EN EMPLOYANT L'AZOTATE DE SOLDE

MATIÈRBS PREMliRBS

PRODUITS

MATIÈRES PRBHIÊRES

PROMIir»

AzO^.KO = 1265 " 2(S0*,H0) 1215 4U0 450

AzO» 675 .-^ 6 HO 675 1 ^^ K0,2S0» 1590

AzO»,NaO = 1062,5 2(S0'.H0) 1225 4H0 450

6 HO 675 1 '**'•* NaO,2SO» 1387,5

En comparant les deux opérations , on remarque que l'emploi de 1^65 d'azotate de potasse est nécessaire pour une production d'acide azotique égale à 1350, tandis qu'il ne faut employer que 1062,5 d'azotate de soude pour obtenir la même quantité d'acide azotique, ce qui correspond à 106,9 [d'acide pour 100 d'azotate de potasse, et à 127 p. 100 d'azotate de soude. Dans les fabriques, 100 d'azotate de potasse donnent 100 d'acide azotique, tandis que 100 d'azotate de soude produisent 120 d*acide azotique au même degré. La décomposition, dans les deux cas, exigeant d'ailleurs la même quantité d'acide sulfurique re* lativement à l'acide azotique obtenu, on voit qu'à prix égal les fabri*

(*) On peut Toir encore dans les galeries du Conservatoire national des arts et métiers un modèle exact d'une fabrique d^eau-forte à l'aide de la décomposition du êalpèirt par J'ar* gile ; Topération avait lieu dans une double rangée de cornues en poterie appelte cicMi«t. L'acide se condensait dans des vases semblables, disposés sur une banquette en dehors da

fourneau.

cants devraient préférer, comme matière première, Tazotate de soude à l'azotate de potasse. A la vérité, la valeur des produits accessoires ou résidus est en sens inverse : le sulfate de potasse se vend toujours plus cher que le sulfate de soude ; il y a donc lieu d'introduire cette compensation dans le calcul, en tout cas facile, puisque pour en avoir tous les éléments il suffit d'ajouter aux données précédentes les chiffres que fournissent les prix courants du commerce.

Dans les deux cas, la proportion d'acide sulfurique, lorsqu'on emploie cet acide concentré dans le vase où la réaction s'effectue, correspond au double de ce qu'il faudrait pour obtenir un sulfate neutre ; aussi obtient-on un bisulfate. Cet excès d'acide a pour but de faciliter la décomposition totale et de faire dégager le plus possible d'acide azotique, produit qui a le plus de valeur. On arrive à de meilleurs rendements en employant l'acide sulfurique moins concentré (à 60^ au lieu de 66°), l'eau favorisant la réaction et cet acide revenant à plus bas prix. C'est ce que Ton fait pour la préparation de l'acide azotique à Z&, Par les mêmes motifs, on se sert ordinairement d'acide sulfurique à 54° tel qu'il sort des chambres pour fabriquer l'acide azotique utile à la préparation de Tacide sulfurique, quoique alors la fonte des cylindres ou chaudières soit plus attaquée. On ne peut avoir le choix s'il s*agit de produire de l'acide monohydraté, car alors la décomposition doit toujours se faire par 2 équivalents d'acide sulfurique concentré (*).

Appareils à fabriquer Vacide azotique. — Dans quelques fabriques on fait usage des vases producteurs (cylindres en fonte) et des condensateurs (bombonnes) employés à la fabrication de l'acide chlorhydrique (voyez page 417 et planche IX) : seulement le nombre des bombonnes n'est que de 6 ou 8, pour 2 cylindres, la condensation étant plus facile (^*) ; on se sert également, dans certaines localités, comme pour fa-

(*) Si Ton employait un seul équivalent d'acide sulfurique, il se formerait un bisulfate à mesure que la décomposition de l'azotate aurait lieu et jusqu'au moment où la moitié de l'acide azotique serait dégagé ; alors la moitié de l'azotate intact se trouverait en présence d'une quantité équivalente de bisulfate : ce dernier pourrait déterminer la décomposition de l'azotate restant, mais il faudrait chauft'cr à une température tellement élevée, que l'acide azotique se décomposerait au fur et à mesure qu'il serait mis en liberté et sortirait de l'appareil à l'état de vapeurs rutilantes. On perdrait, en suivant cette marche, a peu près la moitié de l'acide de l'azotate; on a donc tout intérêt à employer 2 é>{uivalents d'acide sulfurique pour 1 d'azotate.

(**) Une modification importante introduite dans la fabrication au moyen des cylindres permet d'éviter la perte de temps qui résultait du refi'oidisseuient en vue de laisser solidifier le bisulfate i l'intérieur de ces vases. On peut, en effet, extraire ce sel pendant qu'il est Quide, â la fin de l'opération : il suffit d'employer, pour fermer cliaque cylindre, un disque en fonte (obturateur), dans le bas duquel a été pratiqué un trou de 5 à 6 centimètres; celle ouverture, close pendant Topération par un tampon légèrement conique, est débouchée lorsque cesse la réaction. Le bisulfate s'écoule alors sur une bavette en tôle presque verticale, arrive au bas et s'ctcnd sur une plaque en fonte horizontale; un cercle en fer de 5 centimètres de hauteur limite rétendue de la couche rapidement refroidie et solidiGée, formant une plaque saline que Ton casse ou qu'on élève à la pelle.

En opérant ainsi, on double à peu près la production daus le môme temps; dans ce cas, la

Sn PRËCIS DK CHOflE INDUSTRIELLE.

briquer l'acide chlorhydrique, des appareils en verre décrita pages 414

et «5.

Daiu quelques usines on préfère employer les appareils produclenr et condensateur indiqués ci-dessous (iig. Idi), ou les appareils condensateurs de MM. Devers et Plisson, indiqués plus loin (voyez p. 626).

C, chaudière en fonte ayant 1°',35 de diamètre et i mètre de prorondeur. Elle reçoit par son ouverture supérieure 250 kilogr. d'azolale de soude. L'acide sulfurique (570 à 60* ou l'équivalent à 66) est ensuite versé, puis on ferme â l'aide d'un obturateur luté avec un mélange d'argile cl de plâtre. Un large couvercle nn de fonte, garai de cendres, enlevé et replacé à chaque opération au moyen d'une grue tournante qui dessert deux ou trois chaudières semblables, renferme la chaudière dans le fourneau. Cette chaudière est mise d'avance en communication avec l'appareil condensateur par une large tubulure de fonte qui fait corps avec elle, cl que l'on garantit contre l'action des vapeurs acides par nn manchon interne en grès, en inlerposanl entre eus un lut très-Hn d'argile à creusets. Le manchon dépasse la tubulure de 3 centim. en dedans

falirkalion ilc l'icidc oioliquc 1 48*, qui eii|!i' l'emploi de l'acide luifurique 1 06*. dure 31 kearei; celle de l'acide A Z6 ou Ï7', qui permet il eraphtycr l'icide sulfurique i M on nème à H" et de moint ménager le cliauFTa^c, Aun 12 heures. Ctitque erlindre aTui Q'fiS de dUmctit cl 1*,0C lie [on^ucur, on ehnrge dim les deni cylinilfci aixoupléi sou* une TOÙte :

Azoliile de soude,

Acïilc suirurique i G

(ou l'équivalent, foil 3JS à 0^, xhI 450 à ji'), c( l'on oUieat acide aïolique i 56- oc 6 ^i]uivaleiils d'eau :

500 lilogr, {ou 500 kilogr. i ÏT, ou 180 i »j.

et de 10 centim. en dehors; une allonge en ^erre D reçoit ee bout du manchon. Un bourrelet de lut maintient le joint hermétiquement clos. L'autre extrémité de l'allonge communique avec la première tubulure d'un vase cylindrique en grès E d'une capacité de 200 à 250 litres, muni d'un robinet, pour soutirer Tacide ; une petite tubulure h sert à Terser de l'eau (pour l'acide à 36°), à vérifier la hauteur du liquide, etc. Une deuxième large tubulure reçoit un tube en grès F, à double courbure, qui conduit les vapeurs dans une série de dix ou douze vases semblables. La chaudière est chauffée par un foyer A6; la flamme et les gaz de la combustion enveloppent toutes les parois extérieures, passent même entre le couvercle et le dessus de la chaudière, en sorte que la température plus élevée défende mieux la fonte contre l'action des vapeurs acides : les produits de la combustion redescendent ensuite dans une (Géminée traînante à double conduit L, M. Le registre (sorte de pelle plate en tôle), lorsqu'il est baissé complètement, ferme le conduit inférieur L ; alors la fumée passe dans le conduit M, que traverse la tige du registre : ce conduit règne sous les deux premiers vases condensateurs ; il les échauffe et prévient aiinsi leur fracture, que pourrait occasionner la chute de l'acide bouillant sur le fond qui seyait froid. Lorsque les vases sont assez échauffés, epeie leur fond est recouvert d'une couche de 8 à 12 centim. de liquide, on relève le registre de manière que sa lame bouche rentrée du conduit M; alors la fumée suit le conduit inférieur L. Dans les deux cas, elle se rend à la cheminée traînante commune N, qui la dirige vers la grande cheminée verticale servant à tous les foyers de l'usine.

Les premiers produits gazeux de la décomposition, lorsque la température est assez élevée, et surtout si l'on emploie l'acide sulfurique concentré, manifestent leur coloration rouge orangé au travers des parois de l'allonge de verre D. Ce premier effet tient à ce que l'acide sulfurique déshydratant les premières portions d'acide azotique libre, celui-ci décomposé en acide hypoazotique et oxygène produit des vapeurs rutilantes. Bientôt la plus grande partie de lacidë sulfurique, prenant part à la réaction, se combine à la base (soude ou potasse), cède son équivalent d'eau à l'acide azotique et le garantit de la décomposition ; dès ee moment, l'allonge ne montre plus de vapeurs rouges jusque vers la fin de l'opération; c'est qu'alors la température plus élevée opère la décomposition des dernières portions d'acide azotique mises en liberté. Ce sont des indices sur la marche de l'opération.

Lorsque le dégagement est terminé, on enlève le premier couvercle nn; on délute l'obturateur de la chaudière, puis, à l'aide d'un ringard, on pratique dans la masse du sulfate, encore mou, deux rainures diamétrales se coupant à angles droits ; le refroidissement qui

opère un retrait notable détache les quatre parts, et on les enlève sans peine au moyen de crocs de fer.

Fractionnement des produits. — L'acide azotique des première bouteilles est assez fort pour être livré au commerce ; celui des derniers vases, dans lesquels on a également mis de l'eau, est trop faible : on ie soutire au robinet pour le reverser dans les premiers vases, à moins qu'il ne s'agisse de préparer de l'acide monohydraté, auquel cas on ne met d'eau que dans les derniers vases, pour servir ultérieurement à fabriquer les acides plus usuels à 36, 38 et 40"".

Blanchiment du produit. — Les acides obtenus directement ainsi sont colorés par l'acide hypoazotique ; on les blanchit en les chauffant dans des bombonnes maintenues par un bain d'eau à la température de 80 à 85**, jusqu'à ce qu'elles ne dégagent plus de vapeurs rouges. Ces

vapeurs peuvent être utilisées en les dirigeant, au moyen de tubes de verre ou de grès, dans les chambres où se prépare Tacide sulfurique. Cette disposition est indiquée ci -contre (fig.

192 et 193).

L'acide azotique blanchi est livrable au commerce ; on emploie Tacide brut et coloré pour certains usages, notamment dans la préparation de l'acide sulfurique.

Préparation directe de Vacide blanc. — On peut éviter l'épuration ou le blanchiment de l'acide azotique (fig. 194 et 195) en fractionnant

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Fig. 192. Fig. 195.

Appareil pour le blanchimeDt de l'acide azotique.

Fig. 194. — Disposition de robinets eu gré;» pour la préparation directe de l'acide blanc.

Fig. 195. — Disposition d'allonges en grès pour le même objet.

les produits de la fabrication directe ; en effet, les premières et l^ dernières portions seules sont colorées ; on les élimine sans peine à l'aide d'un tube à robinet G, G', G" (fig. 194), adapté à l'allonge et faisant passer à volonté les liquides et vapeurs daus une branche A, conduisant

Ters une série de vases à part, tant que la coloration rouge apparaît, puis aussitôt qu'elle a cessé, en changeant la direction et mettant en communication par la branche h' avec la série de vases condensateurs destinés à recevoir l'acide blanc. On obtient les mêmes effets d'un tube K, K' (fig. i95), à trois branches sans robinet, dont la douille, rodée à frottement doux, permet de laisser l'une ou l'autre branche, de manière à diriger les produits dans les condensateurs à acide coloré, ou dans la série destinée à recevoir l'acide blanc (^).

•. CoadeasatloM perfcctioanée.

MM. Devers et Plisson, ingénieurs, ont perfectionné l'appareil condensateur suivant la disposition indiquée par la figure 196. L'allonge A amenant l'acide en vapeur d'un appareil producteur à cylindres, le tube en grès par lequel les gaz de chacun des cylindres doivent se dégager, au lieu d'être introduit à la partie supérieure de l'obturateur qui clôt le cylindre, est adapté dans un trou pratiqué sur le bout du cylindre lui-même. Ce tube en grès étant un peu conique ne peut passer au travers du trou, bien qu'on l'appuie pour le mieux luter. Un tube à deux courbures comme un siphon en verre blanc bien recuit, de 4 centim. de diamètre, s'engage d'un bout dans le tube en grès, et de l'autre dans une allonge en verre A dont le bec ou le petit bout entre dans la tubulure de la première bombonne B. Le tube-siphon en verre laisse apercevoir la coloration des vapeurs ; la situation de l'ajutage conique en grès au point culminant du cylindre permet de profiter de toute la capacité de ce dernier et d'éviter plus sûrement que le mélange demifluide, en se tuméfiant, puisse s'introduire dans l'allonge et l'obstruer. En tout cas, l'allonge s'engage dans une tubulure de la bombonne vide 6 (**|. La portion d'acide condensée dans cette bombonne s'écoule dans le récipient 6 (bombonne inférieure) par un tube-siphon faisant corps avec la bombonne, comme le montre la figure 197 par une coupe : on voit que la branche la plus longue du siphon est à l'intérieur ; qu'en conséquence la branche extérieure courte d ne peut faire sortir entièrement le liquide qui forme toujours fermeture hydraulique. Chacune des bombonnes A, C, E, F, H de l'appareil est munie d'un semblable si-

(*) Lorsqu'on fabrique Tacide à 55 ou 40* du commerce, en employant l'acide sulFurique à 60*, il faut mettre dans la première bombonne 30 ou 15 litres d'eau, dans la deuxième 10 ou 7 litres, et dans les autres 5 ou 2 litres.

Si l'on voulait obtenir l'acide monohydraté commercial (marquant de 50 à 54* Baume), on ne mettrait pas d'eau dans les trois premières hombonnes, d'où l'on tire l'acide au bout de 5 heures, et une deuxième fois 6 heures après le premier tirage.

(") H conviendrait de placer cette bombonne sur une double cheminée traînante comme dans l'appareil ci-dessus, par les motifs indiqués page 416.

CHIMIE IHDUSTR. I. — 40

6Se PRSaS DE CHmiE INDUSTRIELLE,

phon trop-plein, qui laisse écouler l'acide dans un conduit commun co grès dirigeant tout ce liquide vers le récipient 0. Sur la première bombonne B est posé un tube entonnoir P, à douille relevée, comme te ait voir la figure 198, de telle sorte qu'en versant de l'eau dans cet entonnoir aa, une portion reste et forme tut liquide, tandis que tout l'eicn peut s'écouler librement par le trop-plein 6 dans la bombonne.

Fif . ISt, lei et I9S. — Appareil de HH. Deien <t PliuoD pour II uoailsiuilioa de ricidt inu^

A chacune des bombonnes C, E, F, II, qui suivent la première, une bombonno tenoinée à sa partie inférieure en tube conique à goulot tA superposée et porte un tube-entonnoir P à douille et fermeture bydnulique empêchant la sortie des gaz tout en permettant rintroduction d» liquides. La première bombonne B est en communication avec b deuxième C par un tube recourbé ; celle-ci, surmontée par ta première bombonne D, se trouve en communication libre avec elle et avec 1* deuxième bombonne D par un tube recourbé, et ainsi de suite jusqum bout de l'appareil. On voit que les vapeurs à condenser échappées dcl» première bombonne B circulent d'un bout à l'autre de l'appareil en s'p-

levant et descendant alternativement de la rangée inférieure à la rangée supérieure, et redescendant de celle-ci à la première. Ce long parcours offre de très-grandes surfaces de condensation toujours libres, puisque le liquide n'en recouvre qu'une faible hauteur. On peut activer la condensation en versant de temps à autre de petites quantités d'eau ou d'acide faible dans les tubes entonnoirs P. Enfin le liquide condensé au degré voulu s'écoule spontanément dans la tourille-récipient 0 (*), On règle à volonté le degré de l'acide par la quantité d'eau versée au moyeu des entonnoirs hydrauliques {**).

Les produits non condensés passent de la dernière bombonne A dans une colonne de trois bombonnes superposées, I, T, Y remplies de fragments de ponce humectée. On pourrait ajouter à cette colonne un serpentin en grès J, dans lequel on ferait couler un petit filet d'eau par un robinet en grès M. Le corps poreux (pierre ponce) ainsi entretenu humide favorise l'action de l'oxygène (séparé de l'acide azotique au com-. mencement et vers la fin de chaque opération) sur l'acide hypoazolique arrivant en petites quantités, qui, se transformant en acide azotique, se rend dans une bombonne spéciale N.

Ces dispositions économisent les luts, car on ne démonte pas l'appareil et ils résistent quinze à trente jours ; on réalise une économie de main-d'œuvre ; les transvasements sont d'ailleurs réduits ou supprimés. Enfin le travail est plus propre, plus salubre et plus productif.

Épuration complète, — L'acide décoloré peut retenir de l'acide sulfurique qui serait passé à la distillation, parfois même du sulfate de soude» du chlore, etc. On parvient à l'épurer entièrement en le soumettant à la distillation, après y avoir ajouté un ou deux centièmes d*azotatede plomb (***) : ce réactif retient à l'état de chlorure et de sulfate le chlore et l'acide sulfurique ; le liquide distillé est alors sensiblement pur.

Le tableau suivant indique les relations entre l'acide azotique et

(*) On pourrait aiscmenl fractionner les produits en recelant les acides de chaque bombonne dans une tourille isolée : la première contiendrait de l'acide i 40*, les autres des acides successivement i 38, 36, 35*.

serait 4 flacons à robinets correspondants i l'entonnoir de chacune de ces 4 bombonnes.'

On distribuerait dans ces 4 flacons la quantité d'eau à introduire, et il ne resterait plus qu'à régler l'ouverture des robinets de façon à faire durer Técoulement de Tcau pendant tout le temps de l'opération.

('**) Pour déterminer, sur un échantillon'de l'acide i distiller, la proportion de ce réactif utile i réparation, il sufGra de reconnaître, par une évaporalion à sec, ce qui pourrait se trouver de sulfate de soude ou de potasse, puis de constater, avec les précautions ordinaires, sur une partie de Tacide, la quantité de chlore par l'azotate d'argent, et la quantité d'acide sulfurique par Tazotate de baryte. On emploiera en azotate de plomb l'équivalent du chlore, plus celui de i'aeide aaifuriqae trouvés.

628 PRÉQS DE CHIMIE U^DUSTRŒLLE.

l'eau pour différentes densités à 0* et à 15"^ centigrades d'après M. Kolb :