CHAPITRE XI

Cuivre. — Influence de Lambert sur la métallurgie chilienne. — Relations entre la richesse en cuivre et la profondeur des mines. — Substratum de pyrite de fer des mines de cuivre. — Fusion pour mattes.

Quelque intéressantes que soient les richesses minières du Chili, c'est, avant tout, la terre du cuivre :on en trouve dans les minerais de fer, dans ceux de manganèse, et aussi dans les minerais d^or, au point de ne pouvoir employer la cyanuration. Sauf quelques rares exceptions, les ingénieurs se préoccupent peu des minerais qui ont moins de 10 pour 100 de cuivre. Cependant nous voyons de grandes compagnies fondées sur des mines de plus basse teneur : le Rio TintOy en Espagne (2 et demi pour 100) ; le BoléOj au Mexique (6 pour 100) ; Catemou^ au Chili (6 pour 100). Cette dernière entreprise, montée avec des capitaux français, est un bon exemple de ce qu'on peut faire dans ce pays.

Parmi les minerais les moins recherchés, à cause de leur volatilité partielle, et qui sont pour ainsi dire parti-

culiers au Chili, citons Vatacamite ; c'est une combinaison d'oxyde et de chlorure de cuivre, qu'on trouve particulièrement dans le voisinage des côtes de TAtacama, entre Caldera et Antofagasta, et encore plus entre Antofagasta et Tembouchure du Rio Loa. Ces minerais sont très abondants ; ils sont riches^ appauvris seulement par des oxydes ferrugineux ; on va les rechercher même audessous du niveau de la mer. Il est probable que les nouveaux procédés de traitement par voie humide> dissolution par Tacide sulfureux, par exemple, augmenteront la vitalité de ces exploitations.

Les conditions de minéralisation dans certaines parties de TAtacama se présentent, aux environs de Calama, avec Taspect marin très accentué. Les sulfates de cuivre de Chuquicamata, les sulfates de cuivre et de soude de la même région, qui portent le nom de krôhnkite^ et enfin la brochantite ou sulfate basique insoluble dans Peau, sont les espèces les plus remarquables à citer, h'arséniure de cuivre ou doméykite représente une formation moins facile à expliquer ; Tintervention de Teau et Finiluence oxydante n'y sont pas apparentes ; du reste, en profondeur, — quand nous avons eu l'occasion de visiter ces gisements, aux environs des mines d'argent de Flnca, — l'arséniure de cuivre, semblait disparaître et faire place à des sulfures et à de la pyrite cuivreuse ordinaire.

Au pied des Andes, et près de San Pedro d'Atacama, ce village et cette lagune salée qui ont donné leur nom au désert environnant, existent des gisements de cuivre carbonate et de cuivre natif dont l'exploitation en grand a été arrêtée par les eaux rencontrées en profondeur ; le gisement semble important.

Les minerais de cuivre se trouvent plus particulièrement dans les formations porphyriques,où la présence de feldspath amène la production de silicate de cuivre , suivant les réactions simples et logiques proposées par Pingénieur franco-polonais, Domeyko. Il suffît, en effet, de tremper un morceau de feldspath dans une dissolution de sulfate de cuivre, pour amener la formation du silicate de cuivre.

Au siècle passé, à l'époque où ce pays alimentait à lui tout seul, soit sous forme de minerais d'exportation^ soit à Fétat de métal brut, les trois quarts de la consommation mondiale du cuivre, c'était son minerai qui servait de type, sous le nom de Chili bars, de la qualité de ce métal. C'est ainsi qu'il est toujours coté à la Bourse de Londres, bien que la majeure partie de la production provienne surtout de l'Amérique du Nord; le Chili n'en fournit plus guère que la dixième ou môme la quinzième partie.

Il y a une soixantaine d'années, par un phénomène d'ignorance bien peu explicable, les Chiliens n'exploitaient guère que les minerais de cuivre oxydé ou carbonate, bleu ou vert, qu'on rencontrait à la surface et qui proviennent de l'altération, parles agents atmosphériques^ des minerais sulfurés situés plus profondément. Vers 1840, un Français instruit, ancien élève de l'École polytechnique, Lambert, vint à Coquimbo, qui était, alors, une des régions du Chili les plus riches en cuivre. Il fut étonné de constater que, seuls les oxydes ou les carbonates de cuivre étaient exploités dans les mines des environs, et qu'on rejetait avec soin toutes les combinaisons sulfurées de ce métal (sulfure noir, pyrite jauney cuivre panaché^ etc.), qu'on rencontrait en grande abondance en profon-

deur. Il obtint du propriétaire d'une des mines les plus importantes de la région, le droit de trier et de faire sortir des desmontes de l'exploitation , tous ces minerais riches qu'on méprisait ; la sçule condition, qu'il proposa d'y mettre^ fut que, comme il avait l'intention d'extraire le cuivre de ces minerais, il donnerait chaque jour, au propriétaire, quand marcherait son usine^ une barre de métal, d'environ 60 kilogrammes (ce qui représentait^ au cours du temps, une valeur de plus de 180 francs, peutêtre 200 francs). Cette condition fut acceptée avec une certaine incrédulité par le propriétaire, et quand, fidèle à sa promesse, Lambert eut construit uneusine à cuivre àl'instar de celles de Swansea, dans le pays de Galles, la surprise ne fit que croître . Elle fut à son comble , quand on vit des ouvriers anglais élever des fours à réverbère, qui devaient marcher avec de la houille étrangère. Chaque jour, Lambert remit la barre promise et le propriétaire refusa celle qui- correspondait au travail du premier dimanche^ prétendant que cela ne faisait pas partie de la convention, le travail du dimanche étant défendu {es peccadOj c'est péché). On voit que l'orthodoxie du Chilien en question était à la hauteur de son ignorance. Quoi qu'il en soit, Lambert fit une grande fortune ; il exploita des mines pour son compte et n'eut pas de peine, grâce aux préjugés de l'époque, à obtenir à bas prix les mines riches en sulfures seuls, puisqu'on en dédaignait à tel point les matières non oxydées.

Il est inutile d'ajouter que l'exemple de Lambert ne fut pas long à être suivi ; le pays entra dans une nouvelle phase d'élaboration des minerais de cuivre, avec des fours à réverbère, qu'on ne tarda pas, non plus^ à faire marcher

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avec les fignites de Lota, au lieu des houilles anglaises dont se servait Tingénieur français. Il existe encore des usines de ce genre : Goyacan près de Coquimbo, les établissements de Caldera (le port de Copiapo) ; ceux-ci ont cessé de marcher par la rareté des minerais dont ils s'alimentaient et, à la suite de la grande baisse qu^a subie le cuivre. Son prix est tombé de 3 francs à moins de 1 franc le kilogramme, à l'époque du krach Secrétan-Laveyssîère. Les autres usines, à cuivre du Chili emploient, concurremment avec les fours à réverbère, importés par Lambert, des fours à cuve, marchant au coke.

On trouve, au Chili, les variétés les plus curieuses de minerais de cuivre, même des composés rares, tels que Varséniure de cuivre, Voxychlorure et le sous^sulfure^ qui sont presque spéciaux au pays. Ce qui est intéressant, au point de vue géologique, c'est que rarement, au Chili, une mine de cuivre ne renferme qu'une seule espèce de minerai.

On en rencontre, en général, plusieurs, au contraire, et, dans un certain ordre, que les gens du pays, même ceux qui ont peu d'instruction et même pas du tout, connaissent très bien. Cela corrige un peu Terreur commise à l'époque de Lambert, au sujet des espèces sulfurées. Il résulte très clairement, des travaux des géologues modernes et plus spécialement de ceux de Técole française actuelle, que les gisements métalliques doivent être, en principe, considérés comme minéralisés à l'état primordial de sulfures et se terminer généralement et immanquablement en profondeur en sulfure de fer. La minéralisation en cuivre est une formation relativement superfîcielle, qui est venue surnager au-dessus d'une masse de

pyrite de fer, qu'on finit toujours par trouver en profondeur. Les diverses formes de minerai de cuivre proviennent, presque sans exception, de Taltération plus ou moins forte d'un sulfure primitif en dissolution dans du sulfure de fer. C'est par oxydation, et, principalement, sous l'action de Feau et de Tatmosphëre, au^dess^is du niveau hydrostà' tique d'une région, qu'il faut chercher les formes plus ou moins variées de minerai de cuivre, qui dériveraient, alors, d'une pyrite de fer imprégnée de cuivre. Les divers composés cuivreux se présenteraient, ainsi, dans l'ordre suivant en remontant :

Pyrite de fer avec cuivre ;

Cuivre pyriteux;

Cuivre panaché ;

Cuivre sulfuré ;

Cuivres oxydés ou carbonates;

Cuivre natif.

Au fur et à mesure que l'action oxydante devient plus intense, elle se porte de préférence sur le fer, qu'elle élimine sous forme de composés solubles, ou qui restent à la surface à l'état d'oxyde plus ou moins hydraté et qui constituent le chapeau de fer. Le cuivre, de son côté, par suite de son affinité plus grande pour le soufre, se concentrerait de plus en plus en profondeur. Enfin, sous l'excès d'une action oxydante, le soufre serait éliminé et donnerait naissance à des oxydes de cuivre, des carbonates bleu et vert.

Il n'y a guère de Chilien^ connaissant un peu les mines, qui, se trouvant dans le cuivre panache, par exemple, s'attendrait à rencontrer en profondeur autre chose que du cuivre pyriteux ou même de la pyrite à

peine cuivreuse. C'est ainsi que la présence de la pyrite de fer en profondeur est un indice certain d'épuisement et de stérilisation pour une mine de cuivre.

Comme la pyrite de fer se traduit en espagnol par broncôy la locution broncear se, se bronzer, se changer en pyrite de fer en s'appauvrissant en cuivre (qui se dit aussi, par corruption, brocear se, passer au broceo)^ signifie épuisement ou stérilisation.

Ce qui a un peu retardé cette constatation, si intéressante, de la relation de la profondeur d'une mine de cuivre avec la teneur relative en cuivre et en fer, c'est qu'en principe, on arrête les exploitations quand on arrive à la pyrite de fer peu ou point cuivreuse» ce qui attire moins l'attention sur ce passage ; on ne remarque pas assez que rarement une mine se stérilise en quartz avant d'avoir passé pendant un certain temps par la stérilisation relative en pyrite de fer. Nous nous rappelons que, lorsque nous nous efforcions, au Chili, de faire employer la pyrite de fer dans la fusion des minerais de cuivre pour suppléer, en majeure partie le coke, qu'il faut faire venir de si loin, (ce qu'on appelle la fusion pyriteusé), les mineurs prétendaient n'avoir pas de pyrite sous la main. Il était facile cependant de leur démontrer qu'ils avaient la mémoire un peu courte et que la presque totalité de leurs mines de cuivre se terminait en pyrite de fer, en profondeur, mais qu'ils avaient soin d'arrêter là leurs exploitations, et qu'ils trouveraient toute la pyrite, dont ils auraient besoin, en continuant le travail.

Il ne faudrait pas croire que la métallurgie du cuivre soit restée, au Chili, dans l'état grossier que pouvait faire craindre l'aventure si heureusement arrivée à Lambert, et

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qui devait faire sa fortune ainsi que celle du pays. II y a bien des années qu'on n'y voit plus, comme cela avait lieu tout récemment encore, dans TArizona (frontière du Mexique, en Amérique du Nord), traiter isolément des minerais oxydés, au risque de faire des scories à plus de 2 pour 100 de cuivre, tandis que leur teneur normale doit être quatre fois moindre et rester au-dessous de cinq millièmes. Pour cela il faut avoir soin de marcher en mafte, au lieu de faire directement du cuivre noir, ce qui ne peut avoir lieu, qu'en ajoutant aux minerais oxydés des minerais sulfurés.

II y a actuellement au Chili, comme nous en avons dit^ déjà, quelques mots, deux sortes d'usines à cuivre : celles où la mai te, ou sulfure de fer et de cuivre, produit intermédiaire nécessaire, s'obtient par fusion au four à réverbère, à la houille flambante, même au lignite du pays. C'est la méthode anglaise ou galloise, comme on la pratiquait, il y a quelques années, à Swansea et dans tout le pays de Galles. Elle présente quelques avantages : elle peut traiter, sans inconvénients, des minerais menus ou en poudre, ce qui comporte la bonne détermination de la richesse, quand on achète des minerais ; elle permet, aussi, de faire subir une concentration par préparation mécanique. Chacun sait que la première opération, pour arriver à ce classement, est une pulvérisation généralement plutôt fine ; il arrive donc que la transformation en matte s^opère avec des minerais menus. L'inconvénient de ces fours, c'est qu'ils finissent, en raison du nombre des fusions successives, par consommer d'assez grandes quantités de houille, ce qui est coûteux quand ce combustible n'existe pas diains le pays, comme en Angleterre, à 6 ou

7 francs la tonne. En plus, le travail au four à réverbère nécessite une main-d'œuvre plus habile, par conséquent plus exigeante et plus coûteuse, qu'il est plus difficile de se procurer.

La fusion pour matte, au four k cuve^ ne peut se faire qu'avec une certaine proportion de coke ; elle peut être menée (sauf le concours d'un ou deux ouvriers habiles) par des manœuvres servant au chargement et à la coulée. La production de matte peut être grande ; auàsi, arrivet-on, avec un petit nombre de fours ^ à la fusion de beaucoup de minerais. L'inconvénient grave, outre l'emploi d'un combustible étranger (à moins qu'on ne puisse se servir du charbon de bois), c'est qu'on ne saurait marcher avec des minerais en poudre, il y aurait obstruction ; aussi, doit-on faire de l'agglomération sous forme de briquettes, et, malgré cela, il y a beaucoup d'entraînement de poussières dans les canaux, qui conduisent les produits de la combustion aux cheminées. On voit que les minerais, ayant subi une préparation mécanique pour enrichissement, sont gênants pour cette méthode de fusion, car l'agglomération n'est pas toujours facile; pour la rendre effective, on doit ajouter une proportion un peu forte d'agglutinant; c'est une dépense en même temps qu'un appauvrissement du minerai.

Quel que soit le système du fourneau employé, la matte, pour être enrichie et affinée sur place, doit avoir, pour bien faire, de 40 à 50 pour 100 de cuivre ; dans ce cas, on peut opérer son traitement complet sans vente et sans exportation, ce qui est plus avantageux.

C'est par la méthode française, du convertisseur David et Manhès, que la concentration et Taffinage des

mattes pour leur transformation en cuivre se fait le plus économiquement et en une seule opération. Autrefois, il fallait griller et refondre les mattes, agissant par oxydations répétées; cette opération étail; longue^ demandait beaucoup de main-d'œuvre et de combustible. Actuellement, la matte fondue, généralement au cubilot ou four analogue, se traite au convertisseur ou four semblable à celui de Bessemer, par l'action d'un courant d'air soufflé ; alors que dans le Bessemer la chaleur est donnée par la combustion du silicium et du carbone contenu dans la fonte, dans l'opération. David et Manhès, c'est le soufre et le fer de la matte qui sont des éléments calorifiques de l'opération, sans aucune autre addition de combustible. On obtient couramment,, maintenant, avec des mattes contenant :

Soufre 25

Fer 25 à 35

Cuivre 40 à 50

en une opération, du cuivre à 98 de fin et qui, pour certains usages, peut se passer de raffinage.

Cette amélioration, importée au Chili par un ingénieur français, fonctionne, à notre connaissance, dans plusieurs grandes usines. Un autre perfectionnement, proposé par David, un des inventeurs de l'application du convertisseur à l'industrie du cuivre, permet la concentration de l'or; quant à l'argent il se rassemble plus tard dans le cuivre métallique, d'où il faudrait l'électrolyse pour l'en extraire complètement. L'or passe dans un bottom ou cuivre initial de la conversion. Aux premiers moments de la combustion du soufre et du fer qui accompagnent le cuivre, le

sulfure d'or se décompose rapidement et se concentre dans les dix premiers pour cent de cuivre impur produits. On peut alors, par une disposition spéciale et une coulée partielle, extraire ce bottom, qui renferme au moins 95 pour 100 de l'or de lamatte ; quant au sulfure d'argent, il se décompose plus lentement, ce qui ne permet d'en concentrer que 50 pour 100 environ avec presque tout Tor. Ce procédé ne s'applique donc, avec avantage, qu'aux mattes aurifères et peu argentifères, autrement, c'est par des actions électriques et dans la totalité du cuivre qu'il faut chercher à extraire à la fois l'or et l'argent.

Les fours à cuve, employés dans la fusion pour matte, afin de diminuer la consommation de produits réfractaires, qu'il est généralement assez coûteux de se procurer dans le voisinage des mines, sont presque toujours, maintenant, refroidis par une enveloppe d'eau courante. On les appelle foursàwafer-jacfeef; ils ont été imaginés aux Etats-Unis. Au Chili, le refroidissement est obtenu souvent par un serpentin noyé dans la maçonnerie.

On a cherché, aux Etats-Unis, à diminuer encore la proportion de coke employée dans les fours à water-jacket; elle dépasse, cependant, un septième du poids du minerai traité. C'est ce qui s'appelle la pyritic smelting ou fonte crue pour maffe, qui, tout récemment, n'était pas encore employée au Chili. Au lieu, comme autrefois, de griller les minerais avant de les fondre, pour éliminer, sous forme de scorie ferrugineuse, l'excès de fer, qui n'est pa3 nécessaire à la constitution de la matte, le principe consiste en une fusion directe, au sortir de la mine, du minerai en morceaux, pourvu qu'il y ait suffisamment de soufre en présence. On ajoute très peu de coke, beaucoup

moins que dans la méthode ordinaire ; et, à la faveur d^une bonne pression d'air, de préférence chaud, on élimine une partie du fer par oxydation de la pyrite accompagnant le minerai de cuivre. Il se fait une concentration dans la matte obtenue, avec scorie ferrugineuse et grande production d'acide sulfureux. On arrive, ainsi, à une fusion très économique et qui est surtout avantageuse, quand les minerais sont pauvres et qu^on désire faire passer dans une matte cuivreuse For et l'argent contenus en petite proportion dans la matière première. Cette méthode a eu un grand succès en Amérique du Nord, comme en Australie. Elle ne demande qu'un seul four, genre demihaut fourneau, pour la fusion de plus de 100 tonnes de minerai par vingt-quatre heures, et une main-d'œuvre pour ainsi dire sans expérience spéciale.

Outre ces méthodes de fusion plus ou moins perfectionnées, il faut dire quelques mots d'un procédé par voie humide, qu'on a imaginé tout récemment au Chili, et dont l'idée première vient également d'Amérique du nord. Le minerai sulfureux grillé dégage la presque totalité de son soufre à l'état d'acide sulfureux qu'on fait condenser dans l'eau. On soumet à un lavage méthodique, par cette dissolution d'acide sulfureux, le minerai grillé et on décompose ensuite par le fer le sulfite de cuivre ainsi produit. On peut traiter également^ par cette méthode, des minerais crus où le cuivre se trouve naturellement oxydé (carbonates, oxydes, oxychlorures et silicates), si on a le moyen de produire de l'acide sulfureux avec d'autres matières sulfurées que le minerai lui-même. Ce nouveau procédé ne réussirait pas, comme il est facile de s'en convaincre, si la gangue des minerais était fortement calcaire. Son incon-

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vénient semble être de ne pas fournir le moyen de tirer parti des quantités minimes d'or et d'argent qu'il pourrait y avoir ; la fusion pour matte, au contraire, permet la concentration des métaux précieux et leur extraction ulté-> rieur e.

Les métaux précieux, surtout VoVy au Chili, sont souvent . associés au cuivre, et jusqu^ici on n'a guère entrepris leur séparation complète et pratique. Il reste encore beaucoup à faire.

Pour résumer la situation métallurgique du Chili indiquons où s'arrêtent, à l'heure actuelle, sauf quelques rares exceptions, l'exploitation et l'exportation des principaux minerais :

Or. — On ne tire aucun parti des minerais ayant moins de 20 à 30 grammes d'or par tonne.

Argent. — On n'exploite pas les minerais ayant moins de 1 kilogr. 500 à 2 kilogr. d'argent par tonne.

Cuivre. — On ne travaille guère les minerais ayant moins de 10 pour 100 de cuivre. On exporte plus spécialement ceux qui ont plus de 15 pour 100 de métal.

Ces diverses limites sont élevées. Cela tient, il faut le répéter, à une certaine inertie des gens du pays, qui immobiliseront plus facilement leurs capitaux dans des entreprises agricoles, où ils sont à peu près sûrs d'avoir un revenu supérieur à 10 pour 100.

Il faut tenir compte en même temps de ce que le pays, dirigé surtout par des agriculteurs, laisse la construction des chemins de fer, qui modifieraient cette situation, à la charge des mineurs, souvent dépourvus de capitaux. On affirme que cet état de choses commencerait à changer. Nous ne pouvons que le souhaiter.

Quant aux étrangers qui exerceraient une influence bienfaisante, grâce aux entreprises qu'ils fonderaient, ils ne viennent pas aussi nombreux qu'il conviendrait. Ils trouvent souvent que le Chili est bien loin !