II

guerres les plus actives, la production annuelle du salpôtre en France s'est élevée à 1,900,000 kilogrammes : Paris en fournissait les 7/20~, la Touraine lesS/âO**, toutes les autres provinces les iO/20*% et les nîtrières artificielles i/20«.

Extraction du nitre. — On peut obtenir le nitre :

l^En transformant Tazotate de soude en azotate de potasse.

Pour préparer le nitre par cette méthode, on fait réagir du chlorure de potassium sur de Tazotate de soude. Les deux sels sont dissous dans l'eau bouillante; le chlorure de sodium, étant le sel le moins solubleà chaud, se précipite le premier, et Tazotate de potasse reste dans la liqueur; il se dépose en cristaux par le refroidissement.

Cette double décomposition ne se fait que dans une liqueur bouillante ; à une température plus basse, l'azotate de soude cristalliserait le premier et le chlorure de potassium resterait en dissolution.

2® Le salpôtre peut se former dans des nitrieres artificielles.

On cherche à réaliser dans ces nitrieres toutes les circonstances qui paraissent favorables à la production du nitre: des matières végétales et animales, des sels alcalins et calcaires s'y trouvent exposés pendant longtemps à l'action de l'air humide.

Jusqu'à présent les nitrieres artificielles n'ont pas donné en France des résultats bien satisfaisants ; mais on les exploite avec succès en Moravie, * en Suède et en Prusse.

3° En France, on extrait toujours le nitre des matériaux salpêtres qui, indépendamment du nitre, contiennent des azotates de chaux et de magnésie. Les plâtras salpêtres de Paris contiennent environ 4 pour 100 d 'azotates. (Gat-Lussag.)

La partie soluble des matériaux salpêtres présente en général la composition suivante :

Nitre 25

Azotate de chaux 33

— de magnésie 6

' Sel marin 5

Autres seis 32

Les matériaux salpêtres contiennent aussi une quantité notable d'azotate d'ammoniaque. (M. Kuhlmann.)

L'opération qui a pour but de transformer les azotates de chaux et de magnésie en azotate de potasse porte le nom de saturation des liqueurs.

Les eaux de lavage des matériaux salpêtres, contenant des azotates de chaux et de magnésie, sont mélangées avec du carbonate de potasse, qui forme des carbonates de chaux et de magnésie insolubles et de l'azotate de potasse soluble. Dans cette réaction l'azotate d'ammoniaque est aussi décomposé en azotate de potasse et en carbonate d'ammoniaque qui se volatilise pendant la concentration des liqueurs.

Il esl souvenlplus économique d'employer du sulfate de potasse pour décomposer les azotates de chaux et de magnésie; mais comme le sulfate de potasse n'agirait pas sur Tazotate de magnésie, à cause de la solubilité du sulfate de magnésie, on commence par transformer Tazotate de magnésie en azotate de chaux, en ajoutant dans la liqueur un lait de rhaux qui précipite la magnésie. La chaux réagit également sur l'azotate d'ammoniaque, en dégage l'ammoniaque et forme de l'azotate de rhaux.

On emploie aussi dans le même but des mélanges de parties égales de sulfate de soude et de chlorure de potassium. Le sulfate de soude forme d'abord du sulfate de chaux insoluble et de l'azotate de soude ; ce dernier sel est alors décomposé par le chlorure de potassium, donne du chlorure de sodium qui se précipite en premier lieu, et de l'azotate de potasse qui reste dans les eaux mères et que l'on retire par cristalli* satioD.

Lavage des matériaux salpêtres. — Pour laver facilement les matériaux salpêtres, on commence par les concasser et les passer à la claie : on les mélange ensuite avec des cendres ou toute autre matière contenant du carbonate de potasse, afin d'opérer ïh saturation des liqueurs.

On introduit le mélange dans des tonneaux défoncés d'un côté, reposant sur le fond qui leur reste et placés au-dessus d'une rigole nommée recette ; on le soumet à un lavage systématique qui a pour effet d'enlever aux matériaux salpêtres presque tout le nitre qu'ils contiennent avec le moins d'eau possible, afin de diminuer les frais d'évaporation.

Comme cette opération est d'une grande importance en industrie, et qu'elle s'applique à tous les cas dans lesquels on se propose d'opérer la séparation d'un corps soluble d'avec un autre qui ne l'est pas, nous en Imposerons le principe avec détail.

Supposons que l'on opère d'abord sur I mètre cube de matériaux salpêtres, qui contient 40 kilogrammes de salpêtre. On verse sur cette masse 500 litres d'eau qu'on y laisse séjourner dix heures; après ce temps,' on fait écouler la moitié du liquide, c'est-à-dire S50 litres; on remplace les 250 litres écoulés par 250 litres d'eau pure. Cette opération, répétée un certain nombre de fois, donne des liqueurs que nous appellerons A, B, C, D, £, F^ dont la richesse en salpêtre est indiquée dans le tableau suivant :

Kr lavage. On retire 250 lit. On obtient une liqueur A qui contient 20 kil. de salpêtre.

?• lavage. — 250 — — B — 10

.3* lavage. — 250 — -^ C - &

:J» lavage. — 2oO — — D — 2,5

4' lavage. — 250 — — K — 1,25

c* lavage. — 250 F — 0,63

1500 Total 39,38 de salpêtre obtenu.

Après le sixième lavage, les matériaux retiennent 250 Ttres d'uno

liqueur peu riche en salpêtre, car la quantité de sel qu'elle renferme ne s'élève plus qu'à 0^",62 .

En employant successivement i750 litres d'eau, et en retirant i 500 litres en dissolution saline, on a donc extrait 39^*^38 de salpêtre.

Si, au lieu de procéder par lavages successifs, on avait versé immédiatement 4750 litres d'eau sur le mètre cube de matériaux, et que l'on eût retiré, comme dans les opérations précédentes, 1500 litres de liqueur en laissant 250 litres sur les matériaux, cette dissolution aurait retenu évidemment ^ du salpêtre qui se trouvait dans la masse, c'est-à-dire 5^",63. En évaporant les 1500 litres obtenus dans le second cas, on ne retirerait donc que 33*",75 de salpêtre au lieu de 39*'",38 obtenus par la première méthode des lavages successifs. On comprend donc que, pour épuiser des matériaux salpêtres, il y ait avantage à suivre le procédé que nous venons de décrire.

Pour diminuer les frais d'évaporation des liqueurs, on les enrichit en réunissant la première liqueur à la seconde, c'est-à-dire A à B, ce qui donne 500 litres que l'on fait passer sur de nouveaux matériaux salpêtres ; en employant ensuite les liqueurs D, E, F, on obtient ainsi de nouvelles liqueurs A', B', C, D', E', F', G', dont la richesse en salpêtre augmente graduellement : on n'évapore que les dissolutions qui contiennent 35 kilogrammes de salpêtre pour 250 litres. Le tableau suivant démontre, du reste, que l'on peut toujours amener les liqueurs à cette concentration avant de les soumettre à l'évaporation :

kil. kil. lilrM. kil.

Icrlatage fait atec A + B contenant 30 et dissohant 40. On retire 2R0 donnant A' conten. 35 de lalpétre.

2« lavage

3« lavage

4« lavage

5« lavage

6« lavage 7« lavage

eau

pure.

On voit, d'après ce tableau, que l'on obtient sept liqueurs différentes : la première contient 35 kilogrammes de salpêtre et peut être évaporée immédiatement, et il reste alors six liqueurs B', C, D', E*, F', G', qui présentent à peu près la même composition que les premières liqueurs A, B, C, D, E, F, que l'on fait passer sur de nouveaux matériaux salpêtres et qui donnent, comme précédemment, une dissolution contenant 35 kilogrammes de salpêtre pour 250 litres de liquide.

Ainsi, par l'emploi de la méthode des lavages successifs, on arrive à deux résultats fort importants pour la pratique, qui sont, d'une part, l'épuisemenl presque complet des matériaux salpêtres, et, de l'autre, la production de liqueurs très-riches en salpêlre, et dont les frais d'évaporation ne sont par conséquent pas très-considérables.

Ces dernières eaux doivent marquer environ 12® à l'aréomètre : on procède alors à la cuùe»

Cuite. — L'évaporalion des eaux salpôtrées, qui porte le nom de cuite, se fait dans de grandes chaudières de fonte ou de cuivre.

Les liqueurs en se concentrant laissent déposer du carbonate de chaux, du sulfate de chaux et des matières animales ; ces dépôts sont appelés boues. Pendant cette concentration il se manifeste une forte odeur ammoniacale.

Boues. — Les bouillons ramènent les boues delà circonférence au centre de la chaudière; aussi peut-on les enlever facilement en plaçant dans la chaudière {fig. 44), à quelque distance du fond, un chaudron dans lequel viennent se rendre les dépôts insolubles. Ce chaudron est attaché à une chaîne qui passe sur une poulie, en sorte qu'il ^st facile de le retirer de temps en temps.

Lorsque la liqueur amve à un certain point de concentration, elle laisse cristalliser des chlorures de potassium et de sodium, qui ne sont pas à beaucoup près aussi solubles que le nitre dans Teau bouillante; on enlève ces sels avec des écumoires ; le dépôt des chlorures se fait en général au moment où la liqueur marque 42* au pèse-sel : on doit pousser Tévaporation jusqu'à 45*. On reconnaît qu'elle a été conduite assez loin, quand une goutte de la dissolution se solidifie lorsqu'on la met sur un corps froid. La liqueur est alors portée au cristallisoir, et au moment où elle cristcillise, on l'agite avec des râteaux de bois.

On obtient ainsi un salpêtre brut cristallisé en petites aiguilles, qui porte le nom de salpêtre de première cuite.

Ce premier travail se fait en France par des salpéfriers patentés. Le salpêtre brut est livré en cet état aux ateliers du gouvernement; il contient environ 25 centièmes de corps étrangers ; on le purifie en le soumettant à l'opération du raffinage.

RAFnNAGE DU SALPÊTRE. — Nous avons VU quc la solubilité de l'azotate de potasse augmente très-rapidement avec la température ; tandis que celle du chlorure de potassium et du chlorure de sodium reste à peu près stationnaire. C'est sur celte propriété qu'est basé le raffinage du salpêtre.

Le salpêtre brut contient des chlorures, des sulfates, des carbonates, des matières terreuses et organiques. La première opération qu'on lui

Fig. AA.

/ait subir a pour but de le débarrasser de la majeure partie des sels étrangers solubles. A cet effet, on le met dans un grand bassin plat, en contact pendant plusieurs heures avec de i*eau qui est déjà saturée de salpêtre, et qui se produit dans le travail courant du raffinage. Cetle eau, q^i est encore propre à dissoudre des sels étrangers, est versée sur la masse de salpêtre en quantité suffisante pour Timbiber complètement. Environ \2 heures après, on relève le salpêtre en l'agitant avec des écumoires de cuivre et on Tamoncelle, pour le faire égoutter, à Tune des extrémités du bassin.

Pour en séparer les matières insolubles, on le fait dissoudre à chaud dans une grande chaudière A {fig. 45), où Ton verse d'abord 23 parties

Fi9. 4Ô.

d'eau pure pour 75 parties du sel à raffiner. On ajoute le salpêlre par quantités successives et, lorsqu'il est entièrement dissous, on clarifie la liqueur avec une dissolution de colle. Il faut environ 3 kilogrammes de colle dissous dans 30 litres d'eau pour un rafGnage de 4000 kilogrammes de salpêtre.

Le collage s'exécute en deux fois, la première avec 20 Ji très, la seconde avec 10 litres. On agite, chaque fois, la liqueur, et on ajoute une certaine quantité d'eau froide, de manière à interrompre l'ébullition. Il se forme des écumes qui font monter à la surface les matières organiques et terreuses en suspension. On enlève ces écumes au fur et à mesure qu'elles se produisent, favorisées par une légère ébuUition ; au bout de quelque temps, la dissolution est parfaitement transparente. On retire le feu, et lorsque la liqueur est descendue à une température de 90* «environ on la

transvase dans un cristallisoir de cuivre (Jig. 46) dont le fond en rigole est formé par la réunion de deux plans inclinés. Dans la cristallisation du salpêtre on a soin de remuer continuellement

Fig. 46.

la dissolution au moment otrelle cristallise, pour que le sel se dépose en petits cristaux prismatiques qui se purifient plus facilement que les gros cristaux accolés qui se formeraient dans la liqueur tranquille et entre lesquels se trouverait enfermée de Teau mère contenant des sels étrangers qu'il serait ensuite très-difficile d'enlever.

Le salpêtre cristallisé est ramené sur les bords du cristallisoir où il s'égoutte ; les eaux mères retombent dans le cristallisoir; lorsqu'il est desséché, on l'enlève et on le porte dans des caisses où il est lavé.

Le lavage est effectué dans une caisse munie d'un double fond troué a6 {fig» 47) sur lequel on tasse du salpêtre jusqu'à ce qu'il dépasse légèrement la partie supérieure de cette caisse.

On y verse à quatre reprises au moyen d'un arrosoir de Teau pure qui

Fig. 47.

entraîne les eaux mères dont le salpêtre est imprégné (I). On arrête ce lavage lorsque la proportion de chlorures restant dans le salpêtre est réduite à moins de ^ ; c'est la limite au-dessous de laquelle les règlements interdisent d'employer le salpêtre pour la fabrication de la poudre. Ce degré de pureté est toujours de beaucoup dépassé dans les raffineries de l'état. Le salpêtre raffiné dans celle de Paris ne contient en moyenne

que

; de chlorures.

On laisse égoutter le salpêtre dans les caisses de lavage jusqu'à ce qu'il ne renferme plus que 5 pour 100 d'eau environ, et l'on achève de

(I) On se sert des eaux du lavage du salpêtre ralllné pour le lavage du salpêtre brut dont Doas avons parlé plus haut.

le dessécher dans des bassins de cuivre D, D {fig, 45), chauffés en dessous par la chaleur perdue du fourneau B, dont la fumée circule dans les carneaux c^c^c^c avant de se rendre dans la cheminée H. Vers la fin du séchage on le passe dans des tamis de toile métallique pour en séparer les grumeaux que Ton écrase ; puis le tout est môle et étendu de nouveau dans le séchoir jusqu*à parfaite dessiccation.

Le salpêtre raffiné par ce procédé est d'une blancheur de neige, et présente Taspect d'un sable fin.

Essai du salpêtre. — Cet essai est fondé sur la propriété que possède Teau saturée d'azotate de potasse de dissoudre les sels étrangers qui sont mêlés au salpêtre, sans agir d une manière bien sensible sur ce dernier sel. Ce mode d'essai a été proposé en 1789 par Riffault et a reçu depuis divers perfectionnements. On Texécute dans les raffineries du gouvernement en prélevant sur la quantité du salpêtre à essayer un échantillon moyen du poids de 400 grammes qu'on traite dans un vase de verre à large ouverture, par 500 centimètres cubes d'une dissolution aqueuse saturée d'azotate de potasse pur. Après quelques minutes d'agitation, on jette la masse entière sur un grand filtre sans plis, et on la lave avec 250 centimètres cubes de la même dissolution saturée, en ayant soin de réunir sur le filtre, avec cette liqueur, l'azotate de potasse qui est resté adhérent au vase.

Le salpêtre, bien égoutté, est séché à la température ordinaire sur plusieurs doubles de papier placés sur des matières absorbantes, telles que du plâtre ou de la chaux ; la perte de poids que le salpêtre a éprouvée indique la proportion des matières étrangères qu'il contenait.

Toutefois ce mode d'essai ne donne pas le titre du salpêtre avec une très-grande exactitude, parce que^ d'une part, les matières terreuses, dont la proportion s'élève souvent à 1 et 2 centièmes, restent dans le salpêtre d'épreuve, et que, d'une autre part, les sels solubles contenus dans le nitre brut agissent plus ou moins sur l'échantillon d'essai et sur la liqueur saturée. Ainsi le sel marin détermine la dissolution d'une certaine quantité de salpêtre et diminue le titre, tandis que le chlorure de potassium l'élève en produisant, au moment de la dissolution, la précipitation d'une certaine quantité de nitre qui s'ajoute à l'échantillon d'essai.

Il faut joindre aussi à ces causes d'erreur les incertitudes qui tiennent à des variations de température qui peuvent se produire pendant l'analyse et faire varier la solubilité des sels ; on les corrige, il est vrai, mais incomplètement, en traitant dans les mêm/^s circonstances que l'échantillon à essayer, 400 grammes de nitre pur par 750 centimètres cubes d'une dissolution saturée du même sel, et en appréciant la perte ou l'augmentation de poids que ces 400 grammes ont éprouvée à la fin des épreuves.

En général, l'essai à l'eau saturée indique un titre trop élevé, de i à

3 centièmes : aussi la régie ajoute-t-elle toujours 2 centièmes au déchet subi par le salpêtre d'épreuve ; en d'autres termes, elle diminue de2 centièo^es le titre de l'azotate de potasse qui a été soumis & Tessai.

Outre la méthode que nous venons d'indiquer, il en existe deux autres qui servent à analyser l'azotate de potasse.

La première consiste à transformer le nitre en carbonate de potasse en le calcinant avec du charbon, et à apprécier, au moyen de l'acide sulfurique normal, le titre du carbonate de potasse, qui sert ensuite à calculer la proportion d'azotate de potasse pur contenue dans le salpêtre que l'on examine. Ce procédé est dû à Gay-Lussac. (Voy. Alcalimétrie.)

La seconde méthode consiste à déterminer la quantité d'azotate de potasse nécessaire pour fsiire passer un poids connu de fer dissous daas l'acide chlorhydrique, de l'état de protochlorure à l'état de perchlorure de fer.

L'expérience directe a prouvé que pour porter au maximum de chloniration â grammes de fer pur (fil de clavecin), préalablement dissous dans 80 à 100 grammes d'acide chlorhydrique fumant, il faut employer une quantité de nitre pur représentée en moyenne par 4<%2I6 :

CFcCl + I0,A20» 4- 4HC1 = 4H0 -+- KCl 4- AzO» -h 3Fe«Cl«.

Si le nitre n'est pas pur, en le pesant sous le poids.de I>',9t6 et en le tndtant par 2 grammes de fer dissous dans l'acide chlorhydrique, il restera dans la liqueur une certaine quantité de protochlorure de fer dont la proportion représentera celle de matières étrangères contenue dans le nitre. On détermine l'excès de protochlorure de fer avec une liqueur titrée de permanganate de potasse. (Voy. Esêais de fer par le permanganate de potasse.)

Supposons qu'il s'agisse de faire l'essai d'un salpêtre brut.

On dissout dans 100 grammes d'acide chlorhydrique 2 grammes de fil de clavecin ; onyajoute, soiten cristaux, soiten dissolution, i*',21 6 de nitre ; on ferme rapidement le matras avec un bouchon de liège portant un petit tube de verre effilé, et r(»n maintient le mélange à l'ébullition pendant cinq on six minutes. Au bout de ce temps, il n'existe plus d'azotate de potasse dans la liqueur, qui est alors colorée en jaune.

On la verse dans un grand ballon d'une capacité d'environ I litre i/2,' qu'on remplit aux deux tiers avec les eaux de lavage du matras. On détermine, avec la dissolution titrée de permanganate de potasse, la proportion du fer restée à l'état de protochlorure. Supposons qu'un essai préalable ait appris que 30 centimètres cubes d'une dissolution de permanganate représentent la quantité de cette dissolution qu'il ikut employer pour perozyder 1 gramme de fer; supposons de plus 'que pour terminer la peroxydation du fer, commencée aux dépens du nitre, il ait fidlu 5 centimètres cubes de la môme dissolution, la proportion suivante indique à quelle quantité de fer au minimum correspondent les 5 centimètres cubes de liqueur employée :