Potaaae «xtralte du miiiit des mo«toiui

Les recherches de M. Chevreul ont montré que le suint qui imprègne la laine des moutons est très-riche en potasse ; il se trouve en quantité plus faible dans la grosse laine que dans la laine fine. Le suint peut atteindre jusqu'au tiers du poids de la laine brute ; mais il faut admettre, en moyenne, qu'il ne représente environ que 15 pour 100 du poids de la toison brute.

Le suint peut être considéré comme formé de combinaisons de la potasse avec des acides organiques, de cholestérine, d'acides gras libres et de composés éthérés de ces produits, enfin de petites quantités de sulfate de potasse et de chlorures alcalins. Le suint ne renferme que de

très-faibles quantités de soude. Industriellement une toison fournit en moyenne 300 gr. de suint desséché, contenant :

Carbonate de potasse 1^3,50

Chlorure de potassium 9,00

Sulfate de potasse 7,50

MM. Maumené et Rogelet ont imaginé, en 18^60, une méthode d'extraclion de la potasse du suint qui est appliquée dans les centres de l'industrie lainière, tels que Reims, Elbeuf, etc., et qui permet en même temps de recueillir un gaz d'éclairage très-riche et des produits ammoniacaux.

Pour opérer le désuintage de la laine, on la lave ; ce lavage s'effectue soit sur les animaux, soit sur les toisons enlevées. Il est nécessaire d'opérer avec le moins d'eau possible, afin d'avoir peu à évaporer : aussi les eaux de désuintage sont-elles achetées d'après un tarif gradué, de façon à engager les industriels à obtenûr des eaux très-riches. Ainsi l'eau de lavage de 1000 kilogr. de laine, évaluée 5 fr. 50 pour une densité de 1,030, est estimée 10 fr. 50 pour une densité de 1,050 et 18 fr. 50 pour une densité de 1,25. Pour effectuer le désuintage de la laine, on la dispose dans des cuviers en bois et on lui fait subir un véritable lessivage méthodique au moyen d'eau chaude. Les liqueurs obtenues sont évaporées à sec dans des chaudières chauffées par des chaleurs perdues; le résidu, introduit dans de véritables cornues à gaz et calciné, laisse un salin charbonneux très-riche en potasse, tandis qu'il se dégage des hydrogènes carbonés très-éclairants, mêlés d'ammoniaque, et qui, après épuration, peuvent servir à l'éclairage. Dans certaines usines on se contente de calciner les lessives, évaporées jusqu'à 56"* Baume, dans un four à réverbère.

Dans ce cas, les produits gazeux ne sont utilisés que pour concentrer les liqueurs placées dans une chaudière chauffée par les flammes du four. C'est ainsi qu*on opère dans la grande usine de MM. Balsan, à Chàteauroux.

Le salin obtenu étant lessivé donne une dissolution renfermant du carbonate de potasse, du chlorure de potassium, du sulfate, du phosphate de potasse et des sels de soude en très-minime proportion ; on traite cette liqueur comme celle provenant du lessivage du salin de betteraves en vue d'en séparer les différents sels. La potasse de suint présente en moyenne la composition suivante :

Carbonate de potosse 90,50

— de soude 4,25

Chlorure de potassium ^,10

Sulfate de potasse 0,30

Phosphate de soude 3*05

Eau 0>80

L'extraction de la potasse de suint ne peut être effectuée que dans les centres de Pindustrie lainière. Le cultivateur ne devra pas oublier que la potasse du suint est enlevée au sol par les plantes qui ont servi de nourriture aux moutons, et songer à la lui restituer sous une forme quelconque. A ce point de vue, le suint de la laine importée des pays étrangers offre un intérêt économique particulier.-

L'extraction de la potasse de suint a perdu de son importance depuis le développement de l'industrie des sels de Stassfurt ; néanmoins elle a sa raison d'être dans les centres de l'industrie de la laine, où elle peut fournir des quantités considérables de potasse très-pure ne contenant que peu de soude.

9. Fabrleatlon d« earbonate d« potasse an moyea du elilorare de potassium et du sulfate de potasse*

Depuis quelques années on s'est occupé de préparer industriellement le carbonate de potasse d'après le procédé de Leblanc en traitant le chlorure de potassium par l'acide sulfurique dans des fours à sulfate, A en chauffant ensuite avec de la craie et du charbon ce sulfate dans des fours à réverbère. On a également utilisé pour cette fabrication le sulfate obtenu directement dans le traitement des potasses brutes de betteraves ou autres.

La fabrication de la potasse brute par ce procédé présente d'assez grandes difficultés; il se forme toujours des proportions notables de cyanures et des sulfures solubles, et il est difficile d'arriver à obtenir une potasse vendable sans passer par plusieurs calcinations et redissolutions successives. Néanmoins certaines usines sont arrivées à fabriquer régulièrement par ce procédé des quantités considérables de carbonate de potasse. Un autre procédé beaucoup plus simple, mais qui ne peut être mis en œuvre que dans certains cas particuliers, consiste i transformer dans des fours le chlorure de potassium en sulfate de potasse au moyen de l'acide sulfurique, et à décomposer le sulfate en dissolution dans l'eau par le carbonate de baryte en présence d'un excès d'acide carbonique. Yoici comment on effectue cette opération : On dissout le sulfate de potasse dans l'eau ; on ajoute un excès de carbonate de baryte en poudre et on remue le mélange froid avec des agitateurs mécaniques, pendant qu'on y fait arriver un courant d'acide carbonique. Peu à peu la décomposition du sulfate s'opère ; il se forme du sulfate de baryte insoluble, qui se précipite, tandis que le ca^ bonate de potasse produit reste en dissolution. On arrête le dégagement d'acide carbonique avant la fin de l'opération, afin d'éviter la formation du bicarbonate de potasse. Lorsque tout le sulfate de potasse est décom-

posé, on abandonne le mélange au repos et la liqueur claire évaporée donne du carbonate de potasse très-pur.

On a préparé ainsi, dans le nord de la France, des quantités notables de caribonate de potasse au moyen du sulfate.

iO« PoUuHM caofliiqiie.

Pour préparer la potasse caustique, on fait dissoudre le carbonate de potasse rafGné dans 5 fois son poids d'eau, et Ton y ajoute 1 équivalent 1/2 de chaux, éteinte préalablement par 10 fois son poids d'eau chaude. Le mélange est tenu en ébuUition légère dans une chaudière en fonte couverte, afin que la vapeur se condense et retombe dans la chaudière; au bout d'une heure, on laisse le liquide s'éclaircir par le repos, puis on le décante et on le fait évaporer rapidement jusqu'à siccité et on porte le résidu au rouge sombre : la potasse ne retient alors qu'un équivalent d*eau; elle est coulée sur une plaque métallique, et est promptement renfermée dans des vases en verre et en grès hermétiquement fermés.

Le dépôt de carbonate de chaux obtenu dans le traitement du carbonate de potasse est lavé deux ou trois fois par décantation ; les eaux de lavage servent dans une opération suivante au lieu d'eau pure pour dissoudre une nouvelle quantité de carbonate de potasse.

La potasse caustique ainsi préparée ne retient que des traces de carbonate, sulfate, silicate de potasse et de chlorure de potassium ; on peut la purifier en la dissolvant dans l'alcool à chaud : le sulfate de potasse et le chlorure de potassium restent insolubles et se déposent, et le liquide sirupeux surnageant, évaporé, donne de la potasse sensiblement pure, ne contenant guère qu'un peu de carbonate de potasse produit pendant l'évaporation. On a généralement peu recours à ce moyen de puriGcation ; on préfère, dans la plupart des cas, n'employer pour la préparation de la potasse caustique que du carbonate pur assez facile à obtenir (soit par la calcination du tartrate de potasse, soit par la cristallisation du carbonate raffiné) et de la chaux éteinte lavée par décantation à l'eau distillée pour la priver des chlorures et sulfates solubles qu'elle peut contenir, puis évaporer la lessive de potasse caustique dans une bassine en argent. On obtient ainsi une potasse caustique suffisamment pure pour le plus grand nombre des usages.

il. fitols d« poiasae de Stassfiirt.

Ce tut dans les travaux de recherches entrepris en vue de rencontrer le sel gemme exploitable dans de bonnes conditions que l'on reconnut ^ers 1859 une formation puissante de sels de potasse à Stassfurt, en

Prusse, près de Magdebourg, et dans un petit duché limitrophe, à An* hait. Cette découyerte eut un grand retentissement parmi toutes les personnes qui, s'occupa nt de sciences appliquées, savent quel immeoae intérêt s'attache à la production et à la consommation de la potasse sous diverses formes. Le mémoire du docteur Reichardt, les travaux et les publications de MM. Bischoff, Œhlurer et Von Derschau, et de UM. Fudis, Nivoit et de Selles, ingénieurs français, ont parfaitement fait connaître l'état de cette remarquable exploitation.

De 1853 à 1857, le fonçage de deux puits à Anhalt et de deux autres à Stassfurt montra qu'à la profondeur de 207 à 324 mètres il existe ooe couche de 47 à 52 mètres de sels de potasse, de soude et de magnésie, destinée à former l'objet principal de l'exploitation. Au-dessous se rencontre la couche de sel gemme d'une puissance de 200 mètres, traversée par de minces dépôts d'anhydrite. Au-dessus de la couche de sel gemme, les dépôts salins rappellent de plus en plus ceux abandonnés successivement par les eaux mères des marais salants. Le sel gemme devient de plus en plus impur et se trouve souillé par des combinaisons salines plus solubles. Le sulfate de chaux ne s'y trouve plus à l'état anhydre, mais il est combiné avec le sulfate de magnésie et le sulfate de potasse et constitue la polyhalite. Puis vient la kiésérite, sulfate de magnésie hydraté; ensuite on rencontre la carnallite, chlorure double de potassium et de magnésium , composé le plus abondant après le chlorure de sodium et dont la composition à l'état pur est représentée par la formule KGlH-2MgCl-f- 12H0; la carnallite alterne avec de la kiéscrite et du sel marin, noirci par des produits bitumineux. A la base de la couche de carnallite, on trouve de la sylvineen petite quantité; c'est du chlorure de potassium pur, KCl. Au-dessus de la carnallite on rencontre des dépôts de tachydrite, ou chlorure double de calcium et de magnésium, très-déliquescent, dont la formule est CaCl-f-2MgCl + t^O. Au-dessus se trouve un dépôt d'une sorte de boracite, à laquelle on a donné le nom de stassfurtite ; elle est formée de chlorure de magnésium et de borate de magnésie, dans des proportions dont on n'est pas encore bien certain. On trouve enfin des traces de bromures et de composés de césium et de rubidium.

De tous ces produits salins, on n'exploite, à part le chlorure de sodium, que les sels de potasse ou kalisalz et la kiésérite pour transformer une partie du chlorure de potassium en sulfate de potasse.

Le kalisalz, au sortir de la mine, est concassé en fragments d'une grosseur aussi uniforme que possible et soumis à un triage mécanique fondé sur les diflérences de densité que présente la carnallite par rapport aux autres sels : celle-ci est, en effet, la plus légère de tous les composés qui l'accompagnent.

La séparation mécanique se fait dans des appareils analogues à ceux employés pour le lavage des houilles, en opérant avec une dissolution saturée de chlorure de magnésium. La carnallite, placée dans une caisse dont le fond est percé de trous, est soulevée constamment par le courant de bas en haut du liquide salin mis en mouvement par une pompe. La carnallite, plus légère, vient occuper la partie supérieure de la masse traitée, et est enlevée à la pelle. Malgré les résultats satisfaisants obtenus par ce moyen, on tend généralement à Tabandonner, afin de simplifier le travail; on préfère traiter le kalisalz tel qu'il sort de la mine, après triage à la main et broyage. Dans cet état, ce produit présente In composition suivante :

Chlorure do potassium 16 '

— de magnésium 20

— de sodium 25

Sulfate de magnésie 10

Eau et impuretés 29

L'extraction du chlorure de potassium de ce kalisalz est fondée sur les faits suivants, à savoir : que le chlorure de potassium est beaucoup plus ^luble dans Teau à froid qu'à chaud, tandis que le chlorure de sodium n'est, au contraire, guère plus soluble à chaud qu'à froid; en outre, qu'une dissolution saturée à chaud de chlorure de magnésium, renfermant du chlorure de potassium, laisse précipiter à peu près complètement ce dernier par refroidissement à Tétat de chlorure double présentant la composition de la carnallite ; enfin, que cette carnallite étant redissoute dans l'eau, sa dissolution abandonne, par refroidissement après concentration, du chlorure de potassium, tandis que les eaux mères retiennent le chlorure de magnésium.

Le procédé employé dans la plupart des fabriques de Stassfurt comprend : 1^ lixiviation de la carnallite avec une quantité d'eau chargéfide chlorure de magnésium suffisante pour en opérer la dissolution complète : le chlorure de potassium et le chlorure de magnésium se dissolvent, tandis qu'il reste la plus grande partie du chlorure de sodium et du sulfate de magnésie ; 2° refroidissement de la liqueur claire obtenue pour faire cristalliser le chlorure de potassium ; 3^ concentration de Tcau mère séparée des cristaux, et refroidissement de la liqueur pendant lequel il se dépose une nouvelle quantité de chlorure de potassium ; 4^ concentration nouvelle de l'eau mère et refroidissement pendant lequel se dépose la carnallite artificielle, qui est travaillée ultérieurement; 5Mavage des chlorures et dessiccation.

Dans une cuve en fonte, fermée, par un couvercle, on introduit le kalisalz en poudre avec 5/4 de son poids d'eau chargée de chlorure de

CHIMIB UfDUSTR. I. — 35

magnésium provenant d'une opération précédente (les appareib généralement en usage peuvent recevoir à la fois 20 tonnes de matière saline), puis on chauffe le mélange pendant 3 heures environ au moyen d'on tuyau de vapeur. Un robinet, placé sur le couvercle de l'appareil, permet à Texcès de vapeur de s'échapper; un arbre vertical, muni de palettes transversales et mis en mouvement par une transmission, sert à mélanger les matières.

Après 3 heures environ de traitement, la liqueur étant saturée marque 32^ Baume. On met fin alors à l'opération et on abandonne le tout au repos ; après plusieurs heures, on soutire la liqueur claire, pour l'envoyer aux cristallisoirs.

Le résidu^ qui représente à peu près le tiers du kalisalz, est encore lessivé une fois, afin d'enlever les sels utilisables. Par refroidissement, la liqueur à 32"^ abandonne du chlorure de potassium mêlé dechlornre de sodium et de chlorure de magnésium. Ces sels sont lavés dans des filtres en tôle avec de l'eau froide. Le sel, qui se dépose sur les panais des cristallisoirs, est en gros cristaux et plus pur que celui qui se dépose au fond. Le premier, après un lavage, arrive à renfermer 80 pour 100 de chlorure de potassium, tandis que le sel du fond des cristallisoirs a besoin de subir plusieurs lavages successifs. Ces eaux de lavage servent au traitement ultérieur d'une nouvelle quantité de kalisalz.

Les eaux mères de la cristallisation précédente, qui marquent 28' Baume, sont concentrées jusqu'à 36°, soit à feu nu, soit à la vapeur. Pendant l'évaporation, il se dépose du chlorure de sodium mélangé à do sulfate double de magnésie et de potasse : la liqueur claire, abandonnée au refroidissement, donne une nouvelle quantité de chlorure de potassium moins pur, qu'on purifie par plusieurs lavages. Enfin l'eau mère nouvelle est concentrée à 36*; elle laisse encore déposer, pendant Févaporation, du sel marin impur comme dans l'opération précédente, mais contenant 10 pour 100 de potasse et utilisé par l'agriculture; par refroidissement, elle donne de la carnallite artificielle. Ce chlorure double est dissous dans l'eau bouillante, de façon à donner une liqueur saturée qui par refroidissement laisse déposer du chlorure de potassium trèspur qu'on amène à 85 et même à 90 pour 100 de richesse. Le chlorure de potassium obtenu dans ces divers traitements est généralement mêlé, puis séché au four à réverbère et livré au commerce ; il a pour composition :

Chlorure de potassium 82,00

— de sodium 15,90

Sulfate de potasse 0,50

— de magnésie 0,50

Eau i,20

Une parlie du chlorure de potassium de Stassfurl est utilisée sur place pour préparer le sulfate de potasse au moyen de la kieseritc. MM. Voster et Gruneberg fabriquent annuellement ainsi plus de 900 tonnes de sulfate de potasse à 95 pour 100 de sel pur. Le procédé suivi consiste à traiter la kieserite par du chlorure de potassium; il se forme du sulfate double de magnésie et de potasse et de la carnallite : on sépare ces sels par cristallisation.

Le sulfate double de magnésie et de potasse, traité alors par du chlorure de potassium, donne du sulfate de potasse qui se dépose le premier et est purifié par lavage. L'eau mère contient une nouvelle proportion de carnallite et de sulfate double de potasse et de magnésie.

L'agriculture emploie actuellement des quantités considérables de sels (le Stassfurt comme engrais; les fabriques livrent au commerce, pour cet usage, les résidus du traitement du kalisalz, renfermant, comme nous lavons TU précédemment, du sulfate double de magnésie et de potasse, du sulfate de chaux et du chlorure de sodium; on ne peut employer directement les sels au sortir de la mine, à cause de la quantité considérable de chlorure de magnésium qu'ils renferment.

La production des usines de Stassfurt et d'Anhalt a été, en 1864, de 16500000 kilogr. de chlorure de potassium à 80 pour 100 de richesse. L'application principale de ce produit est dans la transformation de l'azotate de soude du Pérou en azotate de potasse. Toutefois celte consommation serait bien insufûsante pour employer les produits de ces laines, qui trouvent un débouché plus grand dans la consommation du sulfate de potasse, qu'elles prépaient au moyen de la kieserite et du chlorure de potassium.

Le sulfate de potasse obtenu sert à préparer la potasse par le procédé Leblanc.

Extraction du brome des eaux mères, — La fabrication du brome à Stassfurt date de 1865; elle a été instituée par A. Franck. Le procédé usité est le suivant : On concentre à 40" Baume les eaux mères de la préparation de la carnallite artificielle. Il faut éviter de chauffer trop fortement, car le liquide surchauffé par le contact avec le fond de la chaudière donnerait naissance à de l'acide bromhydrique qui se dégagerait, ce qui occasionnerait une perte de brome. La liqueur concentrée, abandonnée au refroidissement, laisse déposer une quantité considérable de chlorure de magnésium hydraté, et la liqueur mère retient le brome à l'état de bromure de magnésium. Ces eaux bromurées sont envoyées dans un réservoir disposé au-dessus du niveau des appareils à extraction du brome et chauffées à volonté au moyen d'un serpentin de vapeur; un flotteur permet d'indiquer le niveau du liquide dans le réservoir et de charger les appareils d'une façon précise.

La distillation des eaux bromurées avec le bioxyde de manganèse et l'acide suliuri({ue s'opère dans des vases en pierre de grès, d'on snl morceau, de 5 mètres cubes de capacité, semblables à ceux qui serreat à la préparation du chloré, et que nous décrivons plus loin. Le couverclo de ces appareils, formé d'une ou de plusieurs grandes dalles de grès, porte les mêmes accessoires. On charge chaque appareil de 400 kilogr. de bioxyde de manganèse, qui sufBsent pour toute une série d*opératiofls; on prend du manganèse de dureté moyenne, on lute le couvercle avec du mastic d'argile et d'huile do lin, puis on introduit les eaux bromurées et l'acide sulfurique par une des ouvertures du couvercle, qu'on refenne aussitôt et qu'on lute. On chaufle au moyen de la vapeur arrivant parle tube en pierre de grès qui plonge jusqu'au fond du vase, et aussitôt il se dégage d'abondantes vapeurs de brome par le tube en plomb disposé sur le couvercle et communiquant avec un serpentin en grès. L'extrémité inférieure de ce serpentin est reliée, au moyen d'une allonge, à l'une d& tubulures d'un flacon de Woolf de 8 à 10 litres de capacité, dans lequel se rassemblent le brome et Tcau bromée condensés. Dans une autre tabulure du flacon passe un siphon mobile en verre, au moyen duquel on peut extraire l'eau bromée et le brome. De la troisième tubulure du flacon part un tube de verre qui permet de diriger les vapeurs wm condensées dans un vase rempli de tournure de fer et d'eau. Le bromoie de fer obtenu ainsi et Teau condensée dans le premier flacon sont remis dans l'appareil producteur avec les eaux d'une opération suivante. Une opération dure environ deux heures et produit 20 à 25 kilogr. de brome.

Au début de la distillatfon, il se dégage du brome souillé toujours d*un peu de chlore, ce qui tient à un mélange insuffisant des matières; puis il se dégage du chlorure de brome et enfin du chlore. Oaos la pratique, on cesse l'opération dès que la production diminue, ce qui correspond à peu près au dégagement du chlorure de brome.

La quantité d'acide sulfurique employée est calculée de façon à suffire pour mettre en liberté tout le brome contenu dans les eaux. Vers h fin des opérations il se dégage une grande quantité d'acide chlorliydriqu* qui, au contact du fer, produit un dégagement considérable d'hydropw* qui fait mousser le bioxyde et le ferait déborder si on ne mettait un large trop-plein permettant aux mousses de se rendre dans un autre vase.

Le brome ainsi obtenu contient un peu de chlore, quoique le flacon oc Woolf soit légèrement chauffé vers la fin de chaque opération afin * chasser dans la tournure de fer le chlorure de brome très-volatil. Poor purifier le brome, on le soumet à une rectification fractionnée dans des cornues en verre de 15 litres environ de capacité communiquant avec des récipients en verre bien refroidis. Les cornues sont chauffées a

bain de sable et Topération dure environ vingt-quatre heures. Les eaux broinéeSf chargées de chlore, obtenues de cette rectîGcation, sont remises en traitement dans les pierres.

Le brome, ainsi purifié, est mis en flacon et livré au commerce. Les usines de Stassfurt ont produit, en 1873, 20.000 kilogr. de brome.

iS. Principales applications des sondes et des potasses.

J'ai cru devoir présenter dans un tableau synoptique les principales applications des soudes et des potasses, en distinguant dans les deux premières colonnes celles de ces applications qui conviennent plus particulièrement ou exclusivement à chacune des bases libres ou combinées, et réunissant dans une troisième colonne les applications communes à tontes deux.