MÉTALLURGIE DU CUIVRE

Les principaux minerais de cuivre sont les sulfures, les carbonates et 1 oxyde Cu’^0. On trouve aussi du cuivre natif en masses considérables au lac Supérieur. Ordinairement, le sulfure de cuivre est combiné au sulfure de fer et constitue les pyrites cuivreuses, toujours mélangées de pylitesde fer , on le rencontre aussi à l’etat de sulfure double de cuivre et d antimoine (cuivre gris), ou de sulfures triples de cuivre, d’antimoine et de plomb, contenant ordinairement de l’argent.

Le traitement du cuivre oxydé et carbonaté est très-simple ; on fond ces minerais au contact du charbon, dans un fourneau à cuve, avec des fondants appropriés, et l’on obtient du premier coup un cuivre impur ou cuivre noir, qu’on purifie facilement (1083).

1082. Procédé ordinaire. — Le traitement des minerais sulfurés.

CHIAlll': INOHGAMUIJE.

complexe en pratique, repose sur quelques réaclions bien simples. On les soumet d’abord au grillage, qui a pour objet d’éliminer une poi’tion du soulre à Tétât d’acide sulfureux et de transformer partiellement les métaux en oxydes. Cette opération enlève naturellement l’arsenic ou Tanlimoine contenu dans les minerais, Tacide arsénieux et Toxyde d’antimoine étant volatils. On fond ensuite le minerai grillé avec une malière siliceuse, au contact du charbon ; le charbon réduit Toxyde de cuivre, qui s’unit aux sulfures non altérés et forme un sous-sulfure ou matte fusible. La silice s’unit aux terres et à Toxyde de fer, et empêche la réduction de cet oxyde. Il huit donc qu’avec le minerai grillé il y ait assez de silice pour former du silicate de fer, et pas assez pour former du silicate de cuivre ; car alors le protoxyde de fer, base plus puissante que Toxyde decuivre, passe seul dans la scorie, et tout le cuivre de Toxyde réduit va dans la matte, qui gagne le fond du fourneau où Ton opère la fusion et se sépare facilement de la scorie plus légère.

La matte ainsi obtenue renferme donc moins de fer et de soufre que le minerai primitil 5 on la soumet à un nouveau grillage, qui élimine du soufre, et Ton fond, comme précédemment, avec des matières siliceuses, qui éliminent du fer. Ces opérations, répétées huit ou dix fois, donnent enfin une matte contenant si peu de fer et de soulre, qu elle commence à être malléable ; on a alors le cuivre noir, qu’il huit soumettre au raffinage.

Ordinairement on opère la fusion des minerais dans un fourneau à cuve, muni à sa partie inférieure de deux bassins de réception, qui reçoivent tour à tour les produits liquides qui s’écoulentdu fourneau. Lorsque 1 un de ces bassins est plein, on met le four en communication avec 1 autie, et, pendant que celui-ci se remplit, on sépare dans le premier la scoiic liquide de la matle, que Ton enleve sous forme de disques à mesure qu’ils se solidifient.

1083. Raffinage iiu cuivre noir. — Le cuivre noir est fondu dans un four a réverbère (fig. 174) dont la sole est recouverte par de la brasque fortement tassée ; on dirige sur toute la surface du bain le vent de deux tuyères ; le souti'c, le plomb et le fer contenus dans le cuivre noir s’oxydent les premiers et forment ime scorie et des crasses que Ton enlève ; quand le cuivre est dépouillé de ses métaux étrangers, il sc forme une scorie rouge très-riche en sous-oxyde. On juge, d’ailleurs, de la marche du raffinage en plongeant de temps en temps une tige de 1er dans le bain métallique, de manieie retirer une jietite masse de cuivre, dont on constate les quali tés physiques. L’affinage terminé, on fait couler le cuivre dans des bassins extérieurs, on le refroidit en versant un peu d’eaii a la surlace. On solidifie ainsi unecouebe superficielle, (ju’on enlève sous forme de disques d’une belle couleur rouge; et Ton recommence cette opération jusqu’il ce que le bassin soit vidé.

UV. 111. CHAP. XV. MÉTALLUUGll*. (;2<j

On leniplace souvent le four à rcverbèi-e par un petit foyer, sorte de calotte sphérique garnie de brasqiie, dans laquelle on active la eombus-

Fig. 174. \

lion du charbon par le vent d’une tuyère. On y fond du enivre noir au contact du charbon, et, quand la matière est bien fondue, on l’aftine, comme précédemment, par le courant d’air de la tuyère. L’opération terminée, on retire le cuivre du petit foyer, par disques, en projetant de l’eau à la surface du bain métallique.

Les disques de cuivre portent le nom de rosettes^ à cause de leur couleur ; ils sont formés de enivre cassant, parce que ce métal contient une petite quantité d’oxyde de enivre dissous ; pour lui donner la, malléabilité du cuivre dn commerce, il faut lui enlever cet oxyde ; cette opération est une des plus délicates de la métallurgie du cuivre. On iond le cnivi’e dans un foyer semblable à celui qursert.X raffinage du cuivre noir, el l’on recouvre la surface du métal de charbon de bois destiné à réduiri'

CHIMIE INORGANIQUE

I oxyde ; il faut saisir l’instant où la réduction est complète et couler rapidement le cuivre, sans cela du charbon se dissout dans le métal et le rend cassant. Si cette circonstance se produisait, il faudrait réoxyder le cuivre et le réduire de nouveau.

1084. Procédé angolais. — L’Angleterre fabrique à elle seule la moitié du cuivre employé dans le commerce, en exploitant les minerais de son sol et ceux qui proviennent de beaucoup de pays étrangers (Chili, Pérou, Afrique, etc.). Le traitement des minerais s’effectue dans des fours à réverbère fortement chauffés, où l’on fond simultanément des quantités convenables de sulfures de cuivre grillés et du cuivre oxydé ou carbonaté, avec un peu de fluorure de calcium, destiné à donner de la fluidité aux scories. L’oxyde et les sulfures de cuivre réagissent l’un sur l’autre et donnent un dégagement d’acide sulfureux, le cuivre se combine avec le sulfure excédant, tandis que l’oxyde de fer passe dans la scorie siliceuse. On obtient ainsi une matte fusible, que l’on fait couler dans un bassin latéral plein d’eau, où elle se divise en grenailles.

Ce produit, appelé matte bronze, à cause de sa couleur, contient enviion 23 pour 100 de cuivre ; il est soumis à un grillage très-complet et fondu avec des minerais riches en oxydes et contenant très-peu de sulfure ; on y ajoute les scories très-riches en cuivre provenant de l’affinage et les battitures de cuivre de l’usine. L’opération s’effectue également dans un four à réverbère qui n’est pas muni de bassin, parce qu’il n’est plus utile de grenadier la matte. On fait couler celle-ci dans des rigoles, où elle se moule. On donne à ce produit le nom de moite blanche, c’est du sous-sulfure de cuivre, Cu^S, à peu près exempt de fer, et contenant 73 pour 100 de cuivre.

La matte blanche, chauffée dans un four à réverbère au contact de minerais oxydés de cuivre exempt de sulfure, puis fondue après un grillage suffisant, donne du cuivre brut, plus pur que le cuivre noir, et des scories tiès-riches en cuivre, qui rentrent dans la préparation des mattes piécédentes. Ces scories contiennent les métaux étrangers.

En lésumé, le procédé anglais est nécessairement plus rapide que le piocédé ordinaire, parce que l’addition des minerais oxydés de cuivre enleve du soulreaux minerais sulfures et les enrichit en cuivre j par un choix et un dosage convenables de matières, on peut donc, après trois fusions, obtenir du cuivre presque pur.

1085. Raffinagre du cuivre brut. — Cette Opération s’effectue, sans addition de matière, dans un four à réverbère où l’on introduit jusqu’<i 1,000 kilogrammes de cuivre. Sous l’influence oxydante de l’air, tous les métaux étrangers s’oxydent, ainsi qu’une portion du cuivre, et forment avec la silice de la sole un verre riche en sous-oxyde de cuivre ; on enlève la scorie et l’on obtient du cuivre rosette, que l’on peut transformer

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dans le lour môme en cuivre malléable, en le mellanl au eonlacl du charbon et brassant la masse avec des branches de bois vert. En se décomposant, le bois donne des gaz qui font bouillonner la masse métallique et accélèrent son affinage, parce que toutes les parties de la masse métallique viennent successivement au contact du charbon et des gaz réducteurs.