F«l»rlcatioB

1^ On se procure directement le sulfate d'alumine par un procédé très-simple qu'on nomme fabrication de toutes pièces. On choisit des argiles exemptes, autant que possible, de carbonate de chaux et de fer (à iDoins qu'on ne puisse les épurer économiquement par l'acide chlorhydrique étendu) ; on les calcine dans un four à réverbère pour en chasser Teau, peroxyder le fer, et rendre l'alumine plus attaquable par les acides. L'expulsion de l'eau rend l'argile poreuse et capable d'absorber l'acide sulfurique par affinité capillaire. La peroxydation du fer rend l'oxyde formé moins soluble dans l'acide sulfurique. Enfin le silicate d alumine, en se contractant, perd sa consistance plastique, ce qui rend facile la pénétration de l'acide sulfurique ; mais il faut éviter de calciner trop l'argile, car elle éprouverait alors une trop forte contraction qm s'opposerait à l'action de l'acide. On calcine l'argile dans des fours à réverbère, dont la flamme chauffe ensuite deux chaudières évaporaioires, et un bassin dans lequel l'acide sulfurique est en contact avec les argiles calcinées. On pulvérise avec soin l'argile calcinée; la poudre, passée au travers d'un tamis en toile métallique, est mise en contact avec l'acide sulfurique. On prend pour 100 parties d'argile 40 parties d*acide sulfurique des chambres, à 52 ou 54V Baume. Ce mélange est placé dans un bassin en dalles de grès dur, recouvert d'une voûte en briques. La fumée du four à réverbère passe sous cette voûte, et chauffe le mélange pâteux à 70** environ. Au bout de deux jours, pendant lesquels on a eu soin de le remuer souvent, on retire ce mélange et l'on procède à soQ épuisement dans les bassins en bois doublés de plomb, dont le fond

a de 4 à 6 mètres de surface et dont la profondeur est d'environ 66 centimètres.

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

COUIE L1DUSTR. I. — 2 i

370 PRÉaS DE CHIMIE INDUSTRIELLE.

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

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

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

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

L'argile calcinée est mise dans une chaudière en tôle plombée, avec Tacide sulfurique à 52 ou 54* Baume; on entretient la température entre 100 et 150*, en agitant de temps à autre le mélange, que l'on fait couler ensuite, à l'aide de puisoirs et de caniveaux en bois doublés de plomb, dans un bassin en plomb où s'opère le dépôt de silice et de l'argile non attaquée.

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

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

Certaines argiles contiennent jusqu^à 5 et 5 pour 100 de potasse, et donnent par ces procédés 25 à 45 pour 100 de leur poids d'alun qu'il

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

ALUN, SILFATE D'ALUMNE SULFATK I E FEU. 371

faut faire cristalliser avant de pousser la concentration jusqu'à Tétat où le liquide se prendrait en masse.

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

2^ Dans un grand nombre de localités, en France, en Picardie, dans l'Oise et les Ardennes, à Bouxwiller, en Belgique, en Hollande, en Bohême, dans le Uarz, en Angleterre, en Ecosse, en Suède, en Norvège, on exploite les schistes alumineux pour fabriquer le sulfate d'alumine et Falun. Ces schistes sont des mélanges de silicates d'alumine analogues aux argiles, de matières charbonneuses et bitumineuses et de pyrites de fer.

[*) Oq peut obtenir le sulfate d*alumine et ralumine elle-môme plus cconomiquemcnt et plus pars eo employant une sorte de minerai de fer, la bauxite, qui contient de 60 à T5p. 100 d'alumine, 12 a 20 de sesquioxyde de fer, et de 1 à 3 p. 100 de silice. On pulvérise la ûuiitcr, on la traite au four à réverbère, pnr du carbonate de soude ou môme un m'Iangt) de sulfate de sondct et de charbon. Il se forme de Tnluminate de soude qu'on dissout dans l'eau ; le fer resle à l'état de sesquioxyde insoluble ; puis on précipite par l'acide carbonique l'alumine pure à l'état grenu, en même temps qu'il se forme du carbonate de souple; on lave l'alumine, fuis on la dessèche jus^^u'à un certain degré pour la dissoudre ensuite dans l'acide sulCurijUc en quantité safTisaote pour former le sulfate Al^0^3S0'•f 8H0.

On opère cette dissolution dans une chaudière en plomb mobile autour de son axe : on remue rapidement la masse pour éviter le débordement de h chaudière; pui.s aussitôt que la sataraiion est opérée, on fait couler dans un bac en plomb très-plat le sulfate d'alumine qui Kpreod en masse par le refroidi> sèment; on recommence alurs une nouvelle opération, que l'on verse aussitôt sur la première dans le bac plat. On opère ainsi jusqu'à ce que la couche •le sulfate d'alumine ait acquis une épaisseur de quelques ccutimclres; après quoi, on concasse li tnaUi>re cl on la conserve à l'abri de l'humiditc de l'air.

Cette fabricalion a pris un certain développement dans les usines de Salyndres et de Ncweastlc.

On peut fobriqner le sulfate d'alumine pur en traitant, comme nous le verrons plus loin, ' i tryolithc par la chaux et décomposant par l'acide carbonique l'aluminate de soude ainsi o tenu. L'alumine précipitée aloru, étant traitée par Tacide sulfurique comme précédemment, liKimit du fulfale d'alnmioe très-pur.

573 PRÉaS DE GHIMUS INDUSTRIELLE.

Lorsque ces schistes renferment assez de pyrite pour s'échauffer spon* tanément à Tair et qu'on veut obtenir du sulfate de fer comme produit accessoire de la fabrication, on opère la sulfatisation par oxydation lente. On empile les schistes en tas de dimensions plus ou moins considérables de 4 à 5 mètres de hauteur, de 5 à 6 mètres de largeur et une longueur de 40 à 50 mètres ; puis on les arrose pour les maintenir quelque temps humides, et on les abandonne sous Tinfluence simultanée de l'air et de l'humidité ; la pyrite s'oxyde, donne du sulfate de protoxyde de fer et de l'acide sulfurique libre, qui attaque le silicate d'alumine et donne du sulfate d'alumine :

3 Fe S* + Al* 0% SiO% 2 110 + 21 0 = 3 FeO SO' 4- AIW. 5 SO* 4- 2 HO + SiO».

La chaleur dégagée est telle, qu'on est obligé de retourner la masse i la pelle au bout d'un mois environ ; on fait ainsi successivement 5 et 4 pelletages; encore les tas s'enflamment-ils quelquefois. Au bout d'un temps plus ou moins long, variant de quelques mois à deux ans, la masse affaissée est transformée complètement et bonne à lessiver. Il s'est formé du sulfate de protoxyde de fer, de l'acide sulfurique libre, du sulfate neutre d'alumine, des sous-sulfates insolubles de peroxyde de fer et d'alumine.

Lorsque les schistes ont trop de cohésion pour s'effleurir à l'air, ou lorsqu'on veut obtenir surtout du sulfate d'alumine et peu de sulfate de fer, on procède par oxydation rapide.

On opère le grillage des schistes sur une aire battue et dont le sol est en pente vers une rigole, qui permet aux eaux pluviales de se readre dans un bassin. On dispose un lit de fagots sur le sol, puis une couche de 0'",66 de morceaux de lignite, en donnant au tas la dimension que nous avons indiquée précédemment pour la combustion lente ; on allume les fagots au centre du tas, puis on conduit la combustion en ouvrant çà et là des évents au moyen de la pioche pour rendre la combustion plus générale. On dispose ensuite une nouvelle couche de fagots au-dessus du lit de schiste; on recouvre les fagots d'une autre coucbe de schiste, et l'on attend qu'elle soit embrasée à son tour pour continuer l'élévation du tas, qui doit se composer de 8 à 10 couches doubles et se terminer par une couche de schiste très-menu destiné à garantir le tas des eaux pluviales. 11 faut près de deux mois pour former un tas, et l'opération dure environ un an. Quand le schiste est chargé de bitume ou mêlé de houille, le premier rang de fagots suffit ; alors on charge de schiste à mesure qu'on voit la flamme apparaître sur les divers points du tas. 11 faut éviter un trop vif accès d'air, qui produirait une combustion trop active; et, dans ce but, on a soin de recouvrir les

Us a¥ec du minerai déjà brûlé et lessivé. Lorsque l'opération est terminée, la masse est rougcâtre par Toxyde de fer.

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

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

0» opère dans des lessivoirs très-simples capables de résister à l'acide sulfurique que renferment sui*tout les liqueurs provenant de l'oxydation lente; ce sont des cuves en pierre de grès ou des bacs en bois doublés de plomb de 1™,50 de hauteur. Au fond, on dispose un clayonnage en bois sur lequel on place les matières à lessiver. Au moyen de quatre cuves on opère un épuisement méthodique très-complet, et l'on obtient des lessives à 18** Baume qu'il faut évaporer. On opère dans de grandes chaudières en maçonnerie toutes spéciales, ayant 10 à 12 mètres de longueur, 5 à 6 mètres de large et 1",50 de profondeur totale, recouvertes de toutes s'appuyant sur les bords et sur des murettes. Ces voûtes, comme riudiquent les figures 120 et 121, forment des cameaux dans lesquels circulent les flammes de deux foyers F, F^ placés à une des extrémités, avant de se rendre à une cheminée C, portée sur des murettes au milieu du massif. Tonte la chaudière est recouverte par les voûtes, sauf la parlie D par ou Ton peut remuer le liquide et ajouter de la ferraille pour salurerTacide sulfurique. Le liquide, qui a une hauteur de Ô'",80, peut circuler dans tous les sens, tandis que les flammes des foyers sont obligées de suivre le circuit indiqué par les flèches avant de se rendre à la cbemmée C. Ces chaudières sont élevées au-dessus du sol, de façon à P^nnettre de faire couler les liqueurs concentrées dans les cristallisoirs.

En Angleterre, l'évaporation des liqueurs se fait dans des fours à réverbère proprement dits. A Bouxwillcr, on opère dans des citernes en Q^^nnerie dans lesquelles sont disposés des tuyaux en fonte traversés

574 PRÉCIS DE CUDHE IKDUSTRIEILE.

par les flammes d'un fojcr. Les liqueurs provenant du lessivage des schistes traités par coiobustion lente, él«iit évaporées à 40° Baume, eu présence d'un excès de Teirailte pour saturer l'acide sulfurique libre, et transformer le sulfate de sesquioxyde de fa en sulfate de protoxyde, soat après repos écouléei dans des bacs en bois doablés de plomb, dans lesquels elles laissent dé|)oser un peu d'aluD et du sulfate de fer qu'il suffît de puiifier par une seconde ciisUllisation pour le livrer au commerce.

Les eaux mères qui ont abandonné le sulfate de fer sont mélangées aux eaux de lessivage des schistes traités par combustion vive, et le tout est concentré à 56' Baume dans la chaudière décrite. Si on vculfiairedu sulfate d'alumine, il faut faire crislalliser à plusieurs reprises le sulfate de fer que contiennent encore ces eaui .

et te |)eu d'alun dont la îùf mation est duc à la potasKi contenue dans le bots qui i servi aa grillage, ou à l'ammoniaque provenant de li combustion de la houille.

Quand enfm la liqueur a^ rive à n'être composée, pots '^' „, la plus erandc partie, qw

Fig, 1Î0 et lîl. - Chamlitro ea maçonnerie pour léiipo- I O f "■

ration îles liqueurs proTcuant du k^iiiBee di> aiiMct (JC SUlfatc Ualumine, etue

o.jdé. (COU,* t..n..er^ie et pi.«,. cristalHse qu'avec difticollé

cause Je sa consistance sirupcuso, on ta concentre au point où elle»

prend en niasse par le refroidissement. Si on veut préparer de Talun, on prend les eaux à 36® Baume, et on procède au brevetage, c'est-à-dire qu'on Lraite ces eaux par une quantité convenable de sulfate de potasse ou d'ammoniaque pour convertir le sulfate d'alumine en alun.

Les liqueurs à 36° Baume étant déposées sont envoyées dans dp grandes cuves en maçonnerie ou en bois doublé de plomb, où on ajoute le sulfate d'ammoniaque en poudre ou le sulfate de potasse qu'on peut aussi remplacer par le chlorure de potassium. Ces sels se dissolvent rapi^: dément, et lorsque la quantité indiquée par un dosage préalable a été ajoutée, on brasse bien le mélange et on l'abandonne au refroidissement, en ayant soin de l'agiter de temps en temps, pour troubler la cristallisation . afin d'obtenir de l'alun en petits cristaux, facile à laver. L'eau mère éva porée donne également, par refroidissement, une nouvelle quantité d'alun . On réunit ces aluns dans des caisses filtrantes, et on les lave d'abord avec les eaux impures des lavages précédents, puis avec des eaux qui contiennent de moins en moins du sulfate de fer, mais toujours saturées d'alun. On termine en les lavant avec de l'eau saturée d'alun presque pur, et enfin avec une petite quantité d'eau pure {*). Le liquide du premier lavage évaporé donne du sulfate de fer par cristallisation; les autres servent à laver un nouvel alun ; le dernier donne la solution d'alun pur dont on a besoin pour un raffinage subséquent.

On donne à l'alun la forme commerciale en le faisant dissoudre dans l'eau de manière que la solution marque 48 à 50° Baume. Cette solution bouillante, obtenue en faisant barboter la vapeur dans un bassin contenant l'alun suspendu dans une trémie en bois doublée de plomb, est portée dans des cristallisoirs où la plus grande partie se prend en masse de cristaux volumineux, par le refroidissement. Les cristallisoirs sont Tonnés de trois pièces : un fond circulaire revelu d'une lame de plomb, et des parois susceptibles de se démonter en deux parties égales au moyen de boulons d'assemblage. Ces cristallisoirs ont la forme d'un cône tronqué, dontle fond forme la grande base. Quand la cristallisation est opérée, ou relire l'eau mère à l'aide d'un siphon, on démonte le cristal lisoir, et on divise les masses avec un merlin ou au moyen d'une scie. L'alun ^expédie dans cet étal et peut servir à presque toutes les opérations de la teinture. Cependant, comme il contient encore un peu de sulfate de ^er et qu'il pourrait donner sur la soie des nuances ternes, on a soin, pour cet emploi et quelques autres teintures à nuances claires, de rat- «ner Talun à Vépreuve du pi^ssiaie : en effet, il ne doit pas bleuir, quand on arrose ses cristaux mis en poudre avec une solution de cyanoterrure de potassium.

I^our atteindre ce terme de pureté, on fait redissoudre l'alun et l'on

(*) Il est préférable d*opérer par égoutlage forcé et lavage dans une essoreuse.

porte la solution à 30"* Baume. Cette liqueur, versée dans les cristaUisoirs, y dépose des cristaux peu volumineux, d'une pureté parfaite. Les eaux mères, très-abondantes, servent à dissoudre et raffiner l'alun brut (*).

M. Spence a imaginé un autre procédé de fabrication de Talan : on calcine les schistes en tas, en évitant de trop chauffer, afin de ne pas rendre l'alumine insoluble dans les acides ; la calcination est efiectnée au bout de deux jours ; on fait digérer pendant quarante-huit heures la matière avec de l'acide sulfurique des chambres dans des vases couverts, à une température un peu supérieure à 100**, et en même temps on fiiit arriver des vapeurs ammoniacales provenant des eaux vannes ou des eaux du gaz traitées par la chaux. L'alumine des schistes s'attaque facilement par l'acide sulfurique, et il se forme de l'alun ammoniacal qui se dissout. On fait écouler la liqueur dans des cristallisoirs où on l'agite pour obtenir de petits cristaux grenus, qu'on lave comme à l'ordinaire. Ce procédé permet de retirer 65 tonnes d'alun ammoniacal de 50 tonnes de schistes du Yorkshire, tandis que par le procédé de grillage et lavage des schistes et brevetagc, indiqué précédemment, on n'obtenait que 1 tonne d'alun de potasse de 6 tonnes de schistes, le sulfate d'alumine étant formé seulement pendant le grillage des schistes.

A Ampsin, près de Liège, dans les usines de M. de Laminne, on fabrique de l'alun par un autre procédé. L'acide sulfureux, provenant dn grillage des blendes, est dirigé dans des canaux de 2500 à 3000 mètres de longueur, creusés dans les tas de schistes alumineux, rebuts des anciennes usines d'alun (**). Sous l'influence de Tair et de l'humidité,

(*) n est rare que les eaui qu'on emploie à ces dissolutions ne contiennent pas un pen de carbonate de chanx ; il y a donc toujours unu petite quantité d*alun décomposée : Talon aJoatiAé se dépose. La perte résultant de cette cause est variable; elle peut aller jusqu'à 0,0i deFaliUi pur, à chaque dissolution. On pourrait l'éviter en se servant d'eau distillée ou de Tapeur barbotant dans IVau ordinaire préalablement bouillie et déposée.

(**) li'ampélite alumineuse, qui a été depuis longtemps exploitée aux environs de Liège, à Ampsin et à Âmay, présente la composition moyenne suivante :

Silice 60,C0

Alumine 17,00

Potasse 2,50

Carbone ^ 4.50

Pyrite 7,00

Chaux, magnésie 5,00 environ.

Fer carbonate. 4,00

En 1808, on traitait annuellement 216000 mètres cubes de ces pcbistes alumineux par grilîage en tas h l'air et lessivage; on en retirait environ 1/2 pour 100 d'alun. Les résidus de ce traitement, abandonnés sur le sol, ont formé de véritables collines rougC5. Or ce sont ces masses énormes de rebuts des anciennes usines qui fervent actuellement a la Tabrication r^ gulière de l'alun. Ces résidus ont la composition moyenne suivante :

Silice G3

Alumine 18

Oxyde de fer 15

Hangnésic, potasse, etc 6

1.CS fours de grillage des blendes sont disposés au pied des collines de résidus, et les g«

Tacide sulfureux se convertit en acide sulfurique qui attaque peu à peu les schistes alumineux; après quelques années, on les épuise par Teau. L*excès d'acide de la liqueur est sature en y projetant des morceaux (i^aigile chauffés au rouge ; en même temps une certaine quantité de Foxyde de fer qui avait été dissous est précipitée par l'alumine; on transfornie en alun les solutions ainsi obtenues, au moyen du sulfate d'ammoniaque. A Ampsin, on fabrique ainsi annuellement 30000 quintaux d'alun et 22 000 quintaux de sulfate d'alumine.

Alun de Rome. — On prépare cet alun en employant Ycdunite^ mioéral dont la densité est de 2700; voici sa composition indiquée par Cordier :

2 équÎTalenls de suIKile de potisse. .