique et le sulfure de sodium ; en outre, en proportion nota- Ue du carbonate et du sulfate de soude, du chlorure de sodium; du sulfite et de l'hyposulfite de soude, du cyanure de sodium, du sulfure de fer et de sodium auquel elle doit sa couleur rouge ; enfin, de petites quantités de chaux, d'alumine et de silice, et des traces d'acide phosphorique, de fluor et d'arsenic. Par le refroidissement jusqu'à 40"* dans des bacs elle dépose successivement divers sels : carbonate, hyposulfite de soude, chlorure et fluorure de sodium, ainsi que des composés orangés assez mal définis ; c'est après le dépôt de ces sels que les lessives rouges servent à la préparation de la soude caustique. Le procédé généralement employé consiste à évaporer la lessive, à l'additionner de nitrate de soude et à lui faire subir la fusion au rouge.

Le nitrate de soude transforme tout d'abord le sulfite et l'hyposulfite, puis vers 140*^ le sulfure de sodium en sulfate de soude, tandis que le sulfure double de fer et de sodium oxydé alors laisse déposer de Toxyde de fer. Si on ajoute le nitrate de soude dans la lessive lorsqu'elle a atteint la température de 150^, l'action est plus énergique et il se dégage de Tammoniaque en abondance :

NaOAzO»-h 2NaSH- 4HO=2NaOSO*-l- NaO,HO -h AzIP.

A plus haute température, l'addition de nitrate donne lieu à un dégagement d'azote :

5NaSH-8Na0,Az0*4-4H0=5Na0,S0'4-8Na0,U0H-8Az.

Les cyanures sont attaqués lorsque la masse est au rouge vif; il se sépare alors du graphite qui nage à la surface et brûle avec incandescence; par l'addition du nitrate dans la masse fondue au rouge vif on détermine une action des plus vives : tous les ferrocyanures sont complètement décomposés en laissant précipiter leur fer à l'état de peroxyde. L'addition de nitrate ne doit se faire dans ces conditions qu'avec une grande pru dence, à cause de la violence de la réaction et de la production d'une l^uèe de fines gouttelettes de soude caustique qui est projetée loin de la chaudière.

^oici comment on pratique l'opération industrielle. Les liqueurs rouges après repos sont introduites dans des chaudières plates en tôle chauffées par un foyer, et sont soumises à l'évaporation. On enlève les sels à roesure qu'ils se précipitent, et quand la liqueur marque 50° Baume, on ajoute une certaine quantité de nitrate. On évapore, on continue à pécher

Vii PRÉCIS DE CHIMIE CJDUSTRIELLE.

du sel, et quand la liqueur marque 56", on la fail passer dans des orisli)lisoirs où par le refroidissement elle laisse déposer une nouvelle quantilc de sels. On reprend alors ces liqueurs et on les introduit dans une chaudière en fonte (fig. 149) où l'on continue l'évaporalin.

On ajoute encore du nîtnle de façon à compléter les réattions précitées. Pour empéclier le liquide d'être soulevé en mousse par l'ébullitioD, on pose dans la chaudière u) tube conique en tdie, sorte d'entonnoir renversé à lai;^

Fi;.149. — ainudiirspour rénporalionduliqaeiin SeCtlonS (de CiOO aU bas et el la riuioD dB II MHide ousliquc, -> i .i i . ■ i i'

35 enbaul), dont le boraïaférieur dentelé laisse entre le fond de la chaudière des intervalles libres de 4 à 5 centimètres de hauteur. C'est dans la capacité moyenne rélrécie de ce cdne creux tronqué que s'effectue réhullilion tumultueuse; les nombreuses bulles se déversant par-dessus les bord.s supérieurs se crèreal oo se condensent en retombant, et la concentration peut s'achever ainsi, jusqu'à ce que la soude forme une masse pâteuse. A ce moment on aliène le cône en tôle; la masse éprouvant peu a peu la fusion ignée, on ajoute alors successivement et par petites portions à la fois le nitrate. Lorsque (ont le graphite séparé est brûlé, et que les prises d'essai indiquent que II soude ne contient plus de produits à oxyder, on n'ajoute plus de nitnle. On emploie depuis 1 jusqu'à 7 pour lOU de nitrate du poids de la soude caustique obtenue, suivant la nature des liqueurs rouges employées.

L'oxyde de fer précipité se trouve en suspension dans la soude aostique fondue et rend trouble le liquide. Pour le faire déposer il sufGtde maintenir pendant plusieurs heures la soude caustique en fusion «t rouge vif; le peroxyde de fer s'agrège peu à peu et se rassemble m fond de ta chaudière; la soude fondue qui surnage le dépôt estpuA'' tement claire ; les parois de la chaudière sont recouvertes après l'opération d'un dépôt cristallin très-dur, formé de sulfate de soude, àe fd marin, d'alumine, de peroxyde de fer et de silice. La soude est soDTcnt colorée en vert par une trace de manganate de soude ou en violet pv a" permanganate, quand on a ajouté un excès de nitrate, ou en jannilre pif une trace d'oxyde de fer floconneux en suspension ; enfin, elle est bliiu^' lorsqu'on a opéré rigoureusement. On puise le liquide clair avec ^naation au moyen d'une cuiller en fer, et on le verse soit dans des mannite^ épaisses en fonte, légèrement chauffées et bien sèches, soit daiu do tonneaux en tôle que l'on ferme ensuite après reflroidissement au axtjeii

d'uue plaque soudée. Ces tonneaux peuvent ensuite être expédiés sans inconvénient à de grandes distances. La soude du fond de la chaudière qui est trouble étant coulée h part est souvent vendue comme soude inférieure, ou bien elle sert à faire des lessives caustiques, ou enfin on la soumet k une nouvelle fusion longtemps prolongée qui permet de séparer plus complètement le dépôt. La soude caustique bien préparée par le procédé précédent est blanche et sa cassure ressemble à celle de Tacide stéarique ; elle peut contenir environ 75 pour 100 de soude pure.

Le procédé que nous venons d'examiner présente plusieui's inconvénients :

Le premier est Tattaque très-rapide des chaudières en fonte par la soude caustique fondue, la séparation de l'oxyde de fer obligeant souvent de maintenir au rouge vif, pendant 5 et 6 heures, et même plus, la soude dans les chaudières.

En outre, la séparation incomplète de Toxyde de fer entraine à faire subir de nouveaux traitements à une portion notable de la soude fabriquée. Enfin le nitrate de soude est un produit assez cher, dont l'emploi élève le prix de reyient de la soude caustique.

On a cherché à améliorer le procédé en employant l'air atmosphérique poor produire l'oxydation des lessives dans des tours, mais les résultats n'ont pas été très satisfaisants. On a mieux réussi en mettant une certaine quantité de nitrate dans les lessives, comme nous l'avons indiqué, cl en insufflant de l'air dans la soude en fusion. On est arrivé ainsi à réduire considérablement la proportion de nitrate et à diminuer les inconvénients du procédé précédent.

L'air, lancé par une machine de compression, est introduit par un tube en fer terminé par un cercle perforé de 0",40 de diamètre, et qui plonge jusqu'au fond de la chaudière. Le liquide îgné est ainsi très- ^olemment agité, et sa température augmente par suite de l'oxydation des sulfures. Avec des liqueurs rouges partiellement nitrées, 2 ou 3 heures d'insufflation suffisent pour l'oxydation complète, et souvent le liquide s'éclaircit presque subitement. Si l'oxydation est trop prolongée, la soude caustique devient verte ou bleue, sans doute à cause de la présence d'une petite quantité de manganate formé par l'oxydation du manganèse contenu dans la fonte de la chaudière.

Les chaudières à soude caustique doivent pouvoir supporter de considérables variations de température sans se fêler, et résister à l'attaque de la soude caustique en fusion : la première de ces conditions est remplie par la fonte grise, tandis que la seconde est remplie par la fonte blanche. On est conduit à employer des fontes à grain serré, ni trop gri^s, ni trop blanches, souvent difficiles à rencontrer.

5. Fabrication et propriétés da carbonate de sonde cristallisé,

on cristaux de sonde*

Cette opération, fort simple, est facile surtout dans les saisons firoides; on peut la faire directement. Dans ce cas, on prépare la soude brute arec la dose utile de charbon fin, mais sans excès ; la quantité de carbonate de chaux doit être un peu plus forte que pour les sels de soude ordinaires. On laisse la soude brute se déliter en s'hydratant, arrosée oo bien humectée à l'aide d'injections de vapeur pendant plusieurs jours. Elle est lessivée comme nous l'avons dit, et les solutions sont évaporées jusqu'à 32*" et bien éclaircies par le repos; on les décante alors dans des cristallisoirs en fonte ou en tôle, sorte d'auges à angles arrondis, isolées par des tasseaux à 38 ou 40 centimètres au-dessus du sol, ayant de 1 à 2 mètres de longueur, O^'fSO à 1 mètre de large et 25 à 53 centimètres de profondeur.

La cristallisation commence lorsque le liquide est refroidi, et elle s'achève d'autant plus vite que la température de l'atelier est plus basse. Des arrosages sur le sol, dallé en pierres dures ou en briques solides, peuvent en été hâter cette cristallisation.

Lorsqu'on veut extraire les cristaux, on enlève l'eau mère à Taide d'im puisoir, ou, plus facilement, en ôtant une bonde de fond en plomb, fixée au bout d'une tige de fer qui dépasse le niveau du liquide.

L'eau mère s'écoule dans un réservoir d'où on peut la reprendre pour l'évaporer par les moyens décrits ci-dessus, et en extraire le produit, vendable alors sous le nom de sel caustique ou demi-caustique.

Les cristaux adhérents aux parois des auges s'en détachent à l'aide dun ciseau ou d'un ringard ; on achève de les faire égoutter dans une trémie. On peut les vendre dans cet état pour la plus grande partie des besoins du commerce ; mais, si Ton veut obtenir une cristallisatioQ plus belle, incolore, on doit redissoudre ces cristaux à la vapeur dans le moins d'eau possible ; on ajoute un millième de chaux qui forme du carbonate calcaire qui éclaircit la liqueur en se déposant. On soutire dans les cristallisoirs, on laisse cristalliser, puis, après l'égouttage des cristaux, on expose ceux-ci à l'air sur des tringles de bois blanc au-dessus de nappes de plomb. Aussitôt que leur superficie a perdu tout l'excès d'humidité; on porte les pains sur des tables en bois disposées dans une salle chauffée à 26^ centigrades, et on les concasse. Après un séjour de 24 heures environ, on embarille le produit, afin de prévenir une efDorescence trop considérable. On obtient une cristallisation plus prompte en employant pour cristallisoirs des marmites en fonte mince, ayant environ 40 centimètres de diamètre et 20 centimètres de profondeur.

On prépare souvent, surtout en France, ces cristaux en faisant dissoudre à chaud le sel de soude 80^ dans Teau, jusqu'à ce que la solution marque 51 ou 32° Baume ; on laisse déposer en ayant soin de maintenir la température, puis on soutire au clair dans des cristallisoirs de fer ou des marmites en fonte, et Ton achève Topération comme nous Tenons de le dire (*).

Les eaux mères des cristaux renferment, outre le carbonate de soude, une certaine quantité de soude caustique, du sel marin, du sulfate, etc. Ces eaux, évaporées à sec dans des fours, fournissent des sels caustiques de 40 à 50^ alcalimétriques, utilisés pour le blanchissage du Vmge.

Des eaux mères de cristaux marquant 2^^^b Baume ont présenté la composition suivante :

Na0C0« 8,20

SaOHO 4,30

Ka Cl 5,30 I titre alcalimétrique

NaOSO'' 3,08 [ sur 10 gramnifis, 13».

Fer et alumine 0,25

Eau 80,89

Composition et propriétés des cristaux de carbonate de soude, — Les cristaux en prismes rhomboïdaux ainsi obtenus contiennent 1 équivalent de carbonate de soude NaO,CO* (587,5 + 275=662,5), plus 10 équivalents d'eau (1125); le poids équivalent total est donc représenté par 1787,5. Leur saveur est acre et un peu caustique; exposés à Tair, ils perdent graduellement une partie de Teau de cristallisation et deviennent pulvérulents ; leur composition est alors NaO,CO* HO : c'est le carbonate de soude effleuri dont le poids équivalent = 775. Si la dessiccation est très-lente, les cristaux absorbent en même temps de l'acide carbonique, et il se forme plus ou moins de sesquicarbonate (intermédiaire entre le carbonate simple et le bicarbonate : 2NaO,3CO*4HO). Les cristaux à 10 équivalents d'eau, chauffés, fondent partiellement, se dessèchent et éprouvent la fusion ignée. Le carbonate de soude est insoluble dans l'alcool, taudis que la soude caustique y est soluble : de là un rooyen facile de séparation.

Les cristaux de soude (carbonate de soude cristallisé à 10 équivalents d'eau) sont solubles dans des proportions d'eau variables suivant la température. Voici les résultats de plusieurs déterminations faites à cet égard :

( ] Si Ton emploie des marmites, on les met en égout en décantant d'abord l'eau mère, et ** P««nt ensuite Terticalement appliquées l'une contre l'autre entre des traverses en bois : ^ ^^^^ doublé de plomb reçoit le liquide de l'égouttage ; on détache le 2)ain de cristaux Pnogeant un instant les parois extérieures de chaque terrine dans de Teau chaude.

SOLUBILITé DBS CRISTAUX DE CARBONATE DB SOUDE.