Extraction du sel flemme

Les procédés d'extraction du sel gemme sont très-différents, suivant la position et la nature des gisements. Lorsqu'il est à l'état de couches compactes, presque pur, on l'exploite soit à ciel ouvert s'il se trouve près de la surface, soit en pratiquant des puits et des galeries comme pour exploiter la houille.

L'argile, accompagnant toujours le sel gemme, s'y trouve plus ou moins mélangée, ou bien sert d'enveloppe aux différentes couches. Ces argiles, plus ou moins imprégnées de sel, sont désignées sous le nom A' argiles scUifêres.

Cesai^iles salifères constituent souvent des formations indépendantes, d'une grande puissance, renfermant des rognures de sel. Les procédés ordinaires d'exploitation du sel ne donneraient dans ce cas qu'une matière impure qu'il faudrait lessiver, et les eaux salées obtenues étant éTaporées donneraient du sel propre aux divers usages; on préfère alors opérer la dissolution dans le sol même. On établit une série de puits et de galerie9'divisant le gisement; puis on fait arriver de l'eau douce dans les vides ainsi formés, afm d'effectuer un lessivage donnant des dissolutions saturées. Ces dissolutions sont amenées dans des réservoirs de dépôt, et de là aux chaudières de concentration.

On exploite parfois d'une façon analogue les couches impures du sel gemme en faisant arriver de l'eau douce dans la masse du sel, et en retirant, au moyen d'une pompe, la solution graduellement plus dense à mesure qu'elle s'enrichit.

s. Soaree« salées.

Dans les contrées où se trouvent les gîtes de sel, on rencontre fréquemment des sources salées renfermant des proportions variables de dilorure de sodium suivant que leur eau a été plus ou moins longtemps en contact avec les couches salifères.

La composition de l'eau de ces sources est variable par suite des réactions qui peuvent se produire au contact des terrains traversés, et avec la longueur du trajet souterrain. On y rencontre du chlorure de sodium, des sulfates de chaux, de magnésie et de soude, plus rarement du sulfate de potasse, puis des chlorures de calcium, de magnésium et de potassium en petites quantités. Les eaux des sources salées ont généralement une odeur particulière bitumineuse, qui est due à une matière ([ui se sépare par l'ébullition sous forme d'écume; elles renferment en outre une substance non déterminée qui, pendant la concentration à chaud, donne une coloration brune aux cristaux de sel.

Généralement l'eau des sources salées ne peut être directement exploitée avec avantage ; il faut, afin d'éviter tout mélange avec les eaux douces et obtenir des eaux plus riches, aller chercher les sources à une profondeur plus ou moins grande. On y parvient en pratiquant des trous de sonde tubes qui permettent de régulariser l'écoulement des sources, tout en supprimant une partie de leur trajet naturel. Si la force d'ascension n'est pas assez grande pour que l'eau puisse monter au-dessus d'un ajutage disposé à la surface du sol, l'emploi de pompes élévatoires est nécessaire.

On dirige, au moyen de conduites en bois ou en fonte, les eaux vers les points où elles doivent ensuite être traitées. A Berchtesgaden, Teau

salée est amenée à Reichenhall, puis mélangée avec les eaux des sounxs salées de cet endroit et traitée dans les trois salines de Reichenhall, de Traunstein et de Rosénheim. La longueur du tuyau de conduite qui n de Berchtesgaden à Reichenhall et à Rosénheim est de 24 kilomètres environ, et la différence de niveau des points extrêmes est de 473 mètres.

Au sortir des trous de sonde, Peau est généralement trouble par suite de la présence de particules d'argile et de gypse en suspension ; on doit la laisser se clarifier par le repos dans de vastes bassins. Ces bassins sont quelquefois simplement creusés dans le sol argileux et garnis intérieurement d'une couche d'argile bien serrée ; d'autres fois ils sont en bois et calfatés avec soin ; on doit les protéger latéralement par des mnrs en terre et les recouvrir d'une toiture.

Les eaux des sources salées naturelles sont, comme nous l'avons dit, le plus souvent trop éloignées de leur point de saturation pour qu'on puisse les traiter directement dans les chaudières. Le procédé le pins économique pour enrichir ces eaux consiste à recourir à l'évaporation spontanée à l'air; mais l'impossibilité, dans les pays de montagnes, où ces eaux sourdcnt le plus souvent, de disposer de grandes surfaces horizontales de terrains argileux, a fait imaginer, depuis plusieurs siècles, les bâtiments de graduation, dont la construction permet d'obtenir économiquement, dans le sens vertical, la surface dont on ne pourrait disposer dans le sens horizontal.

Un bâtiment de graduation se compose de trois parties principales : l"* un réservoir supérieur d'où l'eau s'écoule en minces filets ; 2* un réservoir inférieur destiné à recevoir l'eau après sa concentration; S"" enfin un mur épais formé de fagots superposés, et occupant toute la hauteur variable de 8 à 15 mètres, entre les deux réservoirs. Ce mur est destiné à ralentir la chute de l'eau qui, mouillant la surface des fagots, présente une grande surface au vent régnant qui vient frapper perpendiculairement sur les fagots. Les bâtiments de graduation ont une longueur variable suivant l'importance des exploitations, depuis 200 à 300 mètres jusqu'à plus de 800 mètres ; l'épaisseur du mur de fagots varie de 3 à 7 mètres à la base, et de 2 à 5 en haut.

On ne laisse couler l'eau sur les fagots que du côté du vent régnant, afin de retenir les gouttelettes chassées par le vent dans l'épaisseur do mur; à l'aide d'une disposition spéciale, on reporte l'écoulement de l'eau sur le côté opposé lorsque le vent vient à changer.

Les eaux qui ont parcouru le mur de fagots sont remontées par des pompes dans le canal supérieur d'un second bâtiment de graduation semblable au premier, où elles subissent une nouvelle concentration. On les fait passer ainsi 4, 5 et 6 fois de suite sur les bâtiments avant qu'elles aient acquis un degré de concentration qui permette de les

GilLORlRË DE SODIIM. 593

éYiqporer par le feu, et qui varie suivant les localités et Tabondance du combustible entre 14 et 20^ Baume. L'écoulement de Teau sur les fagots doit être réglé d'après la direction du yent et Tétat hygrométrique de Fair, afin d'avoir après chaque chute une concentration régulière et sensiblement égale.

Pendant la graduation, Teau abandonne son acide carbonique et les carbonates de chaux et de fer, qui n'étaient en dissolution qu'à la faveur de cet acide, se déposent; il en est de même du sulfate de chaux, qui se Biesur les fascines sous forme d'incrustations. Ces divers dépôts finissent par nécessiter le changement des fagots au bout d'un temps plus ou moins long, suivant les localités.

Ce mode de concentration des eaux salées présente divers inconvénients graves : 1® la lenteur et l'incertitude de l'opération ; 2" les frais d'installation et d'entretien des bâtiments ; 3° la perte d'une proportion notable de sel par entraînement. Ces faits, et la remarque que les eaux des sources salées sont d'autant plus riches qu'on les prend plus profondément dans le sol avant leur mélange avec les eaux douces et plus près des gisements de sel, ont conduit à modifier complètement le mode d'exploitation des sources salées. Presque partout on a recours à la méthode des forages, qui donne immédiatement des eaux assez concentrées pour être évaporées en chaudières, et les bâtiments de graduation tendent à disparaître de plus en plus.

t« Comeenlratloii des dissolutloiifl salines pnr la ehalciur) sallnafpe.

Les liqueurs concentrées obtenues par l'un des procédés précédents on par la dissolution du sel gemme coloré extrait directement de la mine sont introduites dans de grandes chaudières plaies (dites poêles) ^ chauffées par plusieurs foyers. Leur profondeur est d'environ 0'",40 à 0",50 ; la longueur et la largeur sont variables avec les usines. On donne au fond de ces chaudières de 50 jusqu'à 180 et 200 mètres carrés. Il est préférable d'avoir des chaudières rectangulaires très-longues, afin de mieux utiliser le combustible ; on les fait en fonte ou en tôle : les premières ont une durée presque double des autres ; le chauffage des chaudières s'effectue avec le bois, la houille ou le lignite, suivant les localités. On emploie des grilles à étage pour la houille et le lignite, et des foyers à flamme renversée pour le bois, Oa effectue la chauffe de deux laçons différentes : ou bien en laissant librement la flamme se répandre sous tout le fond de la chaudière dans un large carneau, ou bien en faisant circuler plusieurs fois les gaz sous la chaudière, afin de les refroidir

le plus complètement possible. Le premier système donne une plus

grande production de sel pour une même chaudière, tandis que le second donne un plus grand rendement en sel par rapport au combustible brûlé. En Angleterre, les chaudières sont découYcrtes; en France et ai Allepiagne on les recouvre de hottes en bois surmontées de cheminées pour enlever les vapeurs ; des rigoles disposées à la base de ces hottes reçoivent Teau qui se condense; des portes permettent de travailler le sel.

Dans des chaudières ouvertes on n'évapore guère que 5 kilogrammes d'eau par kilogramme de houille, mais dans quelques usines du Wurtemberg on a obtenu 8^,5 de vaporisation par kilogramme de charbon, en opérant avec des chaudières closes, et 10^,5 en utilisant une partie de la chaleur latente de la vapeur d'eau pour chauffer d'autres chaiidières : cette disposition a été appliquée à Saint-Nicolas de Yarangéville.

Pendant les premières heures d'ébullition, il se forme un abondant dépôt, désigné sous le nom allemand de Schlot. Dans un grand nombre de dissolutions salées, il se précipite en même tempS une matière résineuse particulière. le schlot est formé surtout par du sulfate double de soude et de chaux ; on l'enlève avec soin tant qu'il continue à se former. A Moustier, le schlottage dure de 30 à 56 heures ; au bout de ce temps, le sel commence à paraître. Lorsque les eaux salées employées renferment beaucoup de sels de magnésie, on laisse souvent les eaux concentrées en contact avec de la chaux pour précipiter la magnésie ; on ajoute ensuite du sulfate de soude dans la solution tirée à clair, pour décomposer le chlorure de calcium en donnant du sulfate de chaux qui se dépose durant le schlottage, et du chlorure de sodium qui s'ajoute an même produit dont la solution est déjà chargée. Les schlots ainsi que les incrustations qui se déposent sur les parois des chaudières sont traités à part pour obtenir du sulfate de soude. La solution saline épurée par le schlottage peut donner à volonté du sel fin dit de 12 heures, ou du sel gros de 48 heures, ou du sel très-gros de 96 heures.

Le sel est d'autant plus gros qu'il a mis plus de temps à se déposer. Le sel fin est péché à l'ébuUition au moyen d'une drague : c'est le sel de 1 2 heures ; le sel gros est obtenu par évaporation tranquille sans ébullition, le liquide n'étant chauffé qu'à 80 ou 90*". Au bout du temps indiqué, on enlève le sel à la drague, on le met à égoutter, et l'on remplit la chaudière avec de nouvelles solutions schlottées et limpides.

On peut obtenir du sel en trémies larges et légères dites sel de Cambrai, en ajoutant 1 kilogramme d'alun à 2000 litres de solution scfalottêe, et conduisant l'évaporation à 60 à 66'' de température, lentement, sans remuer le liquide, ou mieux encore, en évaporant par un courant d'air chaud passant à la surface du liquide et sous une voûte.

CHLORURE DE SQDIUM. ' 595

Les mêmes dispositions donnent un sel^^ompacte en gros cristaux, si Ton fait tomber au fopd dé la chaudière pendant l'évaporation les tré> mies qui se forment à la surface.

On Toit que des chaudières en séries à la suite les unes des autres donneront tous ces résultats sur une seule ligne de foyers, la première produisant du sel fin par TébuUition, les autres du sel de plus en plus gros. • •

Après un certain temps de marche des chaudières, variable avec la nature des eaux salées, la liqueur qu'elles renferment est colorée, et chargée d'une proportion considérable de matières étrangères au chlorure de sodium : le sel, qu'on extrait alors, se trouvant mouillé par ces eaux mères, chargées de sels délique^ents qui s'évaporent ensuite à la surface des cristaux, est trop impur pour être livré au commerce ; on est . obligé de le laver avec une dissolution pure et chaude de chlorure cIb sodium avant de le porter aux séchoirs. Mais bientôt les eaux mère^ deviennent tellement impures qu'il faut arrêter l'opération ; on vide alors les chaudièif s, on enlève avec soin les incrustations pierreuses qni se sont formées le long des parois, et on les recharge avec des eaux salées purifiées par le schlottage.

La quantité d'eau mère qui reste après une période d'évaporation de deux ou trois semaines, ou un mois, est petite relativement à la quantité d'eau salée évaporée. Autrefois cette eau mère était généralement rejetée, mais maintenant on l'utilise pour la préparation du sulfate de soude, du sulfate de magnésie et du chlorure de potassium, et même du brome, comme cela se pratique à Schônebeck et à Kreuznach.

On comprend qu'on ne puisse extraire tout le sel que contient une eau salée, car pendant Tévaporation il se forme, comme nous l'avons dit, des dépôts et des boues qui, outre le sulfate double de soude et de chaux, renferment une proportion de chlorure de sodium souvent ^ considérable ; en outre, il y a un certain entraînement de sel par la vapeur pendant l'évaporation.

Enfin l'eau mère en retient une certaine quantité. Ces pertes, jointes à celles occasionnées par dispersion dans les diverses manipulations des chaudières au séchoir et aux magasins, etc., représentent, suivant les eaux plus ou moins riches employées, de 6 à 10 pour 100 : à Rosenheimelle est de 8, et à Schônebeck elle est de 9,25 pour 100. Pour l'eau presque saturée des trous de sonde, elle n'est que de 6 et même que de 4 pour 100.

596 ' PRÉCIS DE fiHUflE INDUSTRIEUX. .

«. SéelMwe «a m1. ^.

Le sel qu'on relire des chaudières est mis à égoutter soit sur àa tables inclinées disposées suf le bord'dès chaudières, soit dans des paniers servant ensuite à le transporter aux séehoirs, soit enfin sur b plate-forme de la hotte; dans tous les «K, le liquide qui s'écoule duad est ramené dans les chaudières. Après ce premier égouttage, le sel est porté aux séchoirs. Suivant les usines, on procède au séchage soit yu les gaz chauds qui ont circulé sous les chaudières, soit à l'aide d'étnns munies de foyers spéciaux, soit à l'aide de la vapeur des chaudières. Lorsque les fourneaux sont instillés de façon à utiliser le mieux ptn- . sible la chaleur du combustible sous les chaudières, les gaz, i tcor sprtie du cameau, sont à une température trop peu élevée pouf serrir * tu séchage du sel sans nuire au tirage. Mais on peut utiliser à cA usage les gaz des foyers sans retours de flamme dont nous avons parie précédemment. Dans ce cas, on fait circuler les gaz cRauds dans de loap cameaux, dont le fond en pente permet l'écoulement de l'eau condeowe par suite du refroidissement, et dont la paroi supérieure est formée par des plaques de fonte sur lesquelles on étale Je sel à sécher. On opère d'une façon analogue lorsqu'on veut utiliser la vapeur te chaudières, mab ou esl obligé de remplacer les plaques métalliques pv des dalles minces en pierre, afin d'éviter l'oij* dation ; il en résulte u»

grande lenteur de dessicca- Fij. lîî. - Éiuto à Ml. tien à cause de la fiiMe

conductibilité de lapiOTC.

Enfin les étuvcs sont des séries d'armoires en bois (ûg. J32), disposées à un étage supérieur du bâtiment. Dans ces armoires se troute une claie a formée par des liteaux en bois, et sur laquelle on dispose le sel à sécher sur une épaisseur de 12 à 15 centimètres : no courant d'air chaud arrivant dans le compartiment supérieur est oblig* de traverser la couche de sel pour se rendre ensuite à une cheminée d'appel. La partie supérieure des armoires s'ouvre comme un pupitre poV qu'on puisse placer et retirer le sel; en avant se trouvent également dn portes b pour permettre d'enlever le sel qui a passé à travers ta claie.

En Angletacje, où le ^ ne contient que ^e très-faibles quantités de sels déKquescents," on le sèche en le laissant séjouracr près des chaudières.