DES SELS AMMONIACAUX ET DE L'AMMONIAQUE
Sommaire technique. — Les matières premières qui peuvent servir à la production de lammoniaque sont : 1° la houille ; 2° les os, la corne et autres tissus animaux: 3° l'urine. Il en résulte que l’industrie de lammoniaque n'a point d’existence spéciale et indépendante, du moins en ce qui concerne la fabrication des eaux ammontacales brutes. Sous ce rapport elle devient forcément comme une fonction annexe et secondaire d'industries différentes, telles que les usines à gaz, les fabriques de noir animal ainsi que celles de prussiate et l'exploitation des vidanges. Les liqueurs ammoniacales de ces trois provenances ont besoin naturellement de divers traitements pour être épurées et pour procurer de lammoniaque et les sels ammoniacaux du commerce. Tantôt ces traitements sont exécutés dans l'usine où l’eau ammoniacale a pris naissance, tantôt l’industrie capitale préfère ne pas utiliser elle-mème ce produit secondaire pour elle, et le cède à d’autres industriels qui font leur but principal de la fabrication des sels ammonia- CAUX.
Production d’'ammoniaque dans les usines à gaz. — L'ammoniaque se trouve en assez grande proportion dans la masse gazeuse que dégage la distillation de la houille dans les cornues. Cette ammoniaque est retenue en partie par l’eau des laveurs qui servent à l’épuration physique du gaz, et par le mélange de Laming qui sert àson épuration chimique. Dans l'eau des laveurs l’ammontiaque est accompagnée de plusieurs autres produits, notamment par des matières goudronneuses. La séparation s'effectue par distillation. C’est en Angleterre qu'on utilise le plus complètement les richesses ammoniacales provenant de l’épuration du gaz. Tantôt on ajoute à l’eau mème qui va parcourir les laveurs de l'acide sulfurique qui, par affinité, dépouille mieux le gaz de lammoniaque qui l'accompagne et engendre de suite du sulfate d’ammoniaque. Tantôt on fait
passer le gaz à travers les résidus de la préparation du chlore, de facon à attirer et à fixer l’ammoniaque sous forme de chlorhydrate. Le mélange de Laming y est aussi mis à profit. Par son sulfate de chaux, ce mélange retient - l’ammoniaque du gaz qui le traverse, sous forme de sulfate d'ammoniaque. Mais pendant la revivification de ce mélange, la chaleur qui se développe répand dans Pair l’'ammoniaque primitivement fixée, et la perte industrielle se complique d’une mauvaise condition hygiénique pour les ouvriers. En Angleterre on recueille ces émanations et on fixe l’ammoniaque en les faisant arriver dans l'acide sulfurique étendu.
En France, on se contente d'exploiter les eaux de lavage. On commence, pour diminuer les frais de transport, par concentrer les eaux ammoniacales par une distillation analogue à celle employée pour la rectification de l’alcool.- Trois chaudières closes sont mises en communication entre elles par des tuyaux de dégagement cintrés. Toutes trois contiennent les mêmes eaux ammoniacales. Mais les vapeurs de la première, passant à travers le liquide de la seconde, en sortent plus chargées d’'ammoniaque; et la vapeur qui sort de la troisième l’est encore davantage. Autrement dit, par ce procédé les vapeurs ammoniacales des trois chaudières se trouvent être concentrées dans un même espace. Le tube de sortie de la dernière chaudière conduit ces vapeurs réunies dans les serpentins de deux réfrigérateurs placés l’un au-dessus de l’autre. Elles arrivent condensées dans un récipient final contenant, soit de l'acide sulfurique, soit de l'acide chlorhydrique. On a ainsi une dissolution assez concentrée soit de sulfate, soit de chlorhydrate d’ammoniaque. C’est cette dissolution lente qu’on expédie aux usines spéciales. |
Production d'ammoniaque dans les fabriques de noir animal et de prussiates. — Dans ces deux espèces de fabriques, la calcination des matières animales donne lieu à un dégagement de matières goudronneuses et ammoniacales si la calcination se fait en vases clos, de manière à con-
denser dans un récipient ces émanations, on obtient un Liquide noirâtre, connu autrefois sous le nom de corne de cerf, formé principalement de carbonate d'ammoniaque qui peut trouver les mêmes emplois consécutifs que les eaux ammoniacales des usines à gaz.
Production d'ammoniaque dans les établissements de vidanges. — Dans les bassins où on fait déposer les matières fécales, il se forme bientôt, à la surface des parties-solides, une couche de liquide appelée eaux vannes, qui est constituée avant tout par la séparation spontanée des urines. L'urée de ces eaux vannes abandonnées à elles-mêmes pendant deux ou trois semaines se transforme spontanément en carbonate d'’ammoniaque, et dès lors le liquide peut servir à la production des sels ammoniacaux.
On exploite rarement les résidus ammoniacaux que peuvent fournir les fabriques de noir animal et de prussiate de potasse. Les véritables sources de l’industrie ammoniacale sont les eaux d'épuration du gaz et les eaux vannes des engrais. Peu d'usines à gaz exploitent elles-mêmes les eaux ammoniacales. La plupart ne font que les concentrer et elles les livrent, telles quelles, soit aux fabriques de soude qui se servent du procédé Solway, soit aux établissements qui fabriquent des produits chimiques avec les vidanges. Ce sont donc ces derniers qui représentent les industries spéciales de produits ammoniacaux, et pour eux les envois des usines à gaz ne constituent qu’un apport secondaire. Pour ces raisons, l’industrie ammoniacale doit être considérée comme étant, avant tout, un dérivé de celle des engrais.
Comme opérations propres à ces usines, 1l y a d’abord la préparation des eaux ammoniacales, à l’aide des vidanges, qui consiste en la mise en dépôt dans des réservoirs, pour que la séparation des matières solides et des eaux vannes ainsi que la fermentation de celles-ci s'effectuent, et dans la concentration de la liqueur ainsi obtenue. C’est en opérant ensuite sur ces eaux ammoniacales brutes, ainsi que sur celles qui proviennent des usines à gaz, qu on prépare les divers produits ammoniacaux du commerce. Sui-
vant les circonstances, on prépare le ck/orhydrate d'ammoniaque, soit en concentrant simplement dans des chaudières en fonte rectangulaires les eaux de lavage des gaz qui arrivent avec addition préalable d'acide chlorhydrique, soit en traitant par cet acide les eaux ammoniacales qui ne renferment encore que du carbonate d’ammoniaque, et concentrant ensuite comme précédemment. Les liqueurs concentrées sont coulées dans des réservoirs de cristallisation. Les cristaux recueillis sont grèllés sur des plaques de fonte, afin de chasser diverses substances étrangères plus volatiles que le sel ammoniac. Après ce grillage, les cristaux sont encore purifiés par sublimation. Celle-ci se fait soit dans des chaudières hémisphériques en fonte, soit dans des vases en grès. Sous l'influence de la chaleur, le chlorhydrate se volatilise et vient se condenser sur la face interne du couverele et sur les paroiïs curvilignes de la partie supérieure du vase.
Le sulfate d'ammoniaque se prépare soit en concentrant les eaux de lavage du gaz qui ont déjà reçu de l'acide sulfurique, soit en traitant par du sulfate de chaux les eaux vannes et les eaux de lavage qui, en vertu de leur origine même, renferment du carbonate d’ammoniaque. La liqueur est ensuite évaporée à siccité. Le résidu est grillé légèrement, redissous dans l’eau et abandonné à la cristallisation.
Dans l’industrie on n’extrait pas directement le carbonate d'ammoniaque des eaux ammoniacales où il se trouve cependant naturellement, parce qu'on lobtiendrait entaché de matières goudronneuses dont il serait difficile et onéreux de le débarrasser. Généralement, c’est avec le chlorhydrate d’ammoniaque qu’on le prépare: Pour cela on distille ce sel sur de la craie. Par double décomposition il se produit du chlorure de calcium qui reste dans les cornues et du carbonate d’ammoniaque qui se volatilise et va se condenser dans un réfrigérant ou dans des chambres.
Autrefois l’ammoniagne était obtenue en décomposant par de la chaux caustique un sel ammoniacal cristallisé. Aujourd'hui on prépar cette substance en distillant les
eaux ammoniacales sur de la chaux parfaitement éteinte.
Hygiénologie. — Ces usines nuisent surtout par la raison que, pour les eaux ammoniacales provenant des vidanges, elles doivent procéder à leur préparation ab ovo, c'est-à-dire recevoir les vidanges, les faire séjourner dans des bassins de décantation pour permettre à la séparation des eaux vannes de s'effectuer. Ces bassins répandent au loin, non seulement de l'hydrogène sulfuré, mais dé l’indol, du scatol, des alcools sulfurés, des cyanures et des isocyanures de la série grasse dont l'odeur est bien plus désagréable encore. Les deux dernières substances ont en outre un effet toxique des plus puissants. Enfin le danger le plus considérable est surtout dans les germes morbides que ces dépôts peuvent verser à profusion dans l'air et dans le sol. C’est le milieu le plus favorable à la pullulation des germes. C’est le véhicule attitré de la plupart des microbes spécifiques. IF est donc indispensable qu'on ajoute immédiatement aux matières des désinfectants, tels que des sels métalliques ou des cendres de Picardie. Les bassins doivent être en maçonnerie parfaitement étanche et cimentée, ou mieux encore en tôle, revêtus d’un couvercle et surmontés d’une cheminée d'appel. On a indiqué de disposer dans ces cheminées des plateaux garnis de charbon imprégné de sulfate de fer ou d’acide sulfurique, afin d’absorber et décomposer le gaz. Mais le résultat est Join d'être satisfaisant. On a aussi pris des dispositifs ramenant les gaz dans les foyers des générateurs. Mais Girard fait observer avec raison que les cheminées te ces générateurs sont généralement très élevées et douées d'un trop fort tirage, de sorte que les gaz putrides sont entraînés trop vite pour pouvoir être brülés et sont mème lancés sous forme d’une vapeur globulaire qui, comme les brouillards, ne se prête pas à la diffusion et est souvent transportée au loin par les vents. Il préférerait que ces vapeurs fussent lancées par un ventilateur dans un foyer spécial mieux aménagé pour leur combustion. Le procédé proposé par Pabst serait certainement supérieur encore, Il consisterait à faire
passer les émanations des bassins dans une colonne de coke arrosé d’eau froide qui retiendrait l’eau et les produits ammoniacaux. De là, elles traverseraient une seconde colonne avec cascades d'acide sulfurique nitreux, et enfin une troisième contenant de l'acide sulfurique et du sulfate de fer. Tous les principes chimiques et miasmatiques nuisibles seraient ainsi retenus. Du reste, 11 y aurait peut-être lieu de supprimer la décantation et par suite les dépôts, en distillant d'emblée la masse des vidanges pour l'extraction de l’ammoniaque.
Quant à la fabrication des sels ammoniacaux proprement dits, l’action nuisible relève exclusivement du dégagement de vapeurs ammoniacales qui donnent lieu à une odeur âcre et irritante, et qui peuvent mème enflammer les muqueuses oculaire, pituitaire et bronchique. D'une manière générale, il faut que tous les appareils et récipients soient métalliques et hermétiquement elos. Les vases en fonte sont particulièrement indiqués parce qu'ils peuvent être réunis sans le concours d’un lut toujours peu fidèle, on devrait mème se servir exclusivement de l'appareil Mallet qui permet d'obtenir à volonté tous les sels ammoniacaux et qui est d'autant plus facilement accepté qu'il constitue un progrès Industriel.
A et B deux chaudières élagées sur un fourneau ordinaire. L'inférieure À repose seule sur le foyer. La supérieure B n’est chauffée que par la chaleur perdue et par les vapeurs premières, Le tuyau courbe e les met en communication pour la transmission de la vapeur. Un autre tube de communication à robinet d les réunit en bas et permet de faire passer les liquides de B en A. On introduit dans les chaudières d'abord les eaux ammoniacales, puis un lait de chaux. Il en résulte la mise en liberté de l'ammoniaque et la formation de carbonale de chaux, de sulfure, de cyanure, de sulfo-cyanure et de chlorure de calcium, qui restent dans l’eau. Les eaux ammoniacales arrivent par le tuyau à robinet À du réfrigérant D complètement clos et recevant de l’eau du réservoir E par le tube à entonnoir g. Le lait de chaux est introduit par l'ouverture e; aa’ sont des agitateurs manœuvrés de temps en temps par un ouvrier. Le trou d'homme b sert
au nettoyage des vases. Le gaz ammoniac qui sort de la chaudière A vient barboter dans la chaudière B et se réunir à celui qui se dégage
de cette dernière. De là il passe dans le laveur €, arrive dans le serpentin D, puis dans celui du réfrigérant FU, arrive dans le vase G. Une pompe R le conduit avec l’eau condensée dans le laveur G,
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Fig. 185. — Appareil Mallet pour l'extraction de l’'ammoniaque.
Quant au gaz non condensé, il s'échappe du vase G et passe dans un appareil de Wolf. Le flacon H contient de l'huile d'olives qui retient les carbures d'hydrogène. Le flacon I renferme de la lessive de soude qui retient les matières odorantes.
Le flacon K ne contient que de l’eau pure. De ce flacon laveur le gaz passe dans un grand cylindre en plomb L contenant de l’eau ou des acides suivant qu’on veut obtenir de l’ammoniaque liquide ou un sel ammoniacal; ce cylindre est refroidi par un courant d’eau continu. Il porte un tube à entonnoir à pour l'introduction de l’eau ou des acides et un autre tube qui condüit l’excès de gaz dans le flacon M
contenant de l’eau.
Si on veut du chlorhydrate d’ammoniaque, on l'obtient avec l'appareil Mallet en mettant de l’acide chlorhydrique dans le cylindre L. On évapore et il cristallise, mais on lui donne, après, la forme hémisphérique par sublimation dans des vases divisés en deux compartiments par un diaphragme incomplet. La condensation s'opère dans le compartiment
Fig. 186. — Appareil pour la fabrication du sel ammoniac en pains.
supérieur. On place une série de ces pots sur une voûte qui les protège contre l’action trop directe du feu. Le foyer communique avec un canal qui conduit les produits de la combustion sous des chaudières d’évaporation. La flamme ne peut venir lécher la partie inférieure des vases que par les trous dont la voûte est percée. La partie supérieure est préservée de la flamme par une plaque de fonte percée de trous d’où émerge cette partie supérieure. | Les eaux résiduaires des industries exploitant les eaux vannes contaminent notablement les rivières. Dupré (1) a constaté que, même après épuration par la chaleur et la chaux, elles renferment encore des germes, et qu’en tout cas elles constituent un champ favorable à leur pullulation.
(1) Annales d'hygiène, t. XIV, 3° série, p. 2417,
