UUllMdoa de* mare* de Boade

Un des principaux désavantages que présente le procédé de Leblanc pour la fabrication de la soude, est la perte de tout le soufre contenu dans le sulfate de soude. Ce soufre reste tout entier en effet dans les résidus du lessivage, qui, jusqu'à ces dernières années, n'étaient point trailés et causaient souvent de graves ennuis aux fabricants par leurs émanations et par les liqueurs sulfureuses qu'ils laissaient écouler lors des pluies.

Ces résidus, désignés sous le nom de charréea, ont été depuis peu l'objet de recherches suivies en vue d'en extraire la plus grande partie

!1 «.ude. . 387,5 ] S acide.. . 550 t 1050, dégtgti 1 i(\mni MU. . . 113,5 ( - ""I dici(le = 375; d'où 1050 : 275 ;: 5 grammes : 1<',3. Or 1 liire d'acide ïirboniqu« 1^ D* et 0,76 de prenion] peunt 1p,9T7. 1",3 donotrâ 0'",657,3, tandis qu'on oblicndrut 1 P«api«il|oi, i/3nwûu du seiquicarboiute de souda ! NaO. 3 CO*. 4 HO ; en eDct, !050 (pmdf huilaient de ce uMuicarbonite) ; ST5 11 éqninlent d'acide dégagj) : : 5 grammes : 0<',0930

M (PI'.Slï,

du soufre qu'ils contiennent, de manière à le faire rentrer dans la fabn> cation de Tacide sulfurique, et par suite dans celle de la soude.

La composition des charrées est très-yariable, car elle dépend nonseulement des dosages divers pour la soude brute, mais encore des réactions accomplies pendant le lessivage, et de la façon plus ou moins complète dont il a été fait.

La charrée est formée de 28 à 58 pour 100 de CaS.

de CaO.

de CaOCO».

de NaS.

de coke.

de sable et briques.

de FeS^APC^SiO^.MgO.

C'est seulement depuis 1865 environ qu*on extrait indusiriclIeiDent le soufre des charrées. On met en œuvre trois procédés différents : celui de Mond, celui de Schaffner d'Aussig et celui de P.>W. Hoffmann de Dieuze. Toutes ces méthodes reposent sur les mêmes principes : transformation du sulfure de calcium de la charrée en composés solubles au moyen d'une oxydation par Tair, lixiviation de la masse oxydée et précipitation du soufre à Fétat libre par un acide ou par les cklomres acides résidus de la préparation du chlore.

Le procédé de Mond consiste à oxyder les charrées soit en tas, soit par un courant d'air forcé dans les lessivoirs sous 10 à 15 centimètres de pression de mercure pendant 10 à 12 heures, puis à lessiver; on a des eaux riches en polysulfures de calcium et renfermant de Thyposulfite de chaux. Une seconde oxydation et un second lessivage donnent des eaux riches surtout en hyposulfite de chaux. On mélange ces eaux et on les traite par de Tacide chlorhydrique ; on obtient un dépôt de soufre qui représente tout le soufre des polysulfures et de ThyposulGte si le dosage a été exact :

2 CaS» -h CaOS*0* + 3 HCl = 3 CaCl + 3 HO -4- S«

Mais il est difficile de faire un dosage exact, et il se dégage toujours de l'hydrogène sulfuré. M. Schaffner est arrivé à réduire à de très-faibles proportions l'emploi de l'acide chlorhydrique relativement au poids do soufre obtenu, à éviter tout dégagement d'hydrogène sulfuré, et à obtenir du soufre pur sous forme de canons.

Son ingénieuse méthode est basée sur les faits suivants : V Si dans une liqueur renfermant un mélange de polysulfure et d'hyposulfite on verse un acide, par exemple de l'acide chlorhydrique, les polysulfures sont décomposés les premiers avec dégagement d'hydrogène sulfuré et dépôt de soufre.

:tiH-i

2^ Si dans le mélange précédent, après complète décomposition du polysulfure, on continue à ajouter de l'acide chlorhydrique, les Kyposulfites se trouYent alors décomposés en dégageant de Tacide sulfureux, et déposant de soufre.

3^ Enfin, une dissolution de polysulfure traitée par Tacide sulfureux se transforme en hyposulGte, et du soufre se dépose.

La mise en pratique du procédé comprend trois opérations distinctes :

1^ Préparation des liqueurs de polysulfures de calcium et d'hyposuifite de chaux ;

T Décomposition méthodique des lessives;

5* Préparation du soufre précipité.

Les charrées de soude au sortir des lessivoirs sont mises en tas à Pair : au bout de quelque temps la masse s'échauffe par suite de l'oxydation ; il se forme des polysulfures et bientôt de Thyposulfite, Au bout de quelques semaines les tas ayant acquis à l'extérieur une couleur vert jaunâtre, on les retourne à la pelle, puis après 24 heures d'exposition à l'air on les soumet au lessivage, dans des lessivoirs semblables à ceux employés pour la soude brute, et en opérant avec de l'eau froide. La lessive obtenue est surtout riche en polysulfures et le résidu est soumis à une nou- Telle oxydation soit dans des fosses creusées dans le sol, afin d'éviter une trop grande déperdition de chaleur et d'activer l'opération, soit dans les lessivoirs mêmes en faisant passer un courant d'air chaud à travers la masse à l'aide d'une machine soufflante ou d'un injecteur; on utilise à cet effet les gaz chauds des foyers de l'usine. La première lixiviation ayant rendu la masse plus poreuse, l'accès de l'air est devenu plus facile, et il se forme alors une grande quantité d'hyposulfite. Au bout de 8 à 10 heures la masse est prête à être de nouveau lessivée. On peut répéter cette o;Lydation trois ou quatre fois suivant la nature des charrées. Au point de vue du traitement ultérieur des lessives, on essaye de temps en temps ai l'oxydation marche de façon à donner les proportions convenables de polysulfures et d'hyposulfite.

Toutes les lessives obtenues sont réunies ensemble et décomposées par l'acide chlorhydiîque. La décomposition des lessives s'effectue dans i^ chaudières ou des appareils fermés en fonte ou en grès inaltérable des Vosges, ou en lave de Volvic, accouplés deux à deux et disposés de açon à pouvoir être chauffés à la vapeur. Des tuyaux permettent de remplir les appareils, d'y introduire de l'acide chlorhydrique et de faire

passer les gaz dégagés d'un appareil dans l'appareil voisin; enfin, à

I aide de robinets, on peut faire écouler les lessives chargées de soufre

eu suspension.

Pour effectuer l'opération, voici comment on procède : / étant l'arrivée

de» liqueurs, on remplit par q et ç', au moyen de tuyaux de caoutchouc,

486 PRÉCIS DS CBUItS INDUSTRIELLE,

les deux chaudières A et B (fig. 157) a¥ec des lessives mélangées, et dans l'une d'elles A on verse par les plongeurs T la quantité juste nécessaire d'acide chlorhydrique pour décomposer les polysuUures seuli; il se dégage alors de l'acide sulfhydrique qui vient barboter par le tuyau C dans la deuxième chaudière fi pour se perdre ensuite au debon par b et R, et il se dépose une certaine quantité de soufre. Cette pi^ mière opération faite pour la mise en marche de l'appareil, on ne perd

Fig. IST. — itppareil de ScbiTtner pour 1* précipiuiion du soulre.

plus d'acide sulfhydrique ; en effet, on continue à ajouter de l'aaJe chlorhydrique de façon à décomposer tout l'hyposul&te de chaux ; il » dégage de l'acide sulfureux, tandis qu'il se dépose encore du soufre. L'acide sulfureux, eu passant par C dans la lessive de la seconde chandière B, transforme en hyposulfite tes polysulfures qu'elle renfenne et du soufre se précipite. Une injection de vapeur par V élimine les iauières traces d'acide sulfureux. On vide par 0 la liqueur de la pr«Diêre chaudière A qui ne renfenne plus que du chlorure de calcium en dissolution ainsi qu'un peu de sulfate de chaux, et du soufre en suspeosioD avec du sulfate de chaux, lequel est produit par l'acide sulfurique que renferme toujours l'acide chlorhydrique. On fait écouler ce mébi^ dans des bacs de dépôt et on remplit la chaudière A avec de la les»'' nouvelle à traiter. On ajoute alors de l'acide chlorhydrique dauslacluii' dière B comme on l'a fait précédemment pour la chaudière A. En il'géant par le tuyau d les produits dégagés dans le liquide de la àatdière A, il ne peut se dégager cette fois d'acide sulfhydnque, car l'soàe sulfureux, dégagé par la première opération, est venu transformer ra polysulfures en hyposulâtês, de sorte qu'il ne se dégage que de i'^

SOUDE ARTinCIEU^, SELS I« SOVI», BICÀRBONi're. 487

sulfureux, qui passe dans les eaux neuves, tandis qu'il se dépose du soulre.

Lorsque le dégagement d'acide sulfureux vient à cesser, on vide la chaudière fi comme on a fait précédemment pour A, et on la remplit de leslive neuve pour recommencer ainsi indéfiniment : l'acide sulfureux se dégageant alternativement de l'une des deux chaudières pour venir traverser le liquide de l'autre et y changer les polysulfures en hyposulfites.

Des robinets d'épreuve fb, fb' permettent de juger de la marche des opérations.

La préparation du soufre pur s'effectue de la manière suivante : La boue de soufre et de sulfate de chaux qui s'est déposée dans les bacs de repos est enlevée après écoulement des liqueurs de chlorure de calcium et ÏDtroduite dans une chaudière cylindrique en fonte A (f)g. 158), avec une

Fig, 158. — Appareil pour la rution du tourre pricipili.

^Dtîté d'eau convenable pour former une bouillie claire ; cette chaudière lénnée porte, une enveloppe concentrique en tôle B disposée de fa^oa ^'on puisse envoyer de la vapeur entre les deux vases tout en laîsianl, par a, ta pression s'établir à l'intérieur de la chaudière en fonte, ainsi que l'indique la figure, afin d'éviter les accidents.

Les doux cylindres sont inclinés à l'horizon, et celui du milieu porte i l'intérieur un agitateur i palettes e dont l'arbre traverse un stuffing-box. L'appareil étant chargé, ou ferme l'ouverture de chargement et on lait aniver de la vapeur à 2 atmosphères entre les deux vases par le tuyau t^ celte vapeur écbaulTe extérieurement la chaudière en fonte A et y pé-

488 PBÉaS DE CHIMIE INDUSTRIELLE.

nètre par a, puis Texcès de vapeur s'échappe par le tuyau r. Sous Tiafluence de la chaleur, le soufre entre en fusion et se rassemble au fond des lessives dans la partie la plus basse de la chaudière, tandis que le sulfate de chaux reste en suspension dans Teau : on tire le soulre fondu par le robinet du bas directement dans des moules.

On met toujours dans la chaudière, en même temps que la boue de soufre, une petite quantité de lait de chaux, afin de neutraliser Facide chlorhydrique et de former un peu de sulfure de calcium qui, avec Tarsenic que peut contenir souvent le soufre, donne un composé soluble dans l'eau. On obtient donc par ce procédé du soufre pur exempt d'arsenic et qui n'a besoin ni .d'être séché ni d'être soumis à la distillation.

Lorsque l'acide chlorhydrique a une certaine valeur, les procédés précédents sont moins avantageux que le procédé de MM. Bucquet et Hoffmann que nous décrirons à propos de l'utilisation des résidus de la préparation du chlore.

iS. Hlétliodos diverses mises en «eavre pour fabrli|aer le earbeasle

de soude*

L'importance de la fabrication de la soude artificielle a conduit à rechercher des procédés plus économiques et plus simples que celui de Leblanc. Beaucoup de brevets ont été pris ; mais, au point de vue pratique, un petit nombre seulement semblent appelés à un avenir sérieiu et à faire concurrence au procédé de Leblanc. Nous n'indiquerons ici que les méthodes nouvelles ayant donné dans l'industrie des résultats sérieux et pratiques.

Soude extraite de la cryolithe. — La cryolithe est un fluorure double de sodium et d'aluminium ; sa composition est représentée par la formule AI'Fl', 5NaFl; c'est un minéral blanc demi-transparent, ressemblant à la glace, ce qui lui a valu son nom; sa densité est de 2,955. n est clivable dans trois directions rectangulaires ; chauffé légèrement, il fond en laissant un émail blanc par le refroidissement.

Traitée par l'acide sulfurique, la cryolithe est décomposée avec dégagement d'acide fiiuorhydrique, tandis qu'il se forme des sulfates d'alumine et de soude. Traitée, par voie humide ou par voie sèche, par » chaux, elle est également décomposée : on obtient , dan& ce cas, du fluorure de calcium et de l'aluminate de soude.

Découverte près de Arktut, en Groenland, la cryolithe fut longtem/w une curiosité minéralogique, jusqu'au moment où la rencontre de ffst ments importants dans le même pays, et presque à fleur du sol, pci^^^ une exploitation fructueuse.

La Compagnie concessionnaire des mines livre la cryolithe a fi^

SOUDE ÂRTinOELLE, SELS DE SOUDE, BICARBONATE. 489

bourg au prix de 150 francs la tonne (*) . Actuellement, en Danemark et en Allemagne, un certain nombre de fabriques traitent avantageusement la cryolithe pour fabriquer la soude artificielle et les sels d'alumine dans un grand état de pureté (**).

Deux méthodes distinctes peuvent être employées pour traiter la cryolithe ; l'une d'elles consiste à faire agir l'acide sulfurique : il se forme du sulfate d'alumine et du sulfate de soude qu'on sépare l'un de l'autre par cristallisation, tandis qu'il se dégage de l'acide fiiuorhydrique..

Cette méthode est défectueuse, car elle ne donne que du sulfate de soude, qui est un produit de faible valeur. En outre, elle a l'inconvénient de dégager d'énormes quantités d'acide fluorhydrique.

La seconde méthode de traitement, due à Thomsen, est bien préférable ; elle consiste à traiter la cryolithe en poudre par la chaux, soit par voie sèche, soit par voie humide. La voie sèche est généralement préférée comme plus simple.

On soumet à l'action de la chaleur rouge un mélange de 1 équivalent de cryolithe en poudre et de 6 équivalents de carbonate de chaux. Il se produit de Taluminate de soude, du fluorure de calcium et de l'acide carbonique qui se dégage selon l'équation suivante :

Al«Fl%5NaFl-h6CaOCO«=Al«0% 3NaO -4-6CaFl + 6CO«.

En traitant par l'eau la matière refroidie, l'aluminate de soude se dissout, tandis que le fluorure de calcium insoluble se dépose. La liqueur claire à 35^ B., traitée par un courant d'acide carbonique, laisse précipiter l'alumine, le carbonate de soude formé reste dissous. Par l'é- Yaporation de cette liqueur, on obtient ce dernier sel ; l'alumine précipitée par l'acide carbonique dans une liqueur chaude se déposant rapi« dément peut être lavée facilement par décantation et utilisée pour donner du sulfate d'alumine très-pur, exempt de fer.

Dans ce procédé, il est essentiel de chauffer très-également le mélange et de ne pas dépasser le rouge, afin de ne pas faire couler la masse, car ^e certaine quantité de cryolithe, englobée par l'aluminate de soude 'ondu, serait soustraite à la décomposition, ce qui diminuerait le rendement; en outre, la matière se lessiverait mal.

On a été conduit, pour obtenir une température à peu près égale dans toutes les parties, à faire des fours à réverbère chauffés par deux foyers, I un d'eux chauffant la sole par-dessous, et à brasser le mélange pendant

( ) La cryolithe livrée au commerce renferme de 10 à 20 pour 100 de matières étrangères, CMxipoaées surtout de quartz, de fer spalhique, de galène, de sulfures de fer et de cuivre, do ^ calcaire et de spath fluor.

l ) Il n'existe en Amérique qu'une seule usine qui traite la cryolithe, depuis 1866, à Na- 7"^*^ I^ensylvanie; elle consomme actuellement, chaque année, 6000 tonnes de cryolithe, (est-à-dire prè» de 50 pour lOu de plus que toutes les fabriques européennes ensemble.

toute la durée de la calcination, afin d'éviter la formation de grumeau et d'obtenir une masse légèrement frittée ; on a facilité le travail et augmenté considérablement le rendement en ajoutant au mélange la charge de fluorure de calcium, résidu d'une opération précédente.

Le carbonate de soude ainsi obtenu est très-pur; il ne contient pas de produits sulfurés, si les lessives ont été évaporées sans le contact des gai de la combustion de la houille.

On peut facilement obtenir de la soude caustique très-pure en traitant par de la chaux éteinte les liqueurs d'aluminate de soude obtenues par lessivage de la masse calcinée ; la soude caustique ainsi obtenue est biea préférable à celle fabriquée avec les liqueurs rouges, comme nous TavoDs indiqué.

Soude par V ammoniaque. — La fabrication du carbonate de soude au moyen de l'ammoniaque, qui consiste dans la décomposition du chlorure de sodium par le bicarbonate d'ammoniaque, fut brevetée eu Angleterre, pour la première fois, en 1858 par Uenning et Dyar, eo France en 1854 par Parck, puis par M. Schloesing en France et eo Angleterre. En 1855, M. Schloesing monta, avec M. Rolland, une usine à Puteaux pour exploiter en grand le procédé. Au bout d'un an, Tusioe fabriquait par mois environ 25 000 kilogrammes de carbonate de soude très-pur, titrant 91-92^ alcalimétriques. L'usine n'était que provisoire d devait être remplacée par une grande usine dans l'Est, quand une interprétation défavorable de la législation vint entraver les projets. Le procédé par Tammoniaque n'utilisait que les 2/3 du sel employé; or l'usine nouvelle devait être placée sur une mine de sel et ne comptait payer l'impôt que sur la proportion de sel réellement utilisée. L'administration exigeant le droit sur la totalité du sel introduit dans la fabrication, l'usine ne fut pas créée. Les droits furent abolis depuis, maiscen'esl que beaucoup plus tard que le procédé Schloesing, modifié par H. Solvajt fut appliqué par ce dernier àCouillet (Belgique). Du carbonate de soude obtenu par le procédé à l'ammoniaque figurait à l'Exposition de 1867.

Depuis lors, il s'est créé en Angleterre, en Allemagne, et tout der nièrement en France, des usines pour la fabrication de la soude par Taiomoniaque.

A Couillet, on produit ainsi 1 7 000 kilogr. de carbonate de sonde par jour. Il y a des usines à Aix, à Kazan, à Liverpool, à Preste»»' MM. Solvay et C** viennent de faire une grande installation de ce genre à Varangéville-Dombasle, près de Nancy, où ils fabriquent 50 tonnes* carbonate de soude par jour.

Le procédé de fabrication de la soude par l'ammoniaque coosist^^ faire réagir le bicarbonate d'ammoniaque sur une dissolution de sel nOr rin. Par double échange, il se forme du bicarbonate de soude peosolaife

SOUDE ÂRTfflGIELLE, SELS DE SOUDE, BICARBONATE. 49i

qui se précipite en partie, et du chlorhydrate d'ammoniaque qui reste en dissolution avec le sel marin non décomposé et Texcès de bicarbonate d'ammoniaque employé :

NaCl -j-AzH*0, 2C0»= AzH*Cl4-Na0,2C0\

Le précipité pulvérulent de bicarbonate de soude, étant lavé et calciné, donne du carbonate neutre de soude et de l'acide carbonique. Les liqueurs mères, chargées de produits ammoniacaux, sont traitées en vue de régénérer l'ammoniaque, qui sert à une opération suivante.

La pratique a démontré qu'il était préférable de saturer par l'ammoniaque une disisolution salée renfermant 30 pour 100 de sel marin, et de la traiter ensuite par un excès d'acide carbonique, qui détermine alors la précipitation du bicarbonate de soude.

La transformation du sel marin en bicarbonate s'opère dans trois appareils distincts : le premier sert à préparer la dissolution salée; dans le second s'effectue la saturation par l'ammoniaque, et dans le troisième Tacide carbonique décompose le liquide ammoniacal.

La dissolution de sel se fait dans un vase en tôle divisé en un certain nombre de compartiments par des cloisons verticales. Ces cloisons forcent l'eau que Ton verse dans le premier compartiment àparcourir tous les autres. Le vase étant rempli de sel, on fait entrer l'eau par un tuyau arrivant près du fond et dans un angle, et on fait écouler par l'angle opposé en puisant par un tube, près du fond, l'eau saturée de sel. Comme on aurait ainsi une liqueur un peu trop concentrée, on fait couler dans le dernier compartiment un filet d'eau réglé de façon à abaisser le degré aréométrique à 24^. L'eau salée se rend alors dans l'appareil où doit s'effectuer la saturation par l'ammoniaque ; cet appareil saturateur en tôle est placé plus bas que le réservoir à dissolution du sel, et reçoit le tuyau de sortie d'eau salée qui y plonge jusqu'au fond : il résulte de cette disposition que le niveau des liquides s'établit dans les deux vases d'après le principe des vases communiquants.

Le saturateur est muni d'un double fond percé de trous au-dessous duquel arrive l'ammoniaque, qui, alors divisée en un grand nombre de bulles, est facilement absorbée par l'eau salée. Par suite de cette ab- ^tion, le volume du liquide augmente, et son degré aréométrique s abaisse à 16^. En adaptant au haut du récipient un tuyau de sortie à la hauteur où s'élève le liquide lorsqu'il marque 16®, on fait écouler seul^ent les liqueurs suffisamment saturées d'ammoniaque.

Ce moyen de régler l'opération est dû à M. Solvay. Au sortir du satu- ^teur, les liquides, échauffés par l'absorption de l'amknoniaque, sont i^froidis en traversant un réfrigérant et de là sont envoyés à l'absorbeur, ^^ lequel a lieu la décomposition par l'acide carbonique obtenu partie

492 PRÉCIS DE CBIHIE INOnSTRlELLE.

par la calcination du carbonate de chaux, et partie par la torr^k-

tiou du biccirbonate de soude des opérations précédentes.

L'absorbeur de M. Soin; se compose d'un cylindre ta tôle de 12 à 15 méUes de haut (iîg. 159), coDteaul des cloisons connexes a, a.

percées de Irous et disposées chacune directemeat au-d«sus d'une cloison plane b, b, percée de quelques trous seulement pennettant le passage du gaz et de la solution sans que les liqueurs nouvelles puissent se mélanger ayec les liqueurs plus lourdes saturées qui gagnent la partie inrérieure de la colonne ; le bwd des cloisons est dentelé pocff permettre te passage du gai et des liquides, même dans le cas d'obstruction des trous des cloisons concaTes, ain»

que le monb% le plan A. Offl fait arriver le liquide par un tuyau C situé environ à moitié de la hauteur de la colonne, et on maintient un écoulement constant à l'estrée et à la sortie, de fatui que le niveau se mainti«iiie à 5 mètres environ du haut du cylindre.

Le gaz carbonique se trouve ainsi en contact intime anc le liquide, et il elTechie un travail mécanique qui absorbe assez de chaleur poir

„. ,,„ .IL . „ CI empêcher réchauffement ré-

Fig. ISS. — iburbtuT da H. SoItij. ^^

sultant de la combinauM

chimique. Les absorbeurs doivent être assez élevés pour que la moitié au

moins du gaz qui arrive à la partie inférieure par le tuyau T soit abeor-

SOUDE ARTIFICIELLE, SELS DE SOUDE, BIGàRBCINATE. 493

bée et que l'ammoniaque soit rapidement transformée en bicarbonate. Les meilleures conditions sont 12 à 15 mètres de hauteur à Tabsorbeur, et 1 1/2 à 2 atmosphères de pression au gaz carbonique. Lorsque la colonne s'encroûte de dépôts salins, on la vide et on la lave à la vapeur.

À la sortie S de Tabsorbeur, le liquide, saturé d'acide carbonique et tenant le bicarbonate de soude en suspension, est envoyé dans un filtre à vide ou dans une essoreuse fermée pour éviter les déperditions d'ammoniaque. La surface filtrante, dans les deux cas, est une toile de chan- Tre très-serrée, et l'alimentation est continue de façon à former un dépôt suflisanmient épais de bicarbonate, qu'on lave rapidement à l'eau froide. Le bicarbonate lavé est torréfié dans un appareil fermé permettant l'utilisation de l'acide carbonique pour le diriger dans Tabsorbeur.

Avec l'acide carbonique provenant du four à chaux, on introduit dans Tabsorbeur une masse considérable de gaz inertes qui entraînent des quantités notables d'anmioniaque qu'il faut recueillir. A cet effet, on fait passer le courant gazeux sortant de l'absorbeur en V, dans une tour en maçonnerie de brique, remplie de coke, qu'on arrose constamment d'eau. L'eau qui a traversé la colonne, sert ensuite à eiïectuer la dissolution du sel marin. A l'aide d'un ventilateur on aspire également dans l'essoreuse et on refoule l'air aspiré dans la tour à coke arrosé, afin de condenser toute trace d'ammoniaque.

Un des torréfacteurs employés est formé d'un cylindre en tôle de 4 à 5 mètres de longueur, légèrement incliné et disposé sur un foyer. A l'intérieur se trouve un arbre portant des racloirs en hélice. Le bicarbonate est introduit dans Tappareil par une trémie, et une pompe aspire le gaz carbonique au fur et à mesure qu'il se dégage, le fait passer dans Feau où il abandonne l'ammoniaque entraînée et le refoule dans les absorbeurs. Les liquides qui s'écoulent de l'essoreuse ou des filtres, et qui renferment du chlorhydrate et du carbonate d'ammoniaque, sont traités par la chaux en vue de récupérer l'ammoniaque et de l'envoyer à nouveau dans les saturateurs.

D'après M. Solvay, tout le sel marin employé serait décomposé dans son absorbeur, tandis que dans l'usine de Puteaux il fallait 180 kilogr. de sel marin pour fabriquer 100 kilogr. de carbonate de soude, et qu'eu Allemagne on emploie jusqu'à 190 kilogr. de sel en opérant dans des' absorbeurs horizontaux. La fabrication de la soude à l'ammoniaque n'est exploitable avec avantage que dans les localités où l'on peut se procurer à bon marché une solution saturée de sel marin. C'est une semblable circonstance qui a donné lieu à l'installation d'usines près de Northwich en Angleterre, et plus récemment près de Nancy en France.

Soucie par le silicate. — La Société des manufactures de glaces et produits diimiques de Saint-Gobain, Chauny et Cirey, a fait breveter,

en février 1874, un procédé nouveau de traitemeatdu sulfate de soude, permettant d'obtenir industriellement du silicate de soude soluble, de la soude caustique ou du carbonate de soude, tout en récupérant à Félat de pureté la moitié du soufre du sulfate, et Tautre moitié à l'état d'acide sulfureux pouvant servir à préparer des sulfites alcalins.

Voici en quoi consiste ce procédé :

On prépare un silicate de soude soluble, en chauffant dans un creuset fermé un mélange de :

Sulfate de soude de four 71

Sable blanc de Fontainebleau 80

Charbon pulvi^risé 8â9

Il se dégage du soufre, de l'acide sulfureux et de l'oxyde de carbone, tandis qu'il se forme de la soude caustique qui se combine avec U silice.

Les équations suivantes permettent d'expliquer les réactions :

2SO»NaO + 4C=4CO + NaS + SO»NaO, NaS-hNaOSO»=2 NaO+Sœ + S.

Enfin la soude, se trouvant en présence de la silice, s'y combine.

Ce silicate de soude peut être vendu directement aux verriers préférablement au sulfate de soude ; ou bien on peut l'employer pour préparer de la soude caustique ou du carbonate de soude. En le traitant par l'eau bouillante, on le dissout; par refroidissement, la liqueur concentrée laisse déposer du silicate de soude cristallisé, mais si on traite la liqueur par l'acide carbonique, il se dépose de la silice, tandis qu'il se forme du carbonate de soude qui reste en dissolution. La bouillie claire de silicate de soude pulvérisé et d'eau, étant traitée par du lait de chaux, se décompose ; il se précipite du silicate de chaux insoluble qui peut être utilisé en verrerie, et de la soude caustique très-pure qui reste en dissolution. Le silicate de chaux se séparant plus facilement de la liqueur que la silice gélatineuse dans le traitement du silicate de soude par Tacide carbonique, on peut obtenir le carbonate de soude plus siinplemcnt en carbonatant les liqueurs précédentes de soude caustique.

Comme on le voit, on peut, par ces procédés, récupérer tout le soufre du sulfate qui se trouve perdu par le procédé Leblanc pour l'obtention de la soude, et préparer très-simplement des produits très-purs, ainsi qu'on l'a constaté dans des expériences très en grand faites à Chauny.

i. Origine, composition, état naturel. — 2. Extraction. — 3. Potasse rouge d'Amérique. — 4. Potasse fiictice. — 5. Potasse et soude des mélasses de betteraye. — 6. Garaclères et composition des potasses commerciales. — 7. Épuration des potasses. — 8. Potasse extraite du suint des moutons. — 9. Fabrication du carbonate de potasse au moyen du chlorure de potassium et du sulfate de potasse. — 10. Potasse caustique. — 11. Sels de potasse de Stassfurt, extraction du brome des eaux mères. — 12. Principales applications des sondes et des potasses.

!• Orisfncy ccMiiposlUoiit était naturel.

Le nom de cet alcali commercial est dérivé des mots anglais pot (pot, creuset) et ashes (cendres), parce que la solution alcaline extraite des cendres est, après évaporation, desséchée ou fondue dans des pots ou petites chaudières.

On sait, depuis les découvertes de Davy, de 6ay-Lussac et de Thénard, que la potasse est composée de potassium uni à 1 équivalent d'oxygène. A l'état de pureté, cette base ne se rencontre nulle part dans la nature, tandis que combinée aux acides carbonique, silicique, sulfurique, azotique, oxalique, tartrique, etc., aussi bien que le potassium uni au chlore, elle se rencontre dans plusieurs terrains, dans les roches feldspathiques, dans les argiles, etc., dans plusieurs eaux naturelles, dans toutes les parties des végétaux, quoique en proportions différentes. C'est, en effet, dans le sol et dans les engrais que les plantes puisent les solutions des sels minéraux de chaux, de magnésie, de potasse et de soude, pour les accumuler dans leurs tissus après les avoir transformés, partiellement, en sels dont l'acide est produit dans l'organisme.

On comprend que par l'incinération les sels végétaux^ à base de chaux, de magnésie, de potasse, de soude, dont l'acide organique est décomposable au feu (ainsi que les azotates sous les influences combinées de la température et de la combustion du charbon), se transforment en carbonates (*) . Cette transformation, en vue d'extraire le carbonate de

n De là rhypothëse admise assez généralement sur l'autorité de plusieurs chimistes (voyez ànahf9ei comparaiweê des cendres^ par P. Berthier, Mémoires de la Société impériale et •eatrale d'agriculture, 1854] qu'il n'y a pas de carbonate de chaux préexistant dans les

polasse ou de soude (voyez plus haut, Soudes naturelles), s'opère industriellement au moyen de Tincinération des débris de diverses plantes.

s. Extraetlon.

En Amérique, en Russie, en Toscane, cette opération a pris, depuis longues années, un développement très-considérable : de proche en proche, elle détruit les forêts, dont le sol est ensuite consacré au défrichement et au labourage (*) .

On livre à la combustion des arbres entiers en certaines localités, ou Tabondance des bois est extrême ; en d'autres lieux, où les tiges et les gros troncs s'exploitent comme bois de travail, on n'emploie que les branchages, les arbustes, les plantes herbacées. Toutes ces matières combustibles s'utilisent parfois doublement : d'abord comme moyen de chauffage, et ensuite pour les cendres qu'elles laissent en résida.

Lorsqu'on doit brûler à Tair les végétaux à potasse (^), on suit exactement la même marche que pour l'incinération des plantes à soude : d'abord on procède à leur dessiccation et à la mise en tas d'une portion servant d'abri contre le vent ; on les fait brûler sur un terrain battu où sont creusées des fosses qui reçoivent les cendres; celles-ci sont ensuite lessivées dans une série de tonneaux ou cuviers, ou mieux dans des caisses en tôle disposées pour un lavage méthodique (voyez page 465i. Les lessives obtenues de 14 à 20® sont évaporées dans des chaudières analogues à celles qui sont employées pour le sel de soude ; le salin est granulé dans des fours à réverbère semblables à celui de la page 467, et à l'aide des précautions que nous avons indiquées.

Les quantités de potasse ou de salin obtenues varient sui?ant la composition du sol, l'âge des plantes et les espèces végétales (**^)\ toutes choses égales d'ailleurs, les parties jeunes donnent plus de salin

plantes. J'ai démontré cependant que le carbonate de chaux préexiste en grande quantité diai les feuilles de la grande famiUe des Urticées, dont les botanistes ont fait cinq familles diitincles (voyez le II* volume).

(*) La principale source de la potasse semblait donc devoir se tarir, lorsque reiploitalû* des salines méridionales et des mines de Stassfurt est venue offrir une abondante coopeasH tien. On extrait aussi depuis peu de temps du carbonate de potasse en incinérant les siioàcÊt concentrées du lavage des laines. Ce carbonate contient à peine 3 i 4 centièmes de caibootte de soude (voyea ci-après, p. 509).

(**) Toiigours quelques centièmes de soude accompagnent les sels de potasse din» cei plantes.

(***) Les végétaux de genres très-^ifTérents donnent des cendres de compositions différent lorsqu'ils croissent dans le mâme sol, à plus forte raison dans des terrains différeats ; U <iuM est en très-petite quantité dans les cendres de bois et en forte proportion dans les anàreià» végétaux herbacés, et des graminées particulièrement ; l'alumine ne Cût qu'accideatalieoMfl^ partie des cendres végétales ; les phospiiates de potasse, de magnésie, de chaux s'accumaiflo' dans les graines, dans les bulbes et les tubercules destinés à subvenir aux premiers développa ments de ces organismes reproducteurs*

que les yiei]les : lesr branches, à poids égal, fournissent plus que les iigest les écorces donnent de 5 à 10 fois plus de cendres que le bois, mais ces cendres sont moins riches en potasse ; les plantes herbacées plus que les plantes ligneuses : 100 kilogr. de bois de chêne, de hêtre, de charme, de tremble (tronc et branches), rendent environ 1 kilogr. 1/2 de cendres d'où l'on extrait de 150 à 200 gr. de salin de potasse; les * sureaux, faux-ébéniers, mûriers, noisetiers donnent 2 à 4 kilogr. de cendres et 400 à 500 grammes de salin; les fanes de pommes de terre, de sarrasin, de colza, de pavot, les orties, chardons, etc., donnent 5 à 10 kilogr. de cendres, et jusqu'à 1 kilogr. dépotasse. Pour une superficie donnée de terrain, ces plantes herbacées produisent les maxima de potasse et de combustible (car on les utilise souvent dans le chauffage des fours, des chaudières à lessives, etc., etc.) vers Tépoque de leur maturité; plus tard, diverses causes, telles que leur désagrégation, les eaux pluviales, etc., enlevant une partie des sels solubles et des matières organiques, diminuent ces produits.

Les lies provenant du soutirage des vins dans les contrées viticoles s'appliquent également à la fabrication de la potasse, après qu'on en a extrait, par une forte pression, le liquide vineux propre à préparer du vinaigre : on obtient ces lies sous la forme de tourteaux aplatis que l'on fait sécher, et qu'on incinère ensuite sur un sol bien battu entouré de briques posées à sec. 6000 kilogr. de lies sèches donnent environ 1000 kilogr. de cendres, d'où l'on extrait 500 kilogr. de salin raffiné. C'est surtout le tartre (bitartrate de potasse) contenu dans la lie du vin qui, par sa décomposition, en brûlant à l'air, produit le carbonate de potasse. Aussi oblient-on ce carbonate plus pur, cendres gravelées^ en brûlant le tartre brut que Ton détache des douves de tonneaux dans lesquels les vins soutirés ont séjourné longtemps. Dans les laboratoires, on facilite l'opération et l'on obtient du carbonate de potasse plus pur eu ajoutant au tartre rarGné (bitartrate de potasse) deux fois son poids d'azotate de potasse, car l'oxygène fourni par la décomposition de ce dernier hâte et complète la combustion du carbone que renferme l'autre sel, et chacun des deux laisse la base (potasse) qu'il contenait et qui s'unit à l'acide carbonique résultant de la combustion des matières organiques.

9, Potasse roa^^e d'Amériqae.

Outre les diverses potasses granulées (perlasse d'Amérique (*), potasse de Russie j des Vosges j de Toscane^ etc.), obtenues dans des fours où l'on a soin d'agiter avec un râble, et de tirer le produit avant qu'il soit

f ) Pearl-^aheêt en anglais, signifie cendres-perles (granulées sous forme de perles)»

CHUIIE IHDOSTB. I. — 32

fondu, on prépare aussi des potasses fonduea au feu et préalablement rendues caustiques. Ces produits sont connus sous le nom de potaue rouge d'Amérique.

Pour rendre les potasses caustiques, il suffit, comme pour les soudes, de mélanger avec les lessives 1 équivalent de chaux (350) que Ton éteint en bouillie dans de Teau ou des lessives chaudes, pour 1 équivalent de potasse (590) dissoute dans 6 ou 7 fois son poids d*eau {*). On agile pendant quelques minutes; la chaux s'empare de Tacide carboniqus qui était uni à la potasse, le carbonate de chaux se précipite par le repos, et le liquide soutiré est la solution de potasse caustique. On Tévapore rapidement dans des chaudières indiquées page 467 et planche I, que Ton peut couvrir d'une sorte de toit en tôle, afin de ramener dans une rigole à sa partie inférieure l'eau de condensation et d'éviter le contact de l'air libre qui amènerait de l'acide carbonique et carbonaterait une partie de l'alcali (**); on termine la dessiccation, et l'on opère la fusion dans une chaudière hémisphérique de fonte. On peut aussi se servir du tube conique, qui prévient les projections, décrit à la page 472. La matière fondue, puisée avec une grande cuiller en tôle, est versée dans des marmites ou auges en fonte ou en tôle : elle se prend en masse par le refroidissement ; les petits blocs de potasse solidifiée tombent lorsqu'on retourne l'espèce de moule qui les contient; on les casse en morceaux, que l'on se hâte d'embariller dans des fûts de bois blanc, bien cerclés, afin d'éviter l'action de l'air qui humecterait la potasse.