III

au contact du charbon, dans des petits fourneaux à cuve, appelés fourneaux à manche ; le plomb est réduit et se sépare facilement des scories.

Les gangues qui accompagnent le plus ordinairement les minerais de plomb sont : le quartz , le carbonate de chaux , le sulfate de baryte , et le spath fluor. Il faut s'arranger de manière que le lit de fusion renferme les substances nécessaires à une fusion facile des scories. Pour satisfaire à cette condition , on est fréquemment obligé d'ajouter des matières étrangères , afin d'obtenir des scories plus fusibles

,^ 983. Les procédés métallurgiques à Taide desquels on extrait le plomb de la galène se divisent en deux classes :

Dans la première , on fond le minerai avec du fer métallique qui enlève le soufre au plomb, forme un sulfure de fer fusible, et met le plomb en liberté. Théoriquement, il faut fondre

4 éq. sulfure de plomb 4494,5

I » fer 350,0

On obtient

4 éq. plomb 4294,5

» sulfure de fer 550,0

La seconde méthode est fondée sur les deux réactions suivantes déjà indiquées (§ 965).

Si l'on fond ensemble 1 éq. sulfure de plopib , et 2 éq. oxyde de plomb, on obtient 3 éq. plomb métallique , eti éq. acide sulfureux . qui se dégage :

PbS+2PbO= 3Pb+S0«.

Si l'on fond ensemble 4 éq. sulfure de plomb et 4 éq. sulfate de plomb, 2 éq. acide sulfureux se dégagent, et l'on obtient 2 éq. plomb métallique.

La méthode fondée sur ces réactions , et qu'on appelle méthoit par réaction , consiste à griller la galène dans un fourneau à réverbère jusqu'à ce qu'il se soit formé une certaine quantité d'oxyde et de sulfate ; puis, à donner un coup de feu après avoir mélangé intimement la matière , et avoir fermé toutes les portes du four- ^ neau. C'est pendant cette seconde période de l'opération que la , réaction entre le sulfate et le sulfure a lieu, et que le plomb se sépare.

§ 984. La réduction de la galène, par le fer, est surtout employée pour les minerais dont la gangue est très-siliceuse. Ces minerais se

prêtent difficilement à la méthode par [réaction, parce qu'une fnrande partie de Toxyde de plomb se combine avec la silice et ne réagit plus sur le sulfure. Le traitement par le fer est pratiqué dans les usines du Hartz ; le voici tel qu'il est exécuté dans les usines deClaustbal.

On forme un lit de fusion, composé de minerais de triage et de «chlichs; on y mêle différents produits secondaires du traitement du plomb , dont nous indiquerons successivement l'origine ; enfin on ajoute une certaine quantité de fonte grenaillée. Le lit de fusion se compose ordinairement de :

34 quintaux de minerai trié et de schlich, renfermant 24 quintaux de galène pure ; t i à 5 M de débris de sole des fourneaux à coupellation fortement imprégnés de litharge;

< î» d'abstrich de la coupellation ; 39 » de scories provenant d'une première fusion de minerai , ou données par la fusion des mattes. Ces

. scories ont pour but de faciliter la fusion des gangues ;

< I » de fonte de fer grenaillée,

La fusion a lieu dans un fourneau à cuve (fig. 540, 541, 542 et

5i3) de 6 à 7 mètres de haut, et de 1 mètre environ de large , dans

^ plus grande largeur. Au bas de la cuve , se trouve un creuset

Qtii sort en partie du fourneau. La base de ce creuset est formée

p3rdeux pierres de grès, disposées en gouttière, et sur lesquelles

On tasse fortement un mélange d'argile et de charbon , de façon à

former une cavité qui s'étend jusqu'au dehors du fourneau. Un

Canal de coulée débouche à la partie inférieure de ce creuset, et

Permet de faire sortir les produits liquides qui s'y sont accumulés.

Ces produits se rendent dans un second creuset E , tout à fait

extérieur. Le fourneau reçoit le vent de deux tuyères disposées sur

la face opposée à la tympe.

Le minerai est chargé sur la face des tuyères , et le combustible Test du côté du contre-vent. Comme il s'attache toujours, autour des tuyères , des scories que le vent froid a refroidies brusquement, l'ouvrier les dispose autour des tuyères , de manière à former un canal qui s'avance de 2 décimètres environ dans l'intérieur du fourneau. Il établit ainsi un prolongement de la tuyère, auquel il donne le nom de nez de la tuyère. Le nez a pour but d'amener immédiatement le vent dans le combustible, et d'empêcher qu'il no traverse d'abord le minerai, qui serait ainsi exposé à une action oxydante, et

a band ou ne rail aux scories beaucoup d'oxvdo de plomb. Le rondeur doit veiller avec le plus grand soin à mainteuir uoe forme convenable au nez de la tuyère; illa modirie suivant la marche du Tourneau.

Il faut que la temptratun.

soiLpeu élevée dan^ la partie

supérieure du la cuve, saus

quoi il V aurait beaucoup di

galèue entraînée parvolati-

lisation Dans touilles cas, Ips

gaz traversent au sortir du

gueulard G et avant de se rcndi

bres de condensation établicsc

déposent d'abondantes poussières plombifén

fin de cliaquc campagne, et qu'on fait pat

lalatbimintt I,plus

dessus du fourneau", de fusion \ Ail

'onrecueillfli,l<

i^sliisdefujiM

METALLURGIE DU PLOMB.

Pendant le fondage, lea scories coulent coDiiDuellement. Un aide lélache celles qui se solidifient au sortir du fourneau et les entraîne lu dehors à l'aide d'un crochet. Lorsque le bassin intérieur est plein le produits métalliques, on fait la percée du canal qui établit la comnunication entre les bassins et E. La matière se rend danslecreufiB 5<a setextérieurEielles'ydiviseendeuï couches:

1 t(nu(;he inférieure est du plomb métallique ; la LOuiheHupérieureestformée de sulfure deplomb Pb'S niélé à d'autres sulfures métalliques qui se trouvaient dans le minerai , et au sulfure di^ ferqui provient de la réaction du fer métallique sur lagalene. Cette matière porte le nom de première inatle pl(»nbettsc ; elle se solidifie prompte- 1er l'enlève avec un crochet et la met a part. Il puise ensuite le plouib avec une uiller, et le coule dans des moules qui lui don- 'a forme de disques lenticulaires. Lesscorieslespluspures, c'est-à-dire les plus pauvres en plomb, sont rejetées ; mais celles qui surnagent la matte dans lo bassin de percée et qui renferment toujours des grenailles de plomb, sont mises de côté pourétre ajoutées au lit de fiision. Quelquefois cependant on prend pour cela des scories pures, mais c'est seulement dans le cas où les scories riches viennent à manquer. Le lit de fusion dont nous venons do donner la composition fournit 19 quintaux do plomb , et 7 à 8 quintaux de première matte, renfermant de 9 à 2 i quintaux de plomb.

§ 985, Les premières matles sont accumulées dans l'usine jusqu'à ce qu'il y en ait une quantité suffisante pour en entreprendre le traitement. Elles sont grillées en las sur uue couche de combustible ; une grande partie du soufre se dégage à l'état d'acide sulfureux. Ce premier grillage dure de 3 à i semaines. On fait ensuite un triage de la matière; les morceaux qui ont été suffisamment grillés sont envoyésà l'usine; les autres sont soumis à un second grillage en tas. Quatre grillages successifs sont nécessaires pour que toute la matière soit convenablement préparée. Un lit de fusion de matte se compose de :

32 quinlaux de matte grillée ;

30 » de scories riches, provenant de la fonte dw mine-

i à 5 quintaux de débris de sole de coupellalion ; '

2 d'absirictis ;

2 » de scories provenant de la réduclion des lilhargcs

< s de foate grenaillée.

Les mattes grillées aonl fondues dans un fourneau âmancbe. Ces in petit fourneau ù cuve (fig. 5ii, SiS'et bl6)de 1" B environ di

lui cvdsoa Sii partie supéit ( La figure bi6 en re- I tiiL une coupo Uoniontale a la hauteur de la tuyËfP "■ La Lgure 545 donne une coupe verticale faite suivant la li- Koe \Y du plan (flg US] Enfin, la figure 5ii en présente la 1 lueantérieure Ce fourneauesl

slimenlt. par une seule tuyère T à laquelle on ménage un nra de i décinittre de longueur Au fond du lourneau se trouve un creuset brasque E, surlanl eu partie du fourneau , et commum- , quant, au moyen d'un canal de percéo, aveu un creuset extérieur F, ^ BJlaê à un niveau plus bas.

Le combustible est du coke.

Hj 5«

Pendant le grillage de la matte, la plus grande partie du sulfure de fer est passée à l'état d'oxyde. Dans la fusion au fourneau à manche, l'oxyda de fer se combine avec les silicates des scories ajoutées et avec les cendres du combustible. Il se forme une nouvelle scorie très-fusible, qui coule continuellement hors du fourneau. Le sulfure de plomb est réduit par le fer métallique, et il se forme une nouvelle quantité de pl()tnb et une seconde matte analogue à la première. Lorsque la matte s'est solidifiée, on l'enlève et on moule le plomb métallique sous forme de disques. Les secondes mattes sont mises décote pour être soumises à un nouveau traitement.

Un lit de fusion de première matte, composé comme nous l'avons indiqué, donne 42 quintaux de plomb et 8 quintaux de seconde matte.

Les secondes mattes sont soumises à un traitement semblable à celui que l'on a fait subir aux premières. Elles sont grillées à 3ou i feux, puis repassées au fourneau à manche, avec des additions semblables à celles des premières mattes. On obtient ainsi une certaine quantité de plomb métallique et une troisième matte , qui est grillée à son tour et fondue au fourneau à manche. Ce nouyeau traitement donne une nouvelle quantité de plomb et une quatrième matte.

Le cuivre qui se trouve dans le minerai primitif ayant plus d'affinité pour le soufre que n'en a le plomb, passe indéfiniment dans les mattes ; de sorte que ce métal , qui existe en quantité très-petite dans le minerai primitif, s'est concentré dans la quatrième matte en proportion assez grande pour que cette matte soit considérée comme un minerai cuivreux très-riche, et envoyée aux usines à cuivre. On lui donne le nom de matte cuivreuse.

$ 986. Lorsque la gangue de la galène est peu siliceuse, on préfère appliquer au minerai le procédé par réaction. C'est ce qui arrive en Angleterre , en Carinthie et dans plusieurs usines à plomb de France, notamment à PouUauen en Bretagne.

Le minerai, à l'état de schlich, est disposé sur la sole d'un fourneau à réverbère (fig. 547 et 548), de 3 ou 4 mètresde long sur à peu près autant de large. Cette sole est formée, tantôt avec des ifcories pulvérisées , tantôt avec une argile peu siliceuse. Elle présente vers le milieu une excavation B, dans laquelle se rassemble le plomb métallique fondu. Un petit conduit, communiquant à l'extérieur , permet de vider cette excavation et de recueillir le plomb fondu dans des marmites'en fonte G, placées dessous. Le schlich est chargé par une ouverture supérieure T, munie d'une trémie. Trois ouvertures latérales o, o , o, sont pratiquées sur chacune des deux faces opposées du foui neau , et servent au travail des ouvriers. On brûle de la

houille sur la grille F. La flamme el le courant d'air chaud , apri» avoir parcouru le foumea i, traversent île longues chambres de condensation, où elles dêpos nt les matières entralaéesniécauiquenMiit ou par volatilisation.

La quantité de minerai que l'on iraite à la Fois dans te fcurr

est très-variable suivant les usmes En Angleterre on opère sur9 à Ï5 quintaux. On étend le minerai bien unirormement sur la sute, et un legriUe pendant 3 ou 4 heures a la chaleur du rouge sombre: il 30 dégage de l'acido sulfureux, et il se forme beaucoup d'oxyde et de sulfate de plomb. L'ouvrier remue fréquemment la matière 8vk un ringard, pour faciliter le grillageenrenouvelantleasurfaces. Au bout de et' temps, qui e?! la première période du grillage, l'ouïriM

MÉTALLUKGiB DU PLOHIt. itr>

Broie les purles de travail, et donne un coup de Feu. Le sulfure de iaïab non altéré réagit sur l'oxyde de plomb et sur le sulfale; il w sépare du plomb métallique et du sous-sulfure de plowb Pb'S, Ipi forme une matte plombeuse trës<fusib!e. Ces deux matières fondues se reudeut dans l'excavation intérieure ; aprèt quelque leoips on les fait écouler au dehors. On recommence ilors le grillage de la matière restée sur la sole, en ouvrant de nouveau les portes de travail, et remuant la matière avec les ringards; on laisse en m^mc Unips la température du fourneau s'abaisser. On fetme ensuite de nouveau les portes du fourneau, et l'on donne un second coup de feu, qui fournil une nouvelle quantité de plomb métallique. On r^te ces opérations alternatives plusieurs fois de suite.

Dans quelques usines, on projette de temps en temps surla sole lit prtil«s quantités de chaux qui diminuenl la fusibilité des scories. Dons d'autres, on ajoute, àun certain moment, du charbon pulvénilcnl, qui a pour but de décomposer les oxyiiulfuresde plomb qui «forment, et de ramener en arrière le grillage, lorsqu'il a été trop avancé. Vers la Qn de l'ogiéralion, quand la plus graude partie du plomb s'est écoulée, Il reste sur la sole des crasses scoriflées, imbibées de plomb métallique ; on en sépare une grande partie du métal, en donnant un coup de feu, et laissant ensuite refroidir le ((Himeau lentement. Cette dernière période de l'opération s'appelle le ressuage. L'opération entière dure de 7 à 8 heures en Angles l«rre; dans les usines fran<;ai ses elle dure de 13 à 16 heures.

Les mattes qui proviennent du traitement au fourneau à réverbère sont ajoutées, dans les usines anglaisent, au grdlage d'une nourelle quantité de minerai. Dans la plupart des usines du continent, OD les repasse au fourneau à manche.

Souvent, on grille les mattes en tas, et on les fond ensuite, après une addition convenable de scories, dans un fourneau à manche Irèft-bas, qu'on appelle fourneau écossais. La réaction entre le sulfate, l'oxyde et le sulfure de plomb se fait pendant celte fusion ; on oblieol du plomb métallique, une malle et des scories'. Le fourneau écossais est représenlé en coupe horizontale par la ligure 550 ; la figure 5i9 en donne une section verticale, faite par la ligne AB du plan. Ce fourneau n'a que 1 môlre de hauteur; le vent est fourni par une seule tuyère T. Le plomb métallique ella malte sont reçus dans une marmite en fonte M. L'ouvrier relire de temps enlemps, avec son ringard, les crasses qui s'accumulent au bas du fourneau ; comme ces crasses renferment beaucoup de plomb disséminé, l'ouvrier les rejette dans le fourneau.

S 987. Le plomb qui provient de ces divers traitements renferme

souvent de 1 argint en quantite assez considérable pour qu'on pu'ue l'en extraire a\ec ^rand avantaiie on lui donne alors le nomde plomb d' œuvre. La séparalion M 1 ar:;ent se fait par le procédé île la covpellatiun. Cette opération esl fondée sur la propriété que possède le plomb de s'oxyder quanl on le chaulTe au contact de l'air, (aûdis quel'argentnes'oxydepss, et se concentre indéGoiinentilani le plomb qui est resté à l'élalaiÉ- (allique A la Fin du grillage, Iahque tout ie plomb s est oiydè, 1 irgent reste ISO lé Pourquel'oi)^ dut nu du plomli marche prompleil fantenlfr Cl l oxjdedeplooli mesure qu'il « rod ut On a Muqu ilétaitit- Tire pourcril, re le grïll^ tempéralnre élevée' [lOiir

que l'oxydede plomb entre en fusion. Comme le métal fondu formeme surface convexe, la lithai^e coule constamment dans la rainure ïidt qui existe entre le métal et la paroi du vase ; et, si l'on entaille successivement cette paroi en un point, de façon à former une rigol' que l'on abaisse petit à petit, on peut faire écouler la lithargei mesure qu'elle se produit, sans qu'il s'écoule de plomb métallique. Les figures 651 , S53 et 553 représentent un fourneau de coupcUei employé à Clausthal dans le Bartz. La figure 55 Jen donne une Bectin horizontalp, faite h la hauteur de la ligne XT de la figure 551. IJ figure 551 représenteune section verticale, faite par le plan qui peut par la ligne ED de la figure 553. Enfin, la figure 553 montre une vw antérieure du fourneau. Le fourneau de coupelle est une espèce «fe fourneau à réverbère, composé d'un four circulaire A et d'un toyw latéral T. La sole, qui a la forme d'une calotte sphérique, est contposée de briques ii, placées de champ sur une base uu de scoriw- On la revêt intérieurement d'une couche de marne lasseavec soin, et qu'on renouvelle à chaque opération. Cetlocoiiflii'

MÉTALLURGIE DU l'LOMU.

mpose la cuupctU pi'Opr(;meu( dite. La voille du l'our est roiiiii-e run couverdeenlûlerivÉËC,siispendu, au moyen dtidialiies,aune ne GG'G', qu'on peut aiusi enlever el replacer facilcmonl. Ce courtle est garni iotérieurement d'argilo.

Le four présente 5 oavertures celle par laquelle s introduit ia tanme du fayer/les deux ouvertures a a!, dans lesquelles sont iff^ies les buses (ii> deux suufllets qui lancent coDstamment de lira la suiTace du bain, et facilitent l'oxydation, en même temps D'elles chassent la lilhargc de la surface; l'ouvcvturc P qui sert à

itroduction des disques de i.loiiiU; iiilm. l(-m\rrti;ro o qui est le PU de coulée des lilharges. Auconinicncpmoiitderopi''r:itionccUe mière ouverture est bouchée par la coupelle, maison entaille l celle-ci de fgçon à maintenir la rigole au niveau du

las

PLÛHB.

bain mélallique. Les lilliarges qui s 'licoulent tle l'ouverfure u s'ii cumulent en L sur le soi àe l'usine, où dles se soltdilienl.

'Pour commencer une coupellation, il faut d'abord Oisposi'r la, ce pelle. A cet effet, lecouverelo étant enlevé, on brise l'ancienne coupeile, qui est fortement imprégnée de lliharge, et "

débris aux lits de fuâion des

t (§ 98i et 985).

On mouille la sole er briques ii avec de l'eau et l'on y applique des couches successives de que l'on l^sse fortement m pilon. On remet l^ le Cduvcrcle G en

etdesmattes, :

[Olurts avec de I argile.

On charge dans le fiiui ICO qnnilaii\(lL plomb, et l'on commence il chauffer Le plomb fond r ipidemt ni On fut alors marcher lentement les soufflets. L'oxydation commence; la surface du bain se recouvre de poussières noirâtres d'oxydede plomb, mi>lé de matières étrangères. Ces pouaiières ne fondent pas, parce que la température n'est pas assez élevée : ce sont les ab':iugs. Plus tard viennent des matières plus agglomérées qu'on appelle abslHeh^. L'ouvrier jette, de temps en temps, un peu de poussier de charbon sur lebain; «1, â l'aide d'une bûche, placée en croix au haut d'un TÎngard en fer, il amène les abalriclis vers le trou des lilharges, et les fdit sortir du fourneau. Au bout de quelque temps, les lilharges fondues commencent à se montrer. Les premières sont impures; cesont les /it/uir(^ gatioages, on les fait couler successivement, et on les met à part; viennent ensuite le^ litharges pures, ap[>elées litharyes marchandes et qu'on ne mêle pas avec les premières, quand on peut les vendre a l'élai de litharge. On continue la roupellation tout en augmenlant

successivement le vent pour accélérer l'oxydation jusqu'à ce que le plomb soit entièrement transformé en litharge, et que l'argent reste isolé sous la forme d'un disque. Les dernières portions de litharge ne s'écoulent pas du fourneau ; elles sont absorbées par la coupelle.

Le moment où l'oxydation du plomb s'arrête, et où, par conséquent, la coupellation est finie, se manifeste par un phénomène particulier, qu'on appelle Y éclair. Pendant toute la période d'oxydation, le bain métallique parait plus brillant que les parois du four. Sa température est en effet plus élevée, puisque, non-seulement elle participe de celle de l'espace ambiant, mais encore elle profite de toute- la chaleur qui se développe par la combinaison chimique du plomb avec l'oxygène. Mais, lorsque le plomb s'est complètement oxydé, la seconde source de chaleur s'évanouit, le petit disque d'argent métallique redescend rapidement à la température du four, et n'est plus aussi brillant qu'il l'était pendant la période d'oxydation. D'un autre côté, à l'instant où les dernières traces de plomb s'oxydent, il n'existe plus à la surface du bain métallique brillant qu'une pellicule de litharge fondue, laquelle s'amincit rapidement, en présentant la succession rapide des couleurs des bulles de savon, et finit par se déchirer comme un voile, en mettant à découvert la surface du métal. C'est à cette succession rapide de phénomènes optiques qu'on donne le nom à' éclair.

Aussitôt que l'éclair est apparu, l'ouvrier verse sur la sole, d'abord de l'eau chaude, puis de l'eau froide ; après quoi il enlève le gâteau d'argent solidifié. Cet argent, nommé argent de coupelle^ n'est pas pur, il renferme environ ^ de plomb. On lui fait subir un raffinage , que nous décrirons à l'occasion de l'argent.

La durée d'une coupellation est ordinairement de 30 heures, y compris le temps nécessaire à la confection de la coupelle.

La coupellation de ^60 quintaux de plomb d'œuvre, provenant de la fonte des schlichs, donne à Clausthal ':

56 marcs d'argent (le marc = i livre) ; 418 quintaux de litharge; 21 » de débris de coupelle ; 45 » d'abstrichs; 6 » de litharges riches.

Les litharges riches sont les dernières litharges de la coupellation ; on ne les mêle pas avec les autres, parce qu'elles renferment une proportion notable d'argent.

460 quintaux de plomb d'œuvre, provenant de la fonte des mattes, donnent :

,62 marcs d'argent;

\ ^ 2 quintaux de litharge ;

21 » de débris de coupelle ;

48 » d'abstrichs ; 9 » de litharges riches.

Le combustible employé pour la coupellation est le bois.

Les litharges provenant de la coupellation sont transformées en plomb métallique; une petite quantité seulement est vendue à l'état de litharge. La, transformation des litharges en plomb métallique est appelée révivification des litharges. Elle s'exécute par une fusion des litharges au contact du charbon dans un fourneau à manche, muni d'un creuset extérieur. Les scories provenant de cette fusion sont ajoutées à la fonte des minerais. Le plomb, moulé en lingots, est livré au commerce.

§ 988. On ne peut extraire avec avantage Targent des plombs d'oeuvre par coupellation directe, que lorsqu'ils renferment au ïwoins j^ d'argent ; mais on est parvenu dans ces derniers tanps à traiter avec bénéfice des plombs beaucoup plus pauvres, en les soumettant d'abord à une opération, appelée affinage par cristallisation. Cette opération sépare le plomb, en plomb très-pauvre et en plomb assez riche pour être coupelle. Le principe sur lequel est fondé cet affinage est le suivant : si on laisse refroidir lentement une grande masse de plomb argentifère fondu, et qu'on brasse fréquemment la matière liquide avec une spatule de fer, il se forme bientôt une poudre cristalline, que l'on peut enlever avec une écumoire à mesure qu'elle se forme. Si l'on sépare ainsi successivement, une partie du métal à l'état de cristaux imparfaits, on reconnaît que le métal qui s'est solidifié est beaucoup plus pauvre en argent que celui qui est resté liquide. On peut donc, en répétant convenablement ces opérations, soit sur la masse qui a été enlevée à l'état solide, soit sur la partie qui a été décantée à l'état liquide, obtenir, d'un côté des plombs de plus en plus pauvres, et de l'autre des plombs de plus en plus riches en argent. On ne soumet à la coupellation que les plombs qui ont été amenés à une teneur convenable en argent; et Ton vend comme plomb marchand celui qui a été convenablement appauvri.

§ 989. Le plomb métallique est employé dans.les arts, à l'état.xle feuilles plus ou moins épaisses pour former des couvertures de terrasses, des gouttières, des tuyaux de conduite pourles eaux, etc., etc. Pour fabriquer les feuilles de plomb, on commence par couler le métal, en plaques de dimensions convenables, sur une dalle de