FIXATION DE L'AZOTE PAR L'ALUMINE ET LE CARBONE

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12 LA H O U I L L E B L A N C H E № i

p l u s a v a n t a g e u x a u p o i n t d e v u e d e s d é n i v e l l a t i o n s à f r a n - c h i r , c a l c u l e r la p r o f o n d e u r d e s t r a n c h é e s à o u v r i r et la h a u - t e u r des r e m b l a i s à é l e v e r , m e s u r e r les p e n t e s et les r a m p e s d e la n o u v e l l e v o i e , e t c .

P o u r ces d i v e r s o b j e t s , o n d é f i n i t le relief, soit a u m o y e n d'altitudes, q u i s o n t r e s p e c t i v e m e n t les h a u t e u r s des p o i n t s d u sol a u - d e s s u s d e la sui^vface de la m e r , p r i s e c o m m e b a s e d e c o m p a r a i s o n et p r o l o n g é e p a r la p e n s é e s o u s les c o n t i - n e n t s , soit a u m o y e n d e c o u r b e s c o t é e s , d i t e s courbes de ni- veau, q u i s o n t les l i g n e s é t a g é e s q u ' o c c u p e r a i t s u c c e s s i v e - m e n t le r i v a g e d e s m e r s si, b r u s q u e m e n t , l e u r n i v e a u m o n - t a i t d e 1 0 , 20, Ï O O o u i o o o m è t r e s p a r e x e m p l e .

Reste à m e s u r e r les a l t i t u d e s et à fixer le t r a c é d e s c o u r b e s |

d e n i v e a u . j P o u r cela, a u m o y e n d ' u n e s u i t e d e visées h o r i z o n t a l e s ,

faites s u r d e s é c h e l l e s o u mires d i s p o s é e s v e r t i c a l e m e n t d e d i s t a n c e e n d i s t a n c e , o n c o n s t i t u e , le l o n g d ' i t i n é r a i r e s c o n - v e n a b l e s , l ' é q u i v a l e n t d ' u n e s o r t e d e c a n a l , d o n t o n n o t e - r a i t s u c c e s s i v e m e n t , p o u r les c u m u l e r e n s u i t e d e p u i s l ' o r i - g i n e , les h a u t e u r s d e s écluses m o n t a n t e s et d e s c e n d a n t e s .

V e r s i 8 5 5 , u n c o n d u c t e u r f r a n ç a i s des P o n t s et C h a u s s é e s , B o u r d a l o u e , a, le p r e m i e r , p e n s é q u e si la p l a n i m é t r i e d ' u n v a s t e t e r r i t o i r e d o i t a v o i r p o u r b a s e u n r é s e a u d e g r a n d s t r i a n g l e s , s u r les s o m m e t s d e s q u e l s s ' a p p u i e le r e l e v é des , p o i n t s d e d é t a i l , d e m ê m e l ' h y p s o m é t r i e g é n é r a l e d ' u n g r a n d p a y s d o i t r e p o s e r s u r u n r é s e a u p l u s o u m o i n s d e n s e d e l i g n e s d e n i v e l l e m e n t , o u p l u t ô t s u r u n e série d e r é s e a u x , à m a i l l e s d e p l u s e n p l u s é t r o i t e s , d o n t c h a c u n s ' a p p u i e s u r le p r é c é d e n t .

C'est a i n s i q u ' e n F r a n c e , d e i 8 5 5 à i 8 6 3 , a été c o n s t i t u é le p r e m i e r r é s e a u g é n é r a l d e n i v e l l e m e n t . Il a v a i t i 5 ooo k i l o m è t r e s d e d é v e l o p p e m e n t .

Cet e x e m p l e a été s u i v i p a r t o u t à l ' é t r a n g e r , si b i e n q u ' à c e t t e h e u r e , si T o n m e t t a i t b o u t à b o u t les l i g n e s d e n i v e l l e - m e n t e x i s t a n t d a n s le m o n d e , elles f e r a i e n t p l u s d e h u i t fois le t o u r d e la t e r r e .

D e v a n t l ' a m p l e u r et la p r é c i s i o n c r o i s s a n t e s d e s r é s u l t a t s o b t e n u s a u t o u r d e n o u s , l ' A d m i n i s t r a t i o n des T r a v a u x P u - b l i c s , d è s i 8 8 4 , p r e n a i t le p a r t i d ' é t a b l i r u n n o u v e a u r é s e a u f o n d a m e n t a l , s u r l e q u e l se g r e f f e r a i e n t s u c c e s s i v e m e n t p l u - s i e u r s r é s e a u x s e c o n d a i r e s .

L e R é s e a u d e b a s e , à m a i l l e s d e 4oo à 600 k i l o m è t r e s de t o u r , m e s u r a n t a u t o t a l 12 000 k i l o m è t r e s d e d é v e l o p p e m e n t , é t a i t a c h e v é e n 1 8 9 2 . Sa p r é c i s i o n est t e l l e q u ' e n r e v e n a n t a u p o i n t d e d é p a r t , a p r è s a v o i r p a r c o u r u le t o u r d e la F r a n c e , soit 3 908 k i l o m è t r e s , o n a p u r e t r o u v e r , à 6 c e n t i m è t r e s p r è s , l ' a l t i t u d e i n i t i a l e .

Le r é s e a u d e d e u x i è m e o r d r e , à p e u p r è s a u s s i t e n d u q u e le r é s e a u f o n d a m e n t a l , m a i s à m a i l l e s d e u x fois p l u s p e t i t e s , est a u s s i t e r m i n é d e p u i s 1 8 9 8 .

Le r é s e a u d e t r o i s i è m e o r d r e d o n t les m a i l l e s n ' o n t p l u s q u e 60 à 100 k i l o m è t r e s d e t o u r et d o n t la l o n g u e u r a t t e i n - d r a 4.7 000 k m s , est l u i - m ê m e a u x n e u f d i x i è m e s a c h e v é .

E n f i n p r è s d u q u a r t d u r é s e a u d e 4° o r d r e ( m a i l l e s d e 10 à 20 k i l o m è t r e s ) e s t d é j à n i v e l é .

L a l o n g u e u r t o t a l e d e s n i v e l l e m e n t s q u i s i l l o n n e n t , à c e t t e h e u r e , le t e r r i t o i r e d e la F r a n c e , est d ' e n v i r o n 1 0 0 0 0 0 k i l o - m è t r e s .

E n o u t r e , d e p u i s q u e l q u e s a n n é e s , d a n s les Alpes et les P y r é n é e s , ces t r a v a u x s o n t c o m p l é t é s p a r le r e l e v é d e s p r o - fils e n l o n g d e t o r r e n t s , d o n t , p a r a i l l e u r s , o n a m e s u r é les d é b i t s , à l'effet d e p o u v o i r a i n s i d r e s s e r u n e s t a t i s t i q u e e x a c t e des g r a n d e s forces h y d r a u l i q u e s d i s p o n i b l e s d a n s e n

r é g i o n s . |

C e t t e r a p i d e e s q u i s s e a u r a suffi, j ' e s p è r e , à m o n t r e r q u e l l e p a r t p r é p o n d é r a n t e , n o t r e p a y s , d e t o u s t e m p s , a p r i s d a n s les é t u d e s c o n c e r n a n t la f o r m e d e la T e r r e , les a c c i d e n t s d e sa s u r f a c e et la m e s u r e d e s o n relief.

E n m a t i è r e d e g é o d é s i e , le c a d a s t r e o u le n i v e l l e m e n t , c o m m e e n t a n t d ' a u t r e s d o m a i n e s , la F r a n c e a été l ' i n i t i a - trice et l ' o u v r i è r e d u p r o g r è s .

A u d é b u t d u siècle d e r n i e r , la S c i e n c e l u i était r e d e v a b l e d e ces m e s u r e s d ' a r c s m é r i d i e n s , d ' o ù , à p i ' O p r e m e n t p a r l e r , la Géodésie a p r i s n a i s s a n c e , et d o n t est s o r t i e l ' œ u v r e m a - g i s t r a l e d u S y s t è m e m é t r i q u e .

T o u t r é c e m m e n t e n c o r e , à l ' E q u a t e u r , a i - j e d i t , n o s offi- ciers r é p é t a i e n t , a v e c u n e p r é c i s i o n j u s q u e - l à i n c o n n u e , la m e s u r e d ' u n d e ces a r c s .

C'est e n F r a n c e q u ' e s t n é F a r t d e s n i v e l l e m e n t s g é n é r a u x , et l ' é t r a n g e r , e n a d o p t a n t n o s m é t h o d e s et n o s i n t r u m e n t s , n ' a cessé d e r e n d r e h o m m a g e à l e u r s u p é r i o r i t é .

E n m a t i è r e de C a d a s t r e a u s s i , n o u s a v o n s a u t r e f o i s o c c u p é u n e p l a c e d ' é l i t e .

D e r r i è r e les aigles v i c t o r i e u s e s des a r m é e s i m p é r i a l e s , d a n s le P a l a t i n a t , les F l a n d r e s , la T o s c a n e , o n v o y a i t , il y a p l u s d ' u n siècle, les g é o m è t r e s f r a n ç a i s d r e s s e r le c a d a s t r e des t e r r i t o i r e s c o n q u i s ; les p l a n s levés p a r e u x , l o n g t e m p s r e - g a r d é s c o m m e des m o d è l e s , s o n t e n c o r e , e n m a i n t s e n d r o i t s , les seuls e m p l o y é s .

P u i s s e , à cet é g a r d , l ' é c l i p s é a c t u e l l e n ' ê t r e q u e p a s s a g è r e , et la F r a n c e r e p r e n d r e b i e n t ô t le p o s t e d ' a v a n t - g a r d e q u ' e l l e n ' a u r a i t j a m a i s d û q u i t t e r .

FIXATION DE L'AZOTE PAR L'ALUMINE ET LE CARBONE

Noie présentée par S . - A . T U C K E R , et H e n r y R E A I ^ au deuxième Congrès général de la S o c i é t é E l e c t r o c h i m i q u e a m é r i c a i n e , à New-York (Septembre 1912).

L ' o b j e t de cette é t u d e était de r e c h e r c h e r si l'azote se fixe s u r u n m é l a n g e c h a u d d ' a l u m i n e et d e c a r b o n e , o u s u r les p r o d u i t s d é r i v é s d u c h a u f f a g e d e ce m é l a n g e , et d ' é t u d i e r les m e i l l e u r e s c o n d i t i o n s d e r é a l i s a t i o n d e cette f i x a t i o n .

Les a u t e u r s d é s i r a i e n t en o u t r e r e c h e r c h e r les c o n d i t i o n s d a n s l e s q u e l l e s l ' a m m o n i a q u e p e u t ê t r e o b t e n u e à p a r t i r des p r o d u i t s azotés r é s u l t a n t d e cette r é a c t i o n .

L ' a l u m i n i u m et l'azote f o r m e n t , d a n s c e r t a i n e s c o n d i t i o n s , u n e c o m b i n a i s o n d e f o r m u l e AlAz o u A l²À z² q u i est c o n n u e d e p u i s l o n g t e m p s (¹) . L ' a z o t u r e d ' a l u m i n i u m est d é c r i t c o m - m e u n e p o u d r e g r i s e a m o r p h e . Il est d é c o m p o s é e n p a r t i e p a r l ' e a u , e n d o n n a n t n a i s s a n c e à d e l ' a m m o n i a q u e , et cette r é a c t i o n se r é a l i s e p a r l ' e x p o s i t i o n p r o l o n g é e à l ' a i r . L a dé- c o m p o s i t i o n c o m p l è t e est o b t e n u e p a r le c h a u f f a g e d a n s u n e s o l u t i o n a l c a l i n e .

O t t o k a r S E R P E K est v r a i s e m b l a b l e m e n t le p r e m i e r qui c o n s i d é r a la p o s s i b i l i t é d ' a p p l i q u e r l a r é a c t i o n des c o m p o s é s a l u r n i n e u x s u r l'azote à la fixation d e l'azote a t m o s p h é r i q u e . D a n s d e n o m b r e u x b r e v e t s (²) p r i s a u x E t a t s - U n i s et ail- l e u r s , il a r e v e n d i q u é la f a b r i c a t i o n de l ' a z o t u r e d ' a l u m i - n i u m , m a i s s a n s d o n n e r g r a n d s d é t a i l s s u r la n a t u r e et les

(!) Zcitschr. Anorg. Chem. 5 4 , 5 2 2 - 7 (Fichte).

(2) B r e v e t s U . S . A . : 8 8 8 . 0 4 4 ; 8 C7. 6 i 5 ; Q 8 7 . 4 0 8 ; 9 9 6 . 0 3 2 . B r e v e t s a l l e m a n d s : 1 8 1 . 9 9 1 ; 1 8 1 , 9 9 2 : 1 8 3 . 7 0 2 ; 2 1 6 . 7 4 6 . B r e v e t s a n g l a i s : 1 3 . 5 7 9 ( 1 9 0 6 ) ; i S . q g ö (1Q09J; 2 5 . T⁴I (191 I ) .

Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1913006

(2)

J A N V I E R LA H O U I L L E BLANCHE

c o n d i t i o n s de la r é a c t i o n c h i m i q u e q u i d o n n e n a i s s a n c e à ce c o m p o s é . Le p r i n c i p a l p o i n t q u ' i l a i n d i q u é est q u ' u n e température de 1800° à 2 000° C est essentielle, q u o i q u e d a n s u n b r e v e t p l u s r é c e n t il i n d i q u e q u ' à la température de 1600° à 4 800° C la réaction est encore réalisable. Il t r a - vaille s u r des m é l a n g e s d ' a l u m i n e , o u d e c o m p o s é s a l u m i - n e u x , avec d u c h a r b o n , ces m a t i è r e s d e v a n t ê t r e à l ' é t a t p u l - v é r u l e n t , e n d é c l a r a n t q u e cela est p r é f é r a b l e a u c a r b u r e d ' a l u m i n i u m . Gela est e n a c c o r d a v e c la t h é o r i e d e CABO C¹), q u e l o r s q u e l ' a z o t u r e d ' a l u m i n i u m (AlAz) est f o r m é p a r le c h a u f f a g e d u c a r b u r e d ' a l u m i n i u m (A1⁴G³) a v e c d e l'azote, la r é a c t i o n est d u e à la d i s s o c i a t i o n d e A 1⁴G³ e n Al et e n C.

CAIIO t r o u v e q u ' i l y a e n g é n é r a l p l u s d'azote fixé, v e r s T i.5o° C avec A1⁴G³ si Al m é t a l est p r é s e n t , q u ' a v e c le c a r - b u r e p u r , et q u e la p l u s g r a n d e fixation d ' a z o t e est o b t e n u e l o r s q u ' o n chauffe d e l ' a l u m i n i u m s e u l . Il o b t i e n t t r è s p e u d ' a z o l u r e d ' a l u m i n i u m a v e c le c a r b u r e p u r , p a r c e q u e , à la t e m p é r a t u r e d e i i 5 o ° , la d i s s o c i a t i o n d u c a r b u r e est faible.

Le p r o c é d é S E R P E K p o u r la f a b r i c a t i o n d e l ' a z o t u r e d ' a l u - m i n i u m (AlAz) c o n s i s t e à faire c i r c u l e r u n m é l a n g e d e b a u x i t e et de c h a r b o n d a n s u n t u b e t o u r n a n t i n c l i n é , d a n s l e q u e l est i n t e r c a l é u n f o u r é l e c t r i q u e à r é s i s t a n c e . L'azote est i n t r o d u i t d a n s le t u b e à l ' é t a t d e gaz d e g a z e g è n e ; o n a l l u m e , à l ' e x t r é m i t é d u t u b e , le gaz r é s i d u e l , et la c h a l e u r a i n s i d é g a g é e est u t i l i s é e a u c h a u f f a g e p r é a l a b l e d e s m a - t i è r e s . Il a o b s e r v é q u ' u n gaz a c i d e , t e l q u e HG1 o u S O², e n p e t i t e p r o p o r t i o n , s e m b l e faciliter la r é a c t i o n , q u o i q u e la r a i s o n de cet le a c t i o n n e soit p a s e x a c t e m e n t e x p l i q u é e .

D a n s l e u r é t u d e e x p é r i m e n t a l e , M . T U C K E R et READ o n t e m p l o y é d e l'azote p u r , o b t e n u d a n s l e u r s p r e m i è r e s e x p é - r i e n c e s e n f a i s a n t p a s s e r d e l'azote c o m m e r c i a l d a n s u n f o u r à c o m b u s t i o n r e n f e r m a n t d e la t o i l e m é t a l l i q u e d e c u i v r e chauffée, afin d ' a b s o r b e r l ' o x y g è n e q u i y était c o n t e n u d a n s la p r o p o r t i o n d e 7,2 p o u r 100. D a n s l e u r s d e r n i è r e s e x p é - r i e n c e s , ils o n t e m p l o y é d e l'azote p r é p a r é c h i m i q u e m e n t avec A z H⁴C l et N a A z O². P a r p r é c a u t i o n , cet azote t r a v e r s a i t é g a l e m e n t d u c u i v r e chauffé a u r o u g e . La d e s s i c a t i o n était faite a u m o y e n d e c h l o r u r e d e c a l c i u m et d ' a c i d e s u l f u r i q u e c o n c e n t r é . Ces p r é c a u t i o n s s o n t b i e n n é c e s s a i r e s , l ' o x y g è n e d e v a n t a v o i r u n effet n u i s i b l e e n d i l u a n t l'azote et e n oxy- d a n t le c a r b o n e d e la c h a r g e ; e t l ' e a u d e v a i t a b s o r b e r d e Ja c h a l e u r et a u g m e n t e r la p e r t e d e c a r b o n e p a r f o r m a t i o n d ' a c i d e c y a n h y d r i q u e . Il fut r e c o n n u q u e d u c y a n o g è n e se f o r m a i t d a n s t o u s les cas, m a i s q u e l ' e a u e n a u g m e n t a i t la p r o p o r t i o n . Ils o n t e m p l o y é d e l ' a l u m i n e p u r i f i é e et d u c o k e de p é t r o l e le p l u s p u r p o s s i b l e , d a n s t o u t e s l e u r s e x p é r i e n c e s sauf celles s u r la b a u x i t e .

Les p r o d u i t s f u r e n t a n a l y s é s , p o u r l'azote, p a r la m é - t h o d e de K j e l d a h l . A u c u n e d é t e r m i n a t i o n n e fut faite p o u r r e c h e r c h e r la c y a n a r n i d e , c a r CARO (loc. cit.) d i t q u ' i l n e s'en f o r m e p a s , et m ê m e q u ' i l n e p e u t p a s s'en f o r m e r a v e c le c a r b u r e d e c a l c i u m e n p r é s e n c e de A 1²0³, v e r s 1 i 5 o ° G ou a u - d e s s o u s , A la t e m p é r a t u r e d e 1 7 0 0⁰ à 2 ooo° C, la c y a n a r n i d e se d é c o m p o s e .

La b a u x i t e e m p l o y é e a d o n n é à l ' a n a l y s e : S i O² 5 , 1 0 % ; F e²0³ i , 5 6 % ; A 1²0³ Y>3,⁷6 % ; p e r t e p a r c a l c i n a t i o n 31,07 % ; a u t r e s s u b s t a n c e s ( p a r différence) 8,5o % .

Dès l o r s , le p o u r c e n t a g e en A 1²0³, d a n s la b a u x i t e cal- c i n é e , était d e 78,00 %. La g r a n d e p e r t e p a r c a l c i n a t i o n p r o v e n a i t d e ce q u e c e t t e b a u x i t e était t r è s h u m i d e .

Les p r e m i è r e s e x p é r i e n c e s f u r e n t faites d a n s u n f o u r élec- t r i q u e chauffé p a r r é s i s t a n c e d ' u n fil m é t a l l i q u e e n s p i r a l e .

p ) Zeitsch. Àngcw. Chem. ?J, 2 4 1 2 .

l î n e t e m p é r a t u r e très é g a l e fut o b t e n u e d a n s t o u t e l ' é t e n d u e d u f o u r , c o m m e cela fut c o n s t a t é au m o y e n d ' u n t h e r m o - c o u p l e . La . c h a r g e c o n s i s t a i t e n A P O³ p l u s 3 C (10 g r . A 1²0³ et 3,53 g r . C ) f i n e m e n t b r o y é s et b i e n m é l a n g é s ; elle était p l a c é e d a n s u n e p e t i t e n a c e l l e e n p o r c e l a i n e , q u i était p o u s - sée d a n s le t u b e d u f o u r l o r s q u e la t e m p é r a t u r e désirée était o b t e n u e . D e 1 g r a m m e à 2,5 g r . f u r e n t t r a i t é s à c h a q u e fois. L'azote é t a i t i n t r o d u i t d a n s le four p a r u n t u b e d e v e r r e t r a v e r s a n t le b o u c h o n q u i f e r m a i t l ' u n e des e x t r é m i t é s d u f o u r . U n a u t r e b o u c h o n , à t r a v e r s l e q u e l p a s s a i e n t les fils d u t h e r m o - c o u p l e , f e r m a i t l ' a u t r e e x t r é m i t é d u f o u r . U n e p e t i t e o u v e r t u r e laissée clans ce s e c o n d b o u c h o n p e r m e t t a i t l ' é c h a p - p e m e n t des g a z . L'air n e p o u v a i t r e n t r e r d a n s le t u b e p a r cette o u v e r t u r e , p a r c e q u ' i l y a v a i t t o u j o u r s u n e p e t i t e p r e s - sion à l ' i n t é r i e u r d u f o u r . La c h a r g e , a v a n t d'y ê t r e i n t r o - d u i t e , était p r é a l a b l e m e n t s é c h é e à n o⁰ G.

Voici le t a b l e a u des r é s u l t a t s o b t e n u s :

EXPÉRIENCE

№ 2 (²) .

TEMPÉRATUK E g 8 0 - I O I O⁰

9 9 o - i o 5 o °

№ 4 (⁴) . . .

(*)• A z o t e s e c

m:i\EE

1 h e u r e 2 h e u r e s i h e u r e i h e u r e

A z o t e s e c et

POURCENTAGE EN AZOTE FiXÉ

i,66

%

0 , 9 7 %

o,36

%

b e a u c o u p d e S O². —

№ 3 (³) 1 0 0 0 - 1 1 0 0⁰

1 0 0 0 - 1 1 0 0 ° A z o t e s e c . - (•*) A z o t e s e c et u n p e u d e S G - .

Les e x p é r i e n c e s №³ 1 et 2 f u r e n t faites p o u r d é t e r m i n e r l ' i n f l u e n c e d u t e m p s , et celles N^{c s} 3 et 4, p o u r d é t e r m i n e r l ' i n f l u e n c e d e S O². Ge gaz é t a i t p r é p a r é p a r l ' a c t i o n d u c u i v r e s u r l ' a c i d e s u l f u r i q u e c o n c e n t r é et chauffé, e t il é t a i t

E ,

¹

tube en graphite. — E^? électrodes. — B , Bouchons V, tubes en laiton.

i n t r o d u i t d a n s le f o u r p a r u n t u b e c a p i l l a i r e d i s p o s é à côté d u t u b e p o u r l ' i n t r o d u c t i o n d e l'azote. La p r o p o r t i o n de S O² é t a i t a p p r é c i é e p a r la r a p i d i t é d e d é g a g e m e n t des b u l l e s d u gaz, à t r a v e r s u n flacon l a v e u r r e n f e r m a n t d e l'acide s u l f u r i q u e c o n c e n t r é , et le d é g a g e m e n t était r é g l é p a r u n e p e t i t e p i n c e d i s p o s é e s u r le t u b e e n c a o u t c h o u c d u flacon g é n é r a t e u r d e S O².

L ' é t u d e d e l ' a c t i o n d e t e m p é r a t u r e s p l u s élevées fut a b o r dée e n s u i t e . À cet effet, o n fit u s a g e d ' u n f o u r é l e c t r i q u e c o n s t i t u é p a r d u c a r b o n e g r a n u l é , au t r a v e r s d u q u e l p a s s a i t u n t u b e r e n f e r m a n t la c h a r g e , e t q u i é t a i t chauffé p a r T u n e des p h a s e s d ' u n c o u r a n t a l t e r n a t i f t r i p h a s é . T o u t d ' a b o r d , p l u s i e u r s t u b e s d e p o r c e l a i n e f u r e n t e m p l o y é s , et disposés H l ' i n t é r i e u r d e la m a s s e r é s i s t a n t e d e c a r b o n e g r a n u l é , c o m  m e l ' i n d i q u e la f i g u r e c i - j o i n t e . Mais ces t u b e s d e p o r c e l a i n e n e p o u v a i e n t p a s s u p p o r t e r les c h a n g e m e n t s b r u s q u e s de

(3)

L A H O U I L L E B L A N C H I № i

t e m p é r a t u r e . D è s l o r s , o n p r i t u n t u b e d e g r a p h i t e d e 5/8 d e p o u c e de d i a m è t r e i n t é r i e u r . Il était m u n i à c h a q u e e x t r é - m i t é d ' u n b o u c h o n en g r a p h i t e e x a c t e m e n t a j u s t é , a u t r a - v e r s d u q u e l l'azote p o u v a i t p a s s e r p a r u n t u b e m é t a l l i q u e . La c h a r g e était p l a c é e d a n s u n e n a c e l l e e n g r a p h i t e .

Voici les r é s u l t a t s o b t e n u s :

DURÉE DU CHAUFFAGE POURCENTAGE EXPÉRIENCE TEMPÉRATURE A HAUTE TEMPERATURE EN AZOTE FIXÉ

№ 5 C) . . . 1 6 0 0 - 1 7 0 0⁰ ko m i n u t e s 3 , 1 0 %

№ 6 (²) . . . 1 8 0 0 - 1 9 0 0⁰ — 22,84 %

№ 7 (³) . 1900-2200° —- 2,5 %

(i) R é s i d u l é g è r e m e n t a g g l o m é r é . —^{v 2}) R é s i d u a g g l o m é r é . — (³) R é s i d u f o n d u en u n g l o b u l e .

C h a q u e c h a r g e était, c o m m e p r é c é d e m m e n t , d ' e n v i r o n 2 g r a m m e s . U n p e u d e v o l a t i l i s a t i o n d e A 1²0³ f u t o b s e r v é e , c h a q u e fois, m a i s il n ' y a v a i t p a s d ' a z o t e c o m b i n é d a n s cette p a r t i e . Les r é s i d u s é t a i e n t t o u s d e c o u l e u r g r i s e , et c e l u i d u № 6 était e n o u t r e f r a n c h e m e n t b r i l l a n t . P o u r p r o d u i r e la t e m p é r a t u r e , d a n s l ' e x p é r i e n c e № 5 , o n e m p l o y a 3o v o l t s et 1 7 5 a m p è r e s ; d a n s l ' e x p é r i e n c e № 6, 33 v o l t s et 200 a m p è r e s , et d a n s celle № 7, 35 v o l t s et 240 a m p è r e s .

Les t e m p é r a t u r e s i n d i q u é e s n e s o n t q u ' a p p r o x i m a t i v e s , car il était i m p o s s i b l e , d a n s les c o n d i t i o n s d e ces e x p é r i e n - ces, d e les d é t e r m i n e r e x a c t e m e n t .

Les e x p é r i m e n t a t e u r s v o u l u r e n t e n s u i t e r e c h e r c h e r l ' i m - p o r t a n c e d e la fixation d e l ' a z o t e s u r des q u a n t i t é s p l u s g r a n d e s de m a t i è r e . A cet effet, u n c r e u s e t e n g r a p h i t e de 3 p o u c e s d e h a u t et d e 1 p o u c e 3/4 d e d i a m è t r e fut e m p l o y é ; il était s o i g n e u s e m e n t f e r m é p a r u n b o u c h o n e n g r a p h i t e a u t r a v e r s d u q u e l fut p e r c é u n t r o u p o u r r e c e v o i r u n t u b e d e g r a p h i t e d e s c e n d a n t j u s q u ' a u f o n d d u c r e u s e t . U n t u b e de c u i v r e fut e n f o n c é à force à l ' e x t r é m i t é s u p é r i e u r e d u t u b e d e g r a p h i t e , d e f a ç o n q u e le j o i n t fut é t a n c h e , et l'azote é t a i t i n t r o d u i t p a r le t u b e de c u i v r e , c o m m e p o u r les e x p é - r i e n c e s p r é c é d e n t e s . Le c r e u s e t fut e n t o u r é d e c h a r b o n gra- n u l é p o u r le p r o t é g e r le p l u s p o s s i b l e d e t o u t e o x y d a t i o n . Le c r e u s e t fut p l a c é b i e n d r o i t d a n s le f o u r é l e c t r i q u e à c h a r - b o n g r a n u l é , e n t r e les d e u x é l e c t r o d e s e n g r a p h i t e .

Voici les r é s u l t a t s o b t e n u s :

DURÉE DU CHAUFFAGE AZOTE AZOTE DANS LFS EXPÉRIENCE TEMPERATURE A HAUTE TEMPÉRATURE FIXÉ PARTIES CHOISIES

№ 8 . . e n v , 1900° 1 5 m i n u t e s 6 , 1 1 % 20,46 %

№ 9 . . — 3o — ⁹, 5⁷ % 3 O , Ï⁹ %

№ 1 0 . — 3o — 9,38 %

La c o l o n n e " A z o t e d a n s les p a r t i e s c h o i s i e s , , d o n n e les r é - s u l t a t s d e s a n a l y s e s d e la c r o û t e g r i s e très b r i l l a n t e , q u i se f o r m a à la s u r f a c e s u p é r i e u r e de la c h a r g e . Celle-ci était d e e n v i r o n 20 g r a m m e s . Il est p r o b a b l e q u e les gaz s ' é t a i e n t f r a y é des p a s s a g e s à t r a v e r s la m a s s e , et n e se c o m b i n a i e n t d ' u n e f a ç o n i n t e n s i v e q u e v e r s la s u r f a c e s u p é r i e u r e de la c h a r g e . Le b a s s e m b l a i t t r è s p e u m o d i f i é . L ' e x p é r i e n c e № 10 fut faite a v e c b r a s s a g e d e t e m p s à a u t r e de la m a t i è r e a u m o y e n d ' u n e b a g u e t t e e n g r a p h i t e fixée à l ' e x t r é m i t é d u t u b e en g r a p h i t e s e r v a n t à la s o r t i e des g a z . Ce t u b e était

t o u r n é f r é q u e m m e n t . Le r é s u l t a t fut q u e b e a u c o u p de g r a - p h i t e f u t d é t a c h é p a r le f r o t t e m e n t , et i n t r o d u i t d a n s la c h a r g e , e n s o r t e q u e le r é s i d u final était c o m p l è t e m e n t n o i r et d ' a p p a r e n c e u n i f o r m e . Dès l o r s , il n e fut p a s fait d e sé- l e c t i o n p o u r s é p a r e r les p o r t i o n s s p é c i a l e m e n t r i c h e s . Il fut r e c o n n u q u ' i l était p o s s i b l e d e d i r e a p p r o x i m a t i v e m e n t q u a n d la r é a c t i o n c o m m e n ç a i t o u finissait, p a r l ' a p p a r e n c e q u e p r e n a i t la f l a m m e des gaz de s o r t i e . D e t e m p s à a u t r e , c e t t e f l a m m e d é c e l a i t la p r é s e n c e d e c y a n o g è n e ; elle r e n - f e r m a i t t o u j o u r s b e a u c o u p d ' o x y d e d e c a r b o n e . Q u a n d cette flamme b a i s s e et s ' é t e i n t , la r é a c t i o n p e u t ê t r e c o n s i d é r é e

c o m m e a y a n t d o n n é t o u t ce q u i était p o s s i b l e c o m m e fixa- t i o n d ' a z o t e . D a n s l ' e x p é r i e n c e № 8, le c h a u f f a g e f u t ar

r ê t é a v a n t l ' e x t i n c t i o n d e la f l a m m e .

P o u r les e x p é r i e n c e s s u r la b a u x i t e , celle-ci fut m é l a n g é e a v e c d u . c a r b o n e d a n s les p r o p o r t i o n s n é c e s s a i r e s p o u r for- m e r CO a v e c t o u t l ' o x y g è n e d e A 1²0³, S i O² et F e²0³. Elle a v a i t été c a l c i n é e p o u r c h a s s e r t o u t e l ' e a u c o n t e n u e , a p r è s b r o y a g e et t a m i s a g e a u t a m i s 100 m a i l l e s . Le c h a r b o n était a j o u t é e n s u i t e , et la c h a r g e p l a c é e d a n s le f o u r . Voici les r é s u l t a t s o b t e n u s :

EXPERIENCE TEMPERATURE

DURÉE DU CHAUFFAGE A HAUTE TEMPERATURE

POURCENTAGE EN AZ

№

№ 1 1 , 1 2 .

e n v . 1900-2000 5 o m i n u t e s 12,3o

4o — 2 2 , 7 0 L ' e x p é r i e n c e № 1.1 fut faite d a n s le c r e u s e t e n g r a p h i t e . Il fut o b s e r v é q u e p o u r la r é a c t i o n a v e c la b a u x i t e il fallait u n t e m p s b e a u c o u p p l u s l o n g q u e p o u r la r é a c t i o n a v e c l ' a l u m i n e p u r e A 1²0³ ; et q u ' u n p e u d e s i l u n d u m était p r o d u i t a l ' i n t é r i e u r d u c r e u s e t . L ' e x p é r i e n c e № 12 fut faite avec le t u b e e n g r a p h i t e q u i a v a i t s e r v i p o u r les e x p é r i e n c e s 5, 6 et 7 ; m a i s l ' i n t é r i e u r d e ce t u b e a v a i t été p r é a l a b l e m e n t s i l u n d é , p a r le c h a u f f a g e d ' u n e c h a r g e d e S i 0²- f - 2 C à u n e h a u t e t e m p é r a t u r e . Le b u t de cette o p é r a t i o n é t a i t d ' e m p ê - c h e r q u ' u n p e u d e g r a p h i t e d u t u b e n e f û t d é t a c h é p a r le f r o t t e m e n t d e la c h a r g e l o r s q u e le t u b e t o u r n a i t , c a r celui-ci était t o u r n é f r é q u e m m e n t p o u r r e m u e r la c h a r g e e t favo- r i s e r l'accès d e l'azote d a n s t o u t e s les p a r t i e s de la c h a r g e , q u i était m a i n t e n u e à sa p l a c e d a n s la p a r t i e la p l u s c h a u d e d u t u b e p a r d e u x t a m p o n s e n g r a p h i t e p e r c é s d ' u n petit t r o u p o u r p e r m e t t r e le p a s s a g e des g a z .

P o u r é t u d i e r la r é c u p é r a b i l i t é d e l ' a z o t u r e d ' a l u m i n i u m p r é p a r é c o m m e il a été i n d i q u é p r é c é d e m m e n t , u n g r a m m e de m a t i è r e fut t r a i t é d a n s u n flacon d e K j e l d a h l a v e c de l ' e a u d i s t i l l é e , et s o u m i s à l ' é b u l l i t i o n d e celle-ci p e n d a n t u n t e m p s t r è s p r o l o n g é . L ' é c h a n t i l l o n p r o v e n a i t d e l'expé- r i e n c e № 9 et c o n t e n a i t 9,67 p o u r 100 d ' a z o t e .

Les r é s u l t a t s s o n t i n d i q u é s d a n s le t a b l e a u et le g r a p h i q u e de la p a g e s u i v a n t e .

CONCLUSIONS

L ' a z o t u r e d ' a l u m i n i u m (AlAz) p e u t - ê t r e f o r m é à p a r t i r du m é l a n g e d e A 1²0³ et C , e n p r o p o r t i o n a t o m i q u e 1 : 3, a u t r e m e n t , d i t d e 1 d e A 1²0³ p o u r o , 3 5 3 de G (en p o i d s ) . Ce s o n t les p r o p o r t i o n s t h é o r i q u e s d e l ' é q u a t i o n :

A 1²0³ + 3 C + 2 Az = 2 AlAz + 3 CO

et elles s e m b l e n t ê t r e justifiées p a r l ' e x p é r i e n c e . T o u t e s les fois q u e la p r o p o r t i o n d ' a z o t e fixé a p p r o c h e d u chiffre t h é o r i q u e d e 34,06 p o u r 100, le p r o d u i t est u n e s u b s t a n c e p r e s q u e b l a n c h e avec q u e l q u e s p e t i t s f r a g m e n t s d e c a r b o n e n ' a y a n t p a s r é a g i .

La t e m p é r a t u r e à l a q u e l l e la réaction, se r é a l i s e est évi- d e m m e n t d e p r e m i è r e i m p o r t a n c e . J u s q u ' à p r è s d e 1 6 o o ° G, la p r o p o r t i o n d ' a z o t e fixé est i n s i g n i f i a n t e . C'est d e 1 8 o o^u à 2 ooo° G, q u e l ' o n a r é a l i s é la p l u s h a u t e t e n e u r e n azote fixé, q u i a été 3 o , i g % . Mais il est d a n g e r e u x d e dépasser 2 0 0 0⁰ G, c o m m e le m o n t r e l ' e x p é r i e n c e № 7, c a r a l o r s il se p r o d u i t u n e c e r t a i n e d é c o m p o s i t i o n d e l ' a z o t u r e .

Le t e m p s n é c e s s a i r e à la r é a c t i o n est r e l a t i v e m e n t c o u r t , m a i s il est c l a i r q u ' i l y a u n e l i m i t e e n d e s s o u s d e laquelle la r é a c t i o n est i n c o m p l è t e , c o m m e le m o n t r e n t les e x p é r i e n - ces №^s 8 et 9, q u i f u r e n t faites l ' u n e et l ' a u t r e e x a c t e m e n t d a n s les m ê m e s c o n d i t i o n s sauf q u e , d a n s l ' u n e , le chauffage à h a u t e t e m p é r a t u r e a d u r é i 5 m i n u t e s et, d a n s l ' a u t r e , 3 o m i n u t e s . L ' a z o t e fixé a été d e 6 , 1 1 % d a n s l'expérience,

(4)

J A N V I E R LA H O U I L L E B L A N C H E 15

№ 8 et d e 9,67 % d a n s l ' e x p é r i e n c e № 9. L o r s q u ' i l y a d e s i m p u r e t é s , il s e m b l e q u e le t e m p s n é c e s s a i r e est t r è s a l l o n g é , c o m m e le m o n t r e l ' e x p é r i e n c e № 11 c o m p a r é e à l ' e x p é r i e n c e

№ 9. La q u e s t i o n des i m p u r e t é s est t r è s i n t é r e s s a n t e , e t o n c o n n a î t p e u de c h o s e s u r l e u r s effets. S O² e n p r o p o r t i o n a p - p r é c i a b l e est m a n i f e s t e m e n t n u i s i b l e . S'il n e se t r o u v e q u ' e n faibles t r a c e s , c o m m e il d o i t a r r i v e r d a n s le gaz d e g a z o - g è n e f a b r i q u é a v e c d u c h a r b o n de b o n n e q u a l i t é , s o n effet doit-il ê t r e m e i l l e u r q u e c e l u i c o n s t a t é d a n s les essais ? La q u e s t i o n r e s t e e n s u s p e n s , m a i s a u p o i n t d e v u e t h é o r i q u e , il n e s e m b l e p a s q u ' i l y ait q u e l q u e s m o t i f s d e l e c r o i r e a v a n t a g e u x . On p e u t d i r e la m ê m e c h o s e d e H C L Le gaz de g a z o g è n e c o m m e s o u r c e d ' a z o t e p e u t ê t r e e x c e s s i v e m e n t a v a n t a g e u x , p u i s q u ' i l p e r m e t d e c a l c i n e r et d e c h a u f f e r p r é a - l a b l e m e n t la c h a r g e , a p r è s q u ' i l a été e m p l o y é d a n s la r é a c - t i o n ; et cette a u t r e c o n d i t i o n e s s e n t i e l l e q u e l ' o x y g è n e doit ê t r e é c a r t é est é v i d e m m e n t satisfaite. A s s u r é m e n t le GO a p o u r effet d e d i l u e r l ' a z o t e , m a i s cet i n c o n v é n i e n t n e d o i t

l ' e x p é r i e n c e 1 2 , le d é m o n t r e s a n s laisser a u c u n d o u t e . U n b r o y a g e t r è s fin s e m b l e ê t r e u n e c o n d i t i o n n é c e s s a i r e p o u r o b t e n i r d e b o n s r é s u l t a t s . Les a u t e u r s o n t m e n t i o n n é p r é - c é d e m m e n t la m é t h o d e d e S E R P E R , p o u r a s s u r e r u n b o n c o n t a c t e n t r e les gaz et les m a t i è r e s solides, q u i c o n s i s t e à e m p l o y e r u n c y l i n d r e t o u r n a n t . Il y a d a n s cette m é t h o d e u n e difficulté : il f a u t t r o u v e r u n e s u b s t a n c e p o u r les g a r - n i t u r e s d e ce c y l i n d r e , q u i p u i s s e s u p p o r t e r la h a u t e t e m p é - r a t u r e et r é s i s t e r a u f r o t t e m e n t d e la c h a r g e . Le c a r b o r u n - d u m d o i t p o u v o i r r e m p l i r ces d e u x c o n d i t i o n s a i n s i q u e le s i l u n d u m ; p e u t - ê t r e aussi la m a g n e s i t e , q u o i q u e cette d e r - n i è r e s u b s t a n c e d o i v e s a n s d o u t e ê t r e t r è s r a p i d e m e n t u s é e .

R e l a t i v e m e n t à la v a l e u r c o m m e r c i a l e de l ' a z o t u r c d ' a l u - m i n i u m , la facilité avec l a q u e l l e il p e u t d o n n e r d e l ' a m - m o n i a q u e est é v i d e m m e n t le p l u s i m p o r t a n t f a c t e u r . 11 est b i e n c o n n u q u e les s o l u t i o n s a l c a l i n e s b o u i l l a n t e s le d é c o m - p o s e n t c o m p l è t e m e n t . De la s o r t e il est é v i d e n t q u ' o n p e u t o b t e n i r de l ' a m m o n i a q u e c o m m e r c i a l e et c o r r é l a t i v e m e n t

T A B L E A U E T G R A P H I Q U E C O R R E S P O N D A N T D E L A R É C U P É R A B I L I T É D E L ' A Z O T E D E L ' A Z O T U R E D ' A L U M I N Ï U M .

D U R É E l ' O U I l C K N T A i î E D E A z P O U N C K N T A O l ï D E A Z RÉCUI'ÉKÉ

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