V. — Analyses de minerais de fer
i^. Minerai de fer de Bucey4e9-Gy (Haute-Saône). — Ce minerai remplit des grottes et des cavités creusées dans les calcaires jurassiques des environs de Bucey-les-Gy. Sa poussière est rouge. U est sous forme de masses concrétionnées à zones concentriques , dont la teinte varie depuis le rouge jusqu^au noir-bleuâtre. Il n'est pas magnétique. Au chalumeau , sur le charbon , il dégage des fumées blanches et une odeur arsenicale très-prononcée. Dans le tube ouvert, il ne donne aucun sublimé. L'acide chlorhydrique le dissout avec dégagement de chlore. La liqueur acide ne précipite pas par le chlorure de barium. Sursaturée par Thydrogène sulfuré à chaud , elle laisse déposer du soufre mêlé de persulfun* d* arsenic qu'on sépare aisément par Tammoniaquc. On Ta trouvé composé ainsi qu'il suit :
Peroxyde de fer o,83o
Oxyde rouge de manganèse.. . . o,o4o
Acide arsénique o^oiS
Eau Oyo86
Argile 0,024
0,993 Malgré sa richesse, ce minerai n'a pu être employé avec avantage dans les hauts fourneaux par suite de la proportion considérable d'arsenic qu'il renferme. On a chc»rché à en tirer parti dans le haut fourneau de Seveux. On le grillait sur des fagots, et le grillage dégageait une grande qtian-
( »85) lilé de vapeurs arsenicales. Dans cette opération, l'acide vsàiique éuît Traisemblablement réduit par le contact du rambustiblc à l'état d'acide arsénieux. Au reste, l'expulsion de l'arsenic était loin d'être complète, car il suffisait dans lea charges d'une petite proportion de minerai de Bucey pour rendre les fontes aigres et cassantes.
Le gisement de ce minerai est tout à fait analogue à celui dn manganèse de Gy, qui remplit aussi, à une distance de quelques kilomètres de Bucey, des grottes creusées d.ms le raioiire jorassicpie.
i". Minerai de fer de Trembloy (Haute-Saône). — Ce niîaeni, qui appartient à la formation du minerai de fer pisifonne , est employé dans le haut fourneau de Noiron ; on l'a IroDTé composé comme il suit :
Perte au feu o, i25
Affile et sabte o,3U6
Peroxyde de fer o,4i6
Alumine soluble o,o36
Oxyde rouge de manganèse o,o3o
Carbonate de chaux traces.
D'après sa composition par voie humide, ce minerai rcnferme a8,5 pour loo de fer métallique.
Composition de l'essai par voie sèche :
iCfOo de minerai cru ont donoé : minerai calciné. . . 8t74 a^.So de carimnati! de chaux ont donné : chaux. ... i ,4o Total des matières fixes. ... io,i4 L'essai a bien fondu. On a eu :
Colot et scories 8,78
Oxygène 1 ,36
Fonte 2,831
Scorie 5,95J '*''^
Matières vitrifiables insolubles. . . . 3,86 \
Pondant ajouté 1 ,^0 | 5,95
Matières vitrifiables soluhlcs 0,59]
La fonto élail d'un gris clair, à grains fins, Irès-tenair. Sous le marteau , elle s'aplatissait un peu avant de se rompre. La scorie était vitreuse, un peu huileuse, d'uu veri très-clair.
3**. Minerai de fer du Pernot (Haute-Saône). — Ce minerai , qui provient d'uu terrain d'alluvion , se compose de graius friables de grosseur variable, de forme irrégulièrc. On voit dans leur cassure beaucoup de couches très-minces d'oxyde de manganèse. Leur poussière est brune; Tacide acétique ne Vattaquc pas*, Tacide chlorhydrique la dissout facilement avec dégagement de chlore. On Ta trouvée coml>osée ainsi qu'il suit :
Perte au feu o , 1 32
Peroxyde de fer o , 35o
Oxyde rouge de manganèse o,o5o
Alumine soluble • 0,020
Argile et sable o ,44^
Composition de Tcssai par voie sèche :
io*' de minerai cru ont donné : minerai calciné 8,68
3v de carbonate de chaux ont donné : chaux. ...... 1 ,68
10,36 Essai bien fondu. On a eu :
Culot et scorie 9» 3o
Oxygène 1 ,06
Fonte 2,45 I ,
Scorie 6,85) 9'"^*"
Résidu insoluble. . 4 >4^ )
Fondant ajouté * . . . 1 ,68 > 6,85
Matières solubles vitrifiables 0,71/
La fonte était blanche , à gros grains , un peu huileuse. Elle s'est cassée très-facilement sous le marteau sans s aplatir. La scorie était vitreuse vi d'un gris clair. D'aprc^s î»a
'>JC:'vçv
com}M>sition et la mauvaise qualité de la foute qu'il produit , ce minerai sera d^un emploi peu avantageux dans le haut fourneau.
4^. Minerai de fer de Montseugny (Haixte-Seiàne), — Ce minerai est en grains bien ronds , dont la grosseur ne dépasse pas celle d'un pois; il n'est pas magnétique. Sa poussière est d'un jaune brunâtre. L'acide acétique ne Tattaquc pas. L'acide chlorhjdrique le dissout avec dégagement de chlore. La potasse bouillante lui enlève une certaine quantité d'alumine. L'analyse a donné :
Perte au feu o, 160
Peroxyde de fer 0,688
Oxyde rouge de inauganèse. . . t 0,020
Alumine sohible 0,060
Argile o ,070
D'après sa composition, ce minerai renferme 47 9^ pour 100 de fer métallique : c'est un des minerais en grains les plus riches du département. La forte proportion d'alumine <pi'il renferme exige qu'il soit fondu avec des minerais siliceux.
5®. Minerai de fer de Mamay (Haute-Marne). — Ce minerai est en gros grains irréguliers, très*friables , non magnétiques. Leur poussière est d'un brun très-foncé. L'acide chlorhydrique en d^age beaucoup de chlore. L'acide acé- ^i({ue ne l'attaque pas. Il est composé de :
Per^au feu o^iSo
Peroxyde de fer o,386
Oxyde de manganèse 0,118
Alumine soluble o,o36
Argile et sable o,3oo
peroxyde : les y^ environ du protoxyde de manganèse ont donc été transformés en deutoxyde. Les nombres cités tout à Pheure prouvent aussi que, pour la quantité de matière sur laquelle on a opéré, la suroxydation avait atteint sa limite extrême, après huit jours d'exposition à Tair du précipité obtenu.
Pour savoir si la présence d'un excès de chaux caustique facilitait la suroxydation en s'emparant de l'acide carbonique contenu dans Tair, j'ai précipité une dissolution de a grammes de minerai , faite comme précédemment, par la potasse caustique. Le précipité , lavé plusieurs fois par dé* cantation , jusqu'à ce que Feau de lavage n'eût plus la réaction alcaline , a donné , après sept jours d'exposition à Tair, o*',66 de sulfate de baryte , d'où Ton peut conclure que r influence d'un excès de chaux sur la formation du deutoxyde est fort peu sensible.
Des expériences qui précèdent on peut déduire cette conclusion : si, après avoir traité par l'acide chlorhydrique une certaine quantité de peroxyde de manganèse, on précî* pite la liqueur par la chaux , le précipité , après tme exposition suffisamment prolongée a l'air libre, pourra fournir, en le traitant de nouveau par l'acide chlorhydrique^ les o,45 de la quantité de chlore primitivement obtenue. Avec un certain poids d'oxyde de manganèse , on pourra donc reproduire des quantités indéfinies de chlore. L'oxyde de manganèse servira d'intermédiaire pour transformer Foxygène atmosphérique en son équivalent de chlore. Le rAlc de cet oxyde , dans la préparation du chlore , sera tout à fait com*parable à celui du deutoxyde d'azote dans la préparation de l'acide sulfurique. On sait que ce gaz ne sert qu'à effectuer la combinaison de l'acide sulfureux avec l'oxygène de Tair, et qu'ime quantité quelconque peut suffire théoriquement pour la production d'une masse indéfinie d'acide sulfurique.
L'avantage que peut retirer le fabricant de chlorure de chaux, par le traitement que je viens d'indiqtier, dépend
( >8i ) ëvidemmeDt des prix relatifs des minerais de manganèse et de Tacide chlorbydrique. Dans les localités où Ton peut se procurer à bon compte du peroxyde de manganèse , et où , an contraire, l'acide chlorhydrique est cher, il est clair qu'il y aurait perte à fabricpier du cblore avec du deutoxyde de manganèse qui consomme, pour la même quantité de produit, une fois et demie autant d'acide cblorbydrique que le peroxyde.
Lorsqu'on connaît la composition d*un minerai , il est facile de déterminer Véconomie qu'on obtiendra sur les matières premières , par l'emploi du manganèse révivifié. En effet, quelle que soit la nature de ce minerai , on peut diviser en trois classes les matières qu'il contient, savoir : i® peroxyde de manganèse^ ià? matières qui saturent en pure perte Tacide cblorbydrique, telles que le protoxyde de manganèse, le peroxyde de fer, la baryte et la cbaux; 3^ Tacidc carbonique , l'eau et les gangues insolubles dans Vacide cblorbydrique. Soient donc, sur i déminerai :
a la quantité de peroxyde de manganèse^
h la quantité réelle de protoxyde augmentée de l'équivalent de toutes les autres bases en protoxyde de manganèse ; on sait que i de peroxyde pur produit 0^,796 de cblore. Pour obtenir i quintal de cblore, on consommera donc
- — ? de minerai.
Pour avoir la quantité d'acide consommé pour obtenir 1 quintal de cblore avec le minerai dont il s'agit, il faut se rappeler que i équivalent de peroxyde de manganèse = 556 consomme 2 équivalents d'acide cblorbydrique == 910, et que i équivalent de protoxyde = 4^^ sature ' équivalent d'acide ,= 455* En admettant d'ailleurs que 1 acide du commerce renferme 4o pour 100 d'acide réel, on trouve que la quantité d'acide liquide consommé sera :
^;^~xii V 556 "^ 455; ^ "4^'
Celle formule nous permettra de comparer les différents
peroxyde : les -^ environ du protoxyde de manganèse ont donc été transformés en deutoxyde. Les nombres cités tout à rheure prouvent aussi que, pour la quantité de matière sur laquelle on a opéré, la suroxydation avait atteint sa limite extrême, après huit jours d'exposition à Fair du précipité obtenu.
Pour savoir si la présence d'un excès de chaux caustique facilitait la suroxydation en s' emparant de Tacide carbonique contenu dans Fair, j'ai précipité une dissolution de a granmies de minerai , faite comme précédemment , par la potasse caustique. Le précipité , lavé plusieurs fois par décantation , jusqu'à ce que Teau de lavage n'eût plus la réaction alcaline, a donné, après sept jours d'exposition à Tair, 0**^,66 de sulfate de baryte, d*où Ton peut conclure que Tinfluence d'un excès de chaux sur la formation du dentoxyde est fort peu sensible.
Des expériences qui précèdent on peut déduire cette con^ clusion : si, après avoir traité par l'acide chlorhydrique une certaine quantité de peroxyde de manganèse , on précipi te la liqueur par la chaux , le précipité , après une exposition suffisamment prolongée à l'air libre, pourra fournir, en le traitant de nouveau par l'acide chlorhydrique^ les o,45 de la quantité de chlore primitivement obtenue. Avec un certain poids d'oxyde de manganèse, on pourra donc reproduire des quantités indéfinies de chlore. L'oxyde de manganèse servira d'intermédiaire pour transformer l'oxygène atmosphérique en son équivalent de chlore. Le rAlc de cet oxyde , dans la préparation du chlore , sera tout à fait com* parable k celui du deutoxyde d'azote dans la préparation de l'acide sulfurique. On sait que ce gaz ne sert qu'a effectuer la combinaison de l'acide sulfureux avec l'oxygène de l'air, et qu'une quantité quelconque peut suffire théoriquement pour la production d'une masse indéfinie d'acide suliurique.
L'avantage que peut retirer le fabricant de chlorure de chaux, par le traitement que je viens d'indiquer, dépend
( a8. ) cvidemmeDt des prix relatifs des minerais de manganèse et de Tacide chlorhydriquc. Dans les localités où Ton peut se procurer à bon compte du peroxyde de manganèse, et où, an contraire, Tacide chlorhydriquc est cher, il est clair qu'il y aurait perte à fabriquer du chlore avec du deutoxyde de manganèse qui consomme , pour la même quantité de produit, une fois et demie autant d'acide chlorhydriquc que le peroxyde.
Lorsqu'on connaît la composition d'un minerai , il est facile de déterminer l'économie qu'on obtiendra sur les matières premières , par l'emploi du manganèse révivifié. En effet , quelle que soit la nature de ce minerai , on peut diviser en trois classes les matières qu'il contient, savoir : i^ per^ oxyde de manganèse; a^ matières qui saturent en pure perte l'acide chlorhydriquc, telles que le protoxyde de manganèse, le peroxyde de fer, la baryte et la chaux; 3^ l'acide carbonique, l'eau et les gangues insolubles dans Tacide chlorhydriquc. Soient donc, sur i déminerai :
a la quantité de peroxyde de manganèse;
6 la quantité réelle de protoxyde augmentée de Téquivalent de toutes les autres bases en protoxyde de manganèse ; on sait que i de peroxyde pur produit 0^,796 de chlore. Pour obtenir i quintal de chlore, on consommera donc
:5 de minerai.
Pour avoir la quantité d'acide consommé pour obtenir 1 qaintal de chlore avec le minerai dont il s'agit, il faut se rappeler que i équivalent de peroxyde de manganèse = 556 consomme 2 équivalents d'acide chlorhydriquc = 910, et que i équivalent de protoxyde = ^S6 sature I équivalent d'acide .=: 4S0» En admettant d'ailleurs que Tacidedu commerce renferme 4o pour 100 d'acide réel^ on trouve que la quantité d'acide liquide consommé sera :
i7796">ôi r556"^ pSy ^ "4^'
Celle formule nous permettra de comparer les diflércnls
( ^8a) minerais avec T oxyde provenant de la suroxydaliou à Tair du protoxyde de manganèse. Faisons-en rapplication au minerai de la Romanèche. U contient, d'après M. Berthier :
Oxyde rouge de manganèse 0,708
Oxygène o ,072
Ean o,o4o
Baryte o, i65
Argile o ,oao
Calculant, d'après cette composition, les quantités relatives de protoxyde et de peroxyde de manganèse, on trouve :
Peroxyde de manganèse o ,670 = a ,
Protoxyde de manganèse o, io5 )
Protoxyde de manganèse équivalent à | Oyi83 = fr.
o,i65 de baryte 00,78 )
En substituant ces nombres, on trouvera que pour obtenir I quintal de cUore avec le minerai de la Romanèche , on consommera en quintaux :
1 ,87 de minerai.
6,00 d'acide chlorhydrique liquide h 40 pour 100 d'acide réel.
Voyons maintenant quelle serait la consommation en acide et en oxyde de manganèse revivifie pour i quintal de chlore. Admettons que le résidu de la suroxydation à Tair renferme :
Dcutoxyde o , 90
Protoxyde 0,10
Cette composition correspond presque exactement a :
Peroxyde o,5o = a,
Protoxyde o,5o = b.
Ei la consommation en acide et en minerai sera :
25 1 kilogrammes d*oxyde revivifié , supposé dcshydrau*. 828 kilogrammes d'acide chlorhydrique.
A la saline de Dicuzr , le prix du manganèse de la Roma-
iièche est de 16 fr. les 100 kilogrammes, et le prix du quintal d'acide est évalué à 5 fr. L'emploi du manganèse rériTÎfié donnerait donc par quintal de chlore :
Bénéfice de 1 ,87 de minerai à 16 francs l'un. . . . ^Q^^Q^^ Perte de a, 28 d'acide, à 5 francs l'un i iS4o°
Excès i8S52«=
La différence, i8*%52', représente le bénéfice qu'on [K>urrait retirer par l'emploi du procédé de révivification, en on déduisant toutefois les frais de préparation de 25 1 kiloc^rammcs de matières nécessaires à la production de i quintal de cMore. Il est probable que la différence entre les deux procédés serait encore un peu plus grande que celle que j'ai signalée. En effet, la dissolution de l'hydrate de dcutoxjde de manganèse dans l'acide chlorhydrique s'opérera très-facilement y à une température peu élevée, et même avec de Facide étendu , en sorte que le chlore produit eniralnera beaucoup moins d'acide chlorhydrique en vapeur que si l'on opérait avec des minerais compactes et difficiles à attaquer, comme ceux de peroxyde anhydre ou de manganèse barytique.
La préparation en grand du produit n'offrirait, je crois, auctme difficulté. On recueillerait, pendant un certain temps, les dissolutions de protochlorure de manganèse dans un bassin à grande surface, puis on y ajouterait un lait de chaux en proportion calculée pour précipiter complètement l'oxyde de manganèse. Le dépôt étant formé, on laisserait écouler la liqueur surnageante. Il resterait, au fond du bassin , une boue liquide qu'on remuerait fréquemment, ayant soin de la maintenir toujours humide, pendant tout le temps que l'expérience ferait reconnaître nécessaire pour que la réoxydation atteignit sa limite extrême.
Si le minerai de manganèse employé pour obtenir les (iremières dissolutions renfermait de l'oxyde de fer, il suflirail d'ajouter d\ibord au liquide une petile quantité de
chaux , calculée pour déplacer complètement le peroxyde de fer. Le liquide séparé du précipité fournirait, par Tad* dition d'une nouvelle quantité de chaux , du protoxyde de manganèse tout à fait pur.
Les frais de préparation de Foxyde ainsi reproduit seraient probablement très-faibles, et il me semble que le prix de revient ne dépasserait pas i franc ou i franc 5o centimes au plus par quintal métrique.
