ACIDE CULORHYDRIQLE, SULFATE DE SOLDE

L'appareil condensateur étant monté comme nous l'avons dit, on ajoute de Teau jusqu'à la moitié de la capacité de chacune des bombonnes des deuxième, iroisième, quatrième, etc., rangées, h première restant vide, afin qu'elle serre à retenir les mélanges d'acide sulfurique et de sulfate, projetés par l'ébullition, qui rendent l'acide chlorhydrique impur. On charge alors chacun des cylindres, ayant 0°*,66 de diamètre et 1",66 de longueur, avec 460 kilogr. de sel marin; on le ferme et on lute l'obturateur . 12S kilogr. d'acide sulfurique concentré (à 60°) sont alors Yersés, au moyeu de Tentonnoir à douille courbe, dans le cylindre; on retire l'entonnoir, puis on ferme l'ouverture avec le bouchon de grès. La réaction commence : on la soutient à l'aide d'un feu doux, graduellement augmenté.

Les combustibles qui, comme le bois ou la tourbe, donnent de la flamme, mais rayonnent peu, sont très-convenables, parce qu'ils graduent mieux la chaleur et chauffent plus également les parois des cylindres.

Le gaz acide chlorhydrique, épuré dans la première rangée de bombonnes, se condense en s'unissant à l'eau dans les autres rangées. On peut faciliter beaucoup cette condensation en la rendant méthodique à l'aide de tubes épais en caoutchouc vulcanisé, qui sont introduits, en les comprimant un peu, dans la panse de chaque bombonne de l'appareil condensateur.

La figure 126 montre cette disposition par une coupe verticale. On voit que la bombonne A communique avec la partie supérieure de la bombonne B et des suivantes, au moyen des lubes recourbés C, D, qui livrent passage au gaz arrivant des cylindres et se dirigeant de D en C vers la cheminée.

D'un autre côté, la communication est établie, au milieu de la panse, au moyen des tu- .

' . , , *^ ,,r,, r>j., , I *ig. IX". — lioiiibonnes réunies

bes épais en caoutchouc bb , rr , par lesquels pour u circulation de l'eau et le liquide passe d'une bombonne à l'autre. Si ^®* ^"• Ton verse de l'eau dans la bombonne A par l'entonnoir et le tube plongeur Gll, ce liquide passe dans la bombonne B, suivant une direction inverse à celle du gaz, se charge de plus en plus d'acide dont il se sature, tandis que le gaz chlorhydrique, rencontrant un liquide de moins en moins chargé, le condense aycc d'autant plus d'énergie. Dans l'appareil (pi. IX, fig. 7), le gaz suit la direction KLL'L"MNO; l'eau, graduellement plus chargée d'acide, s'écoule dans une direction inverse par les tubes 1, 2, 3, 4.

Chaque cylindre donne ordinairement de 200 à 208 kilogr. d'acide chlorhydrique liquide, représentant à peu près les 0,4 do son poids

CBIXIE INDUSTR. I. — 27

d'acide anhydre, cl marquant 21 à 22** à l'aréomètre Baume. On'nB sottire (à l'aide de robinets en grès) que l'acide parvenu à cette densité, laissant dans les bombonnes celui gui se trouve plus faible. «Cependant, aiin de mieux condenser- les dernières portions d'acide, il est convenable d'employer, dans chacune des opérations suivantes, le liquide lé^èfement acide de la dernière rangée pour remplir (à moitié) les bombonnes qui contenaient l'acide commercial. C'est précisément ce qui a lien spontanément si l'on verse l'eau dans la dernière bombonne 0, P(pl.IX. fig. 7). Ce liquide passe successivement dans toutes les autres, 0,N, M, L''L; on le soutire, saturé, des bombonnes qui se trouvent les plus rapprochées des cylindres ou des fours ci-après décrits.

L'acide saturé au point convenable est d'ailleurs soutiré directenieni dans des bombonnes en grès qui servent à l'expédier aux consommateurs; elles contiennent de 50 à 60 litres; on les ferme au^moyen d'un bouchon ou tampon à rebords en grès, lu té avec de l'argile, puis enveloppé d'une toile grossière fortement ficelée autour du goulot. On doit avoir la précaution de laisser vide au moins la capacité d'un demi-litre, afin d'éviter que la dilatation du liquide, et la force expansive qu'acquiert le gaz par la température atmosphérique (accidentellement plos élevée durant les ti^ansports ou dans les magasins), ne fassent éclater la bouteille et n'occasionnent ainsi des accidents plus ou moins graves en raison des propriétés suffocantes «t corrosives de ia vapeur et du liquide acides.

Lorsque la décomposition dans les cylindres est à son terme (ce que Ton reconnaît à l'abaissement de la température des allonges), on cesse le feu, on délute les obturateurs du bout antérieur, on ôte le bouchon; puis, introduisant une tige recourbée dans l'ouverture R, on tire à soi pour faire sortir le disque qu'un aide maintient et dépose à terre.

On introduit un ringard sous le pain d^ sulfate de soude qui s'est moulé sur les parois du cylindre, et on l'enlève en deux ou plusieun: morceaux qui pèsent ensemble de 180 à 184 kilogr. On recommence une autre opération en rechargeant l'appareil de 100 kilogr. de sel, refermant le cylindre, versant l'acide sulfurique, etc. Cette fois, la température acquise suffit pour mettre vivement la réaction en train ; on doit ensuite allumer le combustible et ménager le feu plus que la première fois.

5** Fabrication dans les fours. — Sur une plus vaste échelle, la réaction de l'acide sulfurique sur le sel s'exécute dans des fours, et, dans ce cas, l'obtention industrielle de l'acide chlorhydrique n'est qu'une opération secondaire de celle du sulfate de soude. £n raison ^ l'importance de ce mode de travail, nous étudierons d'abord les principale>

> ÂGIDE GHLORMYDRIQUE, SULFATE DE SOUDE. 419

dispositions de fours, pour nous occuper ensuite des appareils de condensation du gaz acide chlorhydrique.

Les fouis comprennent toujours deux parties essentiellement distinctes, qui correspondent, l'une à la première période de décomposition à basse température du chlorure de sodium par Tacidesulfurique, l'autre à la seconde période à la température du rouge.

L'espace réservé à la première phase de l'opération est toujours chauffé exiérieurement. La décomposition finale s'opère soit sur la sole du four,. et les matières se trouvent alors en contact avec la flamme du foyer; soit, au contraire, dans une moufle chauffée extérieurement, de manière i éviter le mélange des gaz du foyer avec l'acide chlorhydrique dégagé. Fours à flamme. — La planche X (fig. 1 et 2) représente un four de flamme directe imaginé par Leblanc, auteur de la fabrication de la soude artificielle.

U se compose : 1^ d'un foyer A, chauffé à la houille ou au coke, dont la flamme passe par-dessus un autel b dans un four à réverbère B ; la sole de ce four est en briques dures posées de champ, très-serrées, ou d'une ou deux pièces formant cuvette et en grès dur, scellées dans la maçonnerie.

Un registre en fonte e, à rebords supérieurs plongeant dans une rigole remplie de sable, permet d'ouvrir ou de fermer à volonté la baie de communication e' entre la sole du four B et celle du deuxième four à cuvette E (en fonte doublée de plomb ou en grès dur) (*) ; ce four est chauffé par les produits de la combustion qui ont traversé le premier four et se sont introduits dans deux carneaux de chaque côté de la baie e', descendant ainsi sous la cuvette. Ces produits gazéiformes entraînant, comme nous le verrons plus loin, des vapeurs acides, parcourent deux fois la longueur du fond de la cuvette, et reviennent de chaque côté s'engager dans les conduits d^ (fig. 2), qui les dirigent vers les appareils de condensation.

La deuxième partie E du four à cuvette est munie de deux tuyaux de dégagement en grès ^, gf, traversant la voûte en briques et communiquant avec d'autres appareils de condensation aboutissant, comme les premiers, au bas d'une grande cheminée ayant jusqu'à 50 et même 70 mètres de hauteur.

Voici comment on dirige la fabrication du sulfate et de l'acide chlorhydrique dans cet appareil :

On charge 250 kilogr. de sel aussi sec que possible par la porte K du

(*) Depuis que la plus grande racilité des échanges par rabaissement ou la suppression ài» droit» de douane a amené , une fotte diminution dans les proiuils chimiques on a i^ruéralemenl substillé, dans des appareils plus grand::, à la cuvette doublée de plomb une capsule en fiente, indiquée plus loin.

420 PRÉCIS DE CfflMIE INDUSTRIELLE.

four E ; à l'aide d'un entonnoir à douille courbe, on verse 500 kilogr. d'acide sulfurique à 60^ contenus dans un vase jauge et occupant ud volume de 167 litres. Théoriquement il ne faudrait que 269 kilogr. dVide à 60^, mais on en met un excès à cause de la volatilisation, à la (in de Topération, d'une partie de Tacide sulfurique du bisulfate formé. On ferme et on lute la porte.

La réaction commence : elle est soutenue par la température qui s'élève au moyen des produit» de la combustion circulant sous la cuvette.

Lorsque le mélange d'acide et de sel, en partie décomposé, acquiert une consistance pâteuse assez ferme, il est alors formé de bisulfate de soude hvdraté et de chlorure de sodium. On cesse momentanément le feu ; on ouvre la communication e! entre le four E et la première partie B, puis à l'aide d'une sorle de pelle creuse on repousse tout le sulfate incomplètement formé dans le four B. On ferme le registre e, oiv charge comme la première fois le four F, tandis que, dans la première partie B, la matière, devenue plus friable, se granule en la remuant avec un râble. On retire le sulfate de soude ainsi granulé à l'aide d'un racloir.

C'eàt donc dans cette partie du four que la décomposition s'acbèTe : l'acide hydraté du bisulfate, réagissant sur la portion du chlorure de sodium resté intact, le décompose, et les dernières traces d'acide chlorhydriquc s'exhalent ; cet acide, au fur et à mesure de son dégagement, est entraîné par la flamme et le courant aériforme de la combustion du coke. La durée d'une opération est de deux heures environ ; elle dépend du chauffage plus ou moins rapide, du travail des matières dans le four, et de la facilité plus ou moins grande de la condensation de Tacide cblorhydrique.

Afin de faciliter le travail pour faire passer le mélange pâteux sur la sole du four, M. Kuhlmann a disposé la cuvette au-dessus de la calcine, de sorte qu'il n'y a plus qu'à faire tomber le mélange lorsqu'il a acquiî! la consistance convenable.

Les gaz du foyer, après avoir passé sur la sole, ou calcine, du four, et entraînant les dernières portions d'acide chlorhydrique, vont sous la cuvette en fonte pour se rendre ensuite aux appareils de condensation. Les gaz plus purs, dégagés pendant la première phase de la décomposition, peuvent être condensés à part.

A Widness, en Angleterre, on a construit des fours à flamme directe ayant deux calcines pour une seule cuvette. Les figures 127 et 128 représentent la coupe longitudinale et le plan; la figure 129 représente la coupe transversale de l'un de ces fours.

La cuvette A, en fonte épaisse de 0"*,10, est chauffée par un foyer

AQDE CHLORUÏDRIQUE, SULFATK DE SOUDE. 421

Spécial 6, dont les produits de cainbustion se rendent, par de |>etits oiifices o, o, o, dans un conduit circulaire c, c, en communication avec

des cheminées Iraùianles d, d. Les fours E et F, dis(,osés de" chaque côté de la cuYelle, sont chauffés, l'un par des fojers G, G, l'autre par des

foyers semblables. Les flammes de ces foyers vont ensuite au-dessus de la cuvette A, après s'être mélangées à Tacide chlorhydrique dégagé des deux calcines, entraînent Tacide produit dans la cuvette et tous les gaz sortent par le conduit K pour se rendre aux appareils de condensation. Les portes m et n servent à étendre et à travailler le sulfate sur les calcines; la porte P sert à charger le sel, à brasser le mélange de la cuvette et à le faire passer dans les fours E et F par les portes q et r, après la première période du travail. Le tuyau S sert à FintroductioD de Tacide sulfurique.

Ces sortes de fours se prêtent à une grande production, mais ils sont désavantageux au point de vue de la condensation de Tacidc chlorhydrique, en raison de son mélange avec les gaz du foyer. On pourrait diminuer cet inconvénient en installant, comme dans les fours précédents, des conduits distincts pour conduire les gaz acides de la cuvette et des calcines, en fermant alors, par des registres, les portes 9 et r pendant les opérations.

Fours à moufle. — La difficulté de condenser d'une manière suffisante l'acide chlorhydrique provenant des fours à flamme a conduit a supprimer tout mélange des gaz de la combustion avec les produits de la décomposition du sel : on a construit des fours à moufle.

Les figures 130, 151, 152 montrent, par deux coupes verticales et une coupe horizontale, les dispositions de ce four à cuvette et i moufle; les mêmes lettres indiquent les parties semblables dans les trois figures : AA, deux foyers à grilles de 60 cent, sur 45 : la flamme enveloppe la moufle, dont la sole a 4 mètres sur 2"*,50, passant au-dessus, puis dessous dans la direction A' A" pour se rendre sous la cuvette M, puis être dirigée, par une cheminée traînante A'", vers les chaudières ce plomb dans lesquelles Tacide des chambres se concentre à 60"*. La moufle C est formée de dalles en briques très-compactes, à joints trèsserrés, supportées par des tasseaux ; la voûte est construite en briques également très-résistantes, moulées en clef de voûte; deux larges tubes en grès ou en argile D conduisent les vapeurs acides aux condensateurs. Un registre A" permet d'ouvrir et de fermer à volonté le passage entre h moufle C et la cuvette M ; celle-ci a un diamètre intérieur de 3 mètres et 7 à 8 centimètres d'épaisseur; elle est surmontée d'une voûte en briques (*). Deux conduits DD dirigent les vapeurs vers les appareils de condensation ; un conduit spécial E correspond au fond d'une trémie contenant le sel marin pour le chargement d'une opération ; le con-

(*) Dans quelques usines on a substitué à la voûte une capsule en fonte renversée, aodsàtas de laquelle circule la flamme. On peut économiser ainsi une partie du combustible, mû» 1% £Mite est attaquée et le sulfate obtenu est sensiblement plus impur.