DOSAGE DE CUIVRE

tgale. On précipite ensuite le cuivre de cette dissolution par la 3tasse caustique.

On dose très-exactement le cuivre par le procédé suivant, utiliable dans l'analyse d'un grand nombre de substances cuivreuses.

La substance étant en dissolution dans un acide, on y ajoute un ixcès d'ammoniaque, qui redissout l'oxyde de cuivre en formant une lissolution bleue, remarquable par son grand pouvoir colorant. On rerse dans cette liqueur une dissolution titrée de sulfure de sodium, »ntenue dans une burette graduée. Le cuivre se précipite à l'état i'unoxy sulfure de cuivre ayant pour formule CuO.SCuS. En opérant ivec précaution, on peut saisir exactement le moment où le cuivre 8st entièrement précipité ; c'est celui où la liqueur se décolore. Il Bst facile de calculer la quantité de cuivre précipité, d'après le volume de la dissolution titrée de sulfure de sodium, en supposant toutefois qu'il n'existe pas dans la liqueur d'autres substances, prédpitables par le sulfure alcalin.

Pour titrer la dissolution de sulfure de sodium, on dissout i gr. de cuivre pur dans 5 ou 6 grammes d'acide azotique ; on y verse 50 gr. environ d'une dissolution concentrée d'ammoniaque, et l'on chauflFe légèrement pour dissoudre complètement le précipité. On verse ensuite dan s cette liqueur, qui est colorée en bleu foncé, la dissolution de sulfure de sodium dont on a mesuré le volume initial sur la division de la burette qui la contient. Lorsque la liqueur ne possède plus qu'une coloration bleue très-faible, on agite plusieurs fois le matras, et on le laisse reposer quelques instants. On n'ajoute plus alors la dissolution de sulfure de sodium que goutte à goutte, afin de saisir très-exactement le moment où la liqueur se décolore complètement, et l'on prend note, sur la division de la burette, du volume de la dissolution versée. Supposons que ce volume soit représenté par <37°,5, nous en conclurons que i 37",5 de la dissolution de sulfure de sodium correspond à ig',000 de cuivre métallique. Par suite, si, pour obtenir la décoloration d'une liqueur cuivreuse ammoniacale, il a fallu ajouter 97",5 de la dissolution de sulfure de sodium, on en conclura que cette dissolution renfermait ^^j^, 4g',000 ou 05',709 de cuivre métallique.

Cette méthode peut être appliquée à des dissolutions qui renferment, avec le cuivre, d'autres métaux ; l'expérience a montré qu'elle donnait des résultats exacts lors môme que la liqueur contient du fer, du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb ou de l'antimoine. Cela tient à ce que le sulfure alcalin ne commence à réagir sur ces ïiétaux qu'après que le cuivre a été complètement précipité à l'état ^'oxysulfure. Il est indispensable néanmoins de veiller à ce que le

i8t CmVRE.

fer soit à l'étal de sesquioxyde ; car le proto\yde de fer trnublenil ] les résultats. Il n'est pas nécessaire de séparer par filtration le 1 dépôt que donnent plusieurs de ces métaiiK au moment où l'oa | ajoute l'excès d'anunouiaque ; cela c'est utile que si le di^pàt esl j trés-abondanl , parce qu'alors il empécbe de distinguer la couleur j de la liqueur. I

Le procédé de dosage que nous Tenons de décrire devient iaeiact lorsque la liqueur renferme du cobalt, du nickel , du raercui de l'argent. La présence de l'argent peut être facilement évil^, puisqu'il suffit d'ajouter à la dissolution nitrique quelques gontlea d'acide clilorhydriqne ; elles séparenl l'argent à l'état de chl insoluble.

g i 060. On isole facilement lecuivra des mélauï alcalins, alcali» terreux et lerreus , du manganèse, du fer, du chrôme, du cobalt, du nichel , du zinc , du titane et de l'uranium , au moyen de ïirfdrogéne sulfuré , que l'on fait passer à travers la liqueur rendue acide par de l'acide chlorhydrique. Le cuivre se précipite st l'état de sulfure.

On sépare le cuivro du cadmium ; du bismuth el du plomb, Inique les métaux sont dissous dans l'acide azotique, en versant du la liqueur un excès de carbonate d'ammoniaque qui ne dissout qn le cuivre. Le même procédé peut être employé pour séparer le aim de l'alumiae, du sesquioxyde de fer et du sesquioiyde de chrdinei mais il donne des résultats moins précis que la prccïpitalîoa pa l'hydrogène sulfuré, La meilleure manière do séparer le cuivn d ploioh est, après avoir dissous les métaux dans l'acide azotiqiiti d'y ajouter de l'acide aulfurique , et d'évaporer à sec pour cl l'excès d'acide aulfurique. On mouille le résidu avec un peu d'xidi azotique, et l'on reprend par l'eau qui laisse le plomb à l'étal dl sulfate.

On sépare le cuivre de l'élain en traitant ces métaux par l'ici azolique ; on évapore complètement à sec, on arrose le résidu n un peu d'acide azotique , et l'on reprend par l'eau ; l'élain rest^ril à l'état d'acide stannique. Le même procédé peut servir à sépanri* cuivre de l'antimoine ; mais il donncdes résultats moins précisptnt qu'il se dissout toujours un peu d'antimoine. Il vaut mieux, >{«(■ avoir dissous les métaux par l'eau r^le , saturer la dissolution pv l'ammoniaque, et y verser un escès de sulfhydrale d'ammoniaqW qui dissout le sulfure d'antimoine. Le même procédé peut ji ptiur si'p.trer le cuivre de l'élain e! de l'arsenic.

METALLURGIE DU C

£<I061. Le cuivre se trouvedansla nature, principalement â l'état 1 sulFure , mais ce sulfure est rarement isolé ; il est ordinairement «nbinè avec lo sulfure de fer et constitue les pyrifes cuivreuses l'S-f-Fe'S'. Le plus souvent même , la pyrite cuivreuse est mélée^ 1 proportions plus ou moins considérables, avec des pyrites de rFeS"; de sorte que les minerais les plus communs du cuivre sont iB mélangea en proportions très-variables de sulfure de fer et de tivre. On rencontre souvent aussi, avec la pyrite cuivreose, les tiores panachés 2Cu'S+FeS , les fahlen ou cuivre arts , qui sont s sulfures doubles d'antimoine et de cuivre , et les ftoumonifes , li sont des sulfures multiples d'antimoine, decuivreet deplomb. !■ derniers mint^raus sont importants , en ce qu'ils sont ordinaiment riches en argent. Tous ces minéraux se trouvent dans des ons qui traversent les terrains anciens. Auprès de ces filons Hftiitifs, on trouve souvent des gisements déminerais cuivreux, Nivenant évidemment des altérations que le minerai du filon a trouvées sous l'influence des eaus. Les eaux qui ont traversé lenment des terrains cnivreux renferment ordinairement du sulfate icuivre. Si ces eaux suintent ensuite dans des terrains calcaires, I si elles séjournent dans des caviiés . au milieu des roches cal- I, il se forme du sulfate de chaux qui est emporté parles eaux, ■dtl carbonate de cuivre se dépose. Si cette réaction se fait à une npérature élevée, il ne se dépose plus de carbonate de cuivre, ns de l'oxyde de cuivre. Enfin, s'il y a en présence des matières ^niques, le sulfate de cuivre peut être réduit, soit à l'état de cuivre, soit à l'état métallique. On explique ainsi les ua de carbonate et d'oxyde de cuivre quel'on rencontre fréquemsat auprès des filons de pyrite cuivreuse, et l'origine des petits istaux de sulfure de cuivre qui sont disséminés au milieu de cerbes roches schisteuses , imprégnées de bitume, et renfermant •acoup de débris de matières oi^aniques. Les géologues expliquent ! cette manière la formation de la pyrite cuivreuse qui se trouve wéminéeenpelits cristaux aumilieu du schistebitumineux, rempli topreintes de poissons , qui forme le fond d'un bassin très -étendu ! terrains secondaires dans le Mansfeld, aunordde l'Allemagne. On rencontre aussi quelquefois des amas plus ou moins considé- " s de cuivre oxydulé Cu'O , qui donnent un minerai de cuivre ts-riche.' Le Pérou et le Chili en possèdent des mines Irèa-imporintes. Les principaux gisements de minerais cuivreux de l'Europe lOnl ceux du comté de Cornouailles en Angleterre , du Mansfeld et

du RammciBberg dans le nord de l'Allemagae , de la Suède. Nonvége,des monts Ourals et Altaï, en Russie. On a avec avantage , pendant un certain nombre d'années . ment d'oxyde et de carbonate de cuivre à Cbessy prés mais cette mine paraît aujourd'iiui épuisée.

% 4063. Les minerais de cuivre oxydé et carbonate traitement métallurgique très-Facile. Il suffît de les fondre i du charbon , dans des fourneaux à cuve , avec des scorit moins siliceuses. On obtient ainsi un cuivro impur, appeli noir, qui n'a besoin pour donner du cuivre marchand que soumis à un raffinage.

S < 063. Les minerais sulfurés exigent un traitement beaucoupidii complexe. On les soumet d'abord a plusieurs grillages préliminatrei, afln de transformer une portion con^dérable des sulfures en OKf' puis on fond les minerais grillés dans des fourneaux à cuve, oui des foursàroverbère,avecaddition de scories et d'autres " si le minerai ne renlerme pas par lui-mtoe une proportion nable de silicates. Le cuivre a plus d'affinité pour le soufre qntll fer; ce dernier métal possède , au contraire , une plus grande alBiiitt pour l'oxygène, Burtoul eu présence de l'acide silicique. L'oxydedi cuivre qui s'est formé pendant le grillage, passe en enlierà l'étit dl sulfure , en enlevant le soufre au sulfure de fer qui restait dau II matière grillée, 11 se forme une scorie , qui renferme la plus fftalt partie du fer de la pyrite cuivreuse , et uu sulfure de fer et de cuivni, la matte cuivreuse , qui contient la presque totalité du sultiiredi cuivre de la pyrite, et une proportion de sulfure do ter ' moindre. Cette matte est, pur conséquent, un minerai sulfuré^ cuivre , beaucoup plus riclie en cuivre que la pyrite primitive, OoÙ soumet à de nouveaux grillages ; puis on la fond avec des sco ' sibceuses , et souvent avec des minerais de cuivre oxydés, qn on en a à sa disposition. Ce travail dooue une nouvelle scorie, : fermant uue grande partie du fer de la première matte. el iN seconde matte cuivreuse , plus riche encore en cuivre que la jnmière. Ou répète ces traitements jusqu'à ce que l'on obtienne cuivre impur, le cuivre noir, une dernière matle cuivreuse eldtt scories. Cette dernière matte cuivreuse est alors soumise âdesoptrations semblables , ou ajoutée au traitement delà matte précédentes de sorte que le produit définitif est le cuivre noir, que l'on soumM au raffinage. Kous donnerons des exemples de ce traitemenlmilillui^ique tel qu'il est exécuté dansqueîques-uoes des usines les plu importantes de l'Europe.

^ 1 064. A Tahlun , en Suède , le minerai principal est de la pytiU

MËTALLIIRGIE DU CUIVRE. 987

livreuse , irlimeraent môlée à de la pyrite de far el accompagnée Dne gangue qtiarUnuse. Les miDerais pyrileux sont soumis à un tllage ; on leii mêle ensuite avec des minerais quarlzeui , dans la roporlion de 2 parties de mirerai pyriteus el de 1 partie de "" n y ajoute de ( â 30 pour 1 00 do scories tevenant d'une fonte précédente de minerai. On fond ce mélange las un fourneau à cuve, de 3 mètres environ de hauleur, et l'on iretireunemattecomposéedesulfuredeferFe'S et de sulfure de livre Cu'S , et une scorie qui doit présenter à peu près la coro- Mïlion du bisilicale de fer, FettaSiO'. La malle renferme de 412 pour 100 de cuivre; elle esl soumise à i grillages successifs li enlèvent presque complètement le soufre, et laissent les métaux l'état d'oxydes. On fond les maltea grillées dans des fourneaux à ive, semblables à ceux qui servent à la fonle des minerais grillée; 1 ajoute du quarU, des minerais oxydés quarizeux , ou deanilnelia sulfurés quarlzeux qui ont été soumis à un grillage préliminaire. )Ub fonte donne du cuivre noir, un peu de malte cuivreuse, et M scories qui sont principalement des silicates simples de fer, eO.SiO*. La matte cuivreuse eat traitée comme la première matle revenant de ta fonte des minerais, et le cuivre noir est soumis à n raffinage, que nous décrirons bientôt.

S 4065. Les minerais cuivreux du Mansfeld sont des schistes Igileux, renfermant de la pyrite dissëminëe en petits cristaux; jrleneur en cuivre est très-variable; ilssont fortement imprégnés I bitume. Pour les griller on les dispose en tas sur un lit de bois. ïgrillage est très-facile el consomme peu de combustible, car le a est entretenu par la combustion du bitume dont le schiste est Bprégné. On ajouteauschiste grillé 8à 8 pour 100 de spath fluor, «scories un peu riches en cuivre, provenant des opéra lions aubsélientes, et souvent, de petites quantités de schistes cuivreux reniant du carbonate de chaux. On fond te mélange dans des four- DX à cuve de 5 à 6 mètres de hauteur, chauffés au cote. La [ore 558 représente une coupe verticale du fourneau passant par le des tuyères, la figure 537 en représente la vue antérieure a supprimé la poitrine du fourneau pour faire voir l'intérieur de cuve). La partie inférieure de lu cnvo du fourneau est construite ; des pierres de grès quartzeux; la partie supérieure est en riqnes. Le fourneau porte deux tuyères, placées sur une mémo ice du fourneau comme dans la figure 539 , ou sur les deux faces téralesopposéesdelacuve. Au bas de lapoitrine du fourneau, se rouvent deux ouvertures o, o', que l'on ouvre alternativement pour ibîre rouler au dehors les produits liquides. Ces ouvertures commu-

rilllilltlil , nii moyen de rigoles , avec deux grands creiiseU t;\lùrieurs <1, 11'. I.*i fiimipiir laisse former au-devanldesluvérËSun nez de 0~ ,3 <lii lii(i|tiicur, Ix coniLiustible et le minerai sont char^ts couche par itimUu. Ia* fifumeaux sont stirmontéa de clieminèes, de 12 à 15 liiMri'* de hanleur, (|ui portent la fumée el les vapeurs vers les IrtirllMt ùinéa de l'almosi^ère. Les mattes et les scories coulent

constamment hors du fourneau; elle* ae rendent dans un des bjssins de réception C; l'ouverture qui correspond au bBS- ^lut restant bouchée. Lorsque le creuset C est plein, on déboucl el ouverture o', et onreçoit les mal cres dans le second bassin C Un procedeimmédiaiementà t a ^ s 1 tnlLvementdesproduitsdubas-

sin L Un moule ordinairemout les scories en grosses briques qui servent [jour les constructions dans le pajs On enlève les mattes, sous forme de disques, a mesure qu elles se solidifient à leur surface. Le creuseL C étant vide, lorsque le creuset C se trouva roiiipli , on y recueille de nouveau les matières qui coulent du fourneau.

MËTALL0BGIE DU CUIVRE. 389

La matle ne forme guère que le ^ du poidà de^ minerais soumis â ta foule; elle se compose dn sullure de fer FeS et de sulfure de cuivre Cu'S. Sa richesse en cuivre varie de 20 à 60 pour 100, suivant la nalure du minerd. Lorsque celte matte ne renferme que de 30 à 30 pour 100 de cuivre, on la soumet à 3 grillages succesrâfe sur des lila de bois , et on la repasse de nouveau au fourneau , avec additior) d'une certaine quantité de scories provenant de ta fonte des minerais. On choisit pour cela les scories qui recouvraient immédiatement la matte dans les bassins do réception , et qui sont plus riches que les scories superficielles. On obtient ainsi une nouvelle matte, présentant la mémo teneur en cuivre que colle qui provient de la fonte des minerais riches.

S 1066. Lesmatte3riche3sontsonmisesà6grillagessuccessifssur des lits de bois. La grillage a lieu dans des petites stalles (fîg. E60J, Fig. ist. formées par 3 murs en

maçonnerie , percées de quelques ouvertures o, ■ quifaciiitentletirage;on bâtit ordinairement , en L pierres sèches, un qua- Itrième mur qui ferme la "e et maintient le tas de mineiai. Ld malle qui a été grilléo dans la première stalle subit son second grillage dans la stalle n" 3 , et , ainsi de suite , jusqu'à ce qu'elle arrive à la stalle n° 6. 11 se forme, pendant ce grillage, une quantilé considérable de sulfate de cuivre ; on l'enlève par des lavagps, parce qu'on en trouve un placement avantageux dans le commerce. A partir du troisième «rillage , les mattes sont lessivées, après chaque grillage, dans de grandes caisses en bois, placées en cajicade les unes au-dessus des autres. On emploie un système de lavage méthodique {$ HT) , tel que les eaux qui sortent do la dernière caisse soient prcsqlie saturées, et donnent promplement des cristaux quand on les soumet à l'évaporation au feu dans des chaudières en plomb.

La matle grillée est fondue dans un fourneau i cuve semblable à celui dans lequel on fond les minerais , mais plus petit. On ajoute des scories , destinées à se combiner avec l'oxyde de fer de la matte. Cette foDte donuo du cuivre noir, une matte et des scories. La nutte est fort riche en cuivre; on l'ajoute aux secondes maites les plus riches résultant du traitement précédent. Quant au cuivre noir, on l'enlève sous forme de disques; à cet effet, on verse sur la matière fondue un peu d'eau qui solidifie la couche superficielle. Le cuivre lu [Î5

CUIVBE.

noir iCDrennc environ 95 |>our tOO de cuiiiTe, 3 à i de fer, 4 pour <00 eavÎTOD de soufre, ei de petites quanlités d'argi^Dt et d'anU- ' moine.

% 1067- LesiuincraiscuiiiTeuxrenfenDentsouventiineasseïForte jHBporlion d ai^eol pour qu'il y ail grand avantage à l'extraire. Celte opération se pratique, laotot sur le cuivre noir, tantôt sur les dernières mattes grillées. Le traitement du cuivre noir pour aident se fait par la mélliode de la Uquation , celui des malles se fait par l'aniaf^'nitlim.Leprincqtede la liquat ion est !e suivant: si l'onfond, dansunfoume3uàm3nche,diicuiTreel du plomb, les deux métaoi s'allient ensemble; et, si l'on refroidit brusquement l'allia^ foodu , au moment où il coule Lors du Toameau , les métaux restent intima ment mélangea. Uais, si on réchauffe progressivement l'alliage solide , ou si on laisse refioidir très lentement l'alliage fondu , les deux métaux se ^parent rleplombretient tout l'aident qui existait primitivement dans le cuivre , et ce dernier métal reste seulement combiné avec une certaine quantité de plomb. Le plomb donne son argent par coupellalion , et le cuivre impur est soumis à un raffinage.

On fond , dans un petit fourneau à manche , 3 {larlies de cuivre noirel lOâ tî parliesde plomb, que l'on choisit déjà ai^enljtère si

cela est possible ; on remplace souvent le plomb métallique par dei lilhaiges riches en argent. On reçoit l'alliage fondu dans des moules en fonte qui le refroidisseDl brusquement etiui donnent la forme dfl disques. Ces disques sont chaufles sur l'flire de liqual'im. Cette aire en deoi plaquesde fonte [6g. 561 et 56i) légèrement inclilaigsanl entre elles un petit intervalle qui se trouve au-dessus

METALLURGIE DU CUIVRE.

d'un espace videM, ménagé dans la maçonnerie B qui supporte Ips plaques de fonle. On place Ips disques D perpendiculairement sur les plaques de fonte, en les maintenant écartés au moyen de coins en bois, et on ferme la paroi ouverte de l'aire par des plaques de tôle F, F. On verse du charbon de bois entre les disques, et l'on retire les coins de bois. Quand cela est fait, onpiace, dans l'espace vide M , du bois auquel on met le feu ; le tirage est activé par de petites cheminées o, ménagées dans le massif de l'aire. A mesure que la température s'élève , le plomb fond et se rend dans un creuset extérieur c, par une rigole a pratiquée sur le sol de l'espace H. A mesure que ce creuset se remplit, on puise le plomb avec une cuiller, et on le verso dans un moule en fonte e. qui lui donne la forme de pains lenticulaires. Le cuivre , allié encore avec une certaine quantité de plomb, reste sur l'aire, sous forme de massi's spoDgicuaes à demi fondues. Le plomb qui s'est séparé par liquation renferme la presque totalité de l'argent ; on l'en sépare par une coupellation.

Les masses cuivreuses peu veut eDCore donner une certaine quanlitéde plomb argentifère si on les soumet à une température plus élevée. A cet effet, on les chauffe dans un four particulier, appelé four de TtKWtge. La figure 56i représente une coupe verticale de "= ^"^ ce four, faite par la ligne CD du plan (fig 565) La^Ggure 565 en montre une section horizontale faite à la hauteur de la ligne AB

fih. ise.

^Gg. 964). Enfin, la figure G63 en montre une vue aut^rioure. Le masses cuivreuses sont chargées sur la sole du four, au-dessus des couloirs F, F, que l'on remplit de bois. On ferme ensuite la porte du four, après avoir mis le feu au combustible. Le tirage est activé par les petits ouvreauxo, o, qui débouchent dans une chemluèe H. Ûoe nouvelle quantité de plomb se sépare par la lîquation; mais.comiiH l'air dans le four est très-oxydant , la plus grande partie de ce plomb se change en litharge qui tombe au fond des couloirs F. Une petite quantité decuivre s'oxyde également, et cet oxydereste dissous dani a lltharj^e. On obtient donc, sur la sole, du cuivre noir quia perdu laplus grande partie du plomb etda l'argentqu'ilratonaît encore, et des litharges argeutifères et ricbes ea tuivre, que l'on djoule,commeniïtiere plombeuse, dtinslefourneatii manche oii l'on fond le cuivre noir avecleplombpour ^^ préparer les dis-

Jll^L^^^^^^^^^^^^^^^^H ques à liquater.

MiPP^^^^^^f^^^^^BPS g) 068. Le ouivre noir provenant do la Ijquatton est soumis au raffinage dans un foui à réverbère, qai : ressemble à un fourneau de coupoUalion. La figure 566 en rfrpri' sente une aeotion verticale, faite parlaligne YXdn plan (fig.'567J. La figure K67 en montre une coupe horizontale suivant la ligne VU (k: lu fi^'im^ 56B. On brûle du bois sur la grille F, la flamrat! se répand dans le four A, et passe de là dans la cheminée C.

Le cuivre à raffiner est placé sur la sole du four, formée par de la brasque forlement tassée au pilon. Le chargement se fait par Touverture D, que Ton ferme ensuite avec une porte. Lorsque le métal est fondu, on fait constamment souiller, à la surface du bain, lèvent de deux tuyères ^ dont les buses sont munies de papillons qui rompent le vent et Tétaient sur toute la surface du bain. Sous l'influence de cette action oxydante , le soufre , le plomb , le fer s*oxydent les premiers; il se forme des scories et des crasses, que Ton enlève par la porte A. Au bout d'un certain temps, le cuivre a perdu ses métaux étrangers; il se forme des sceries rouges, très-riches en oxydule de cuivre Gu"0. L'ouvrier juge de la marche du raffinage, en plongeant de temps en temps une tige de fer dans le bain métallique; il en retire un dé de cuivre, et le frappe au marteau pour juger de ses qualités physiques. Lors({ue le raffinage est achevé, il fait couler le métal dans les bassins extérieurs B, B', verse un peu d'eau à la surface pour solidifier la couche superficielle; il enlève celle-ci immédiatement sous forme d'un disque bulleux, d'un beau rouge, et continue ainsi, successivement, jusqu'à ce qu'il ait enlevé tout le cuivre. Ces disques métalliques portent le nom de rosettes. Le cuivre n'yest pas à l'état malléable; sa malléabilité est détruite par une petite quantité d'oxyde de cuivre Cu"0, qu'il renferme en dissolution.

On fait souvent subir ce raffinage au cuivre noir, avant de le soumettre à la liquation; mais on le pousse moins loin, et l'on fait couler le cuivre noir, en partie raffiné, dans de l'eau froide qui le réduit en grenailles. Ces grenailles sont fondues avec les matières plombeuses dans le fourneau à manche, pour préparer les pains à liquater. On obtient ainsi des alliages de cuivre et de plomb plus homogènes que lorsqu'on fond le cuivre noir en disques avec le plomb. Après la liquation et le ressuage, la matière cuivreuse est soumise au raffinage au petit foyer, que nous décrirons plus bas.

Le traitement des mattes cuivreuses, par amalgamation^ sera décrit à l'occasion de la métallurgie de l'argent.

§ 4069. Lorsque le cuivre noir ne renferme pas d'argent, on ne le soumet pas à la liquation ; et l'on procède le plus souvent à son affinage dans un petit foyer. Ce foyer est représenté en coupe verticale par la figure 568 ; la figure 569 en montre une vue perspective. Il se compose d'un creuset hémisphérique C de O'",^ environ de rayon , garni intérieurement d'une brasque formée par 2 parties de charbon et 4 partie d'argile. Il est environné d'un rebord muni d'une ouverture A fermée par une porte, et dont le but est de maintenir plus facilement les charbons. Lorsque le creuset vient d'être réparé,

S94 CmVRE.

on commeDce par le sécher pendant plusieurs heures, en le remplis- Bant de charbons allumés, puis on le remplit de chaiiioDS frais, on place des morceaux de cuivre noir sur le côté opposé h la tuyère T, et l'on donne le vent. Lorsque cette première quantité de cuivre noir est Tondue, on en ajoute successivement de nouvelles, en ayant soin de mainlenir le fourneau plein de cbarbon. Un trou de coulée tV donne issue aux scories qui se produisent pendant le rafBnage. Il se dégage de l'acide suirureux et des vapeurs blanches d'oxyde d'antimoine, quand ce métal existe dans le cuivre noir;!e8 premières scories renrerment beaucoup d'oxyde de fer; elles ont une couleur verdâtre; les suivantes sont colorées en rouge foncé, et très-riches en oxyde da cuivre. Lorsque l'ouvrier a fondu succes-

sivement la quantité de cuivre noir destinée à une seule opération, il prend de temps en temps un dé de cuivre , à l'extrémité d'une tige de fer, et il juge de la marche de l'opération d'après l'aspect du métal. Lorsqu'il reconnaît que l'affinage est terminé, il arrête le vent, jette un seau d'eau sur le foyer, relire les charbons, découvre la surface du bain métallique, enlève avec son ringard les scories qui surnagent le métal , et, lorsque sa surface est bien nettoyée, il y verse une peu d'eau pour coaguler la couche superficielle, et l'enlève immédiatement sous forme de rosette. On jette de nouveau de l'eau, et on enlève une seconde rosette ; et ainsi de suite jusqu'à ce qu'on ait enlevé complètement le métal. Le raffinage dure ordinairement 2 heures; il donne un déchet d'environ 25 pour 100 sur le cuivre noir, et fournit de 75 à 100 kil. de cuivre rosette.

g1070. Le cuivre rosette ne présente pas la malléabilité que nous trouvons dans le cuivre travaillé du commerce. Pour la lui donner il faut le soumettre à une dernière opération qui est très-déllcale . et demande à être faite par un ouvrier très-exercé. En général, celte opération ne s'exécute pas dans les usines à cuivre, on y amène seulement le métal a l'éiat de rosettes ; ce sont les ateliers où l'on travaille le cuivre qui la pratiquent. Les rosettes sont refondues

dans un petit foyer, semblable en tout à celui des figures 568 et 569, qui sert au raffinage du cuivre noir, et, lorsque le métal fondu s'est rendu dans le creuset, on le recouvre de petits charbons; au bout de quelque temps, tout Toxydule de cuivre est réduit, et le métal a acquis sa plus grande malléabilité. Mais, si l'ouvrier ne saisit pas exactement ce moment , le métal perd de nouveau sa malléabilité en se combinant avec une petite quantité de carbone. Quand cette circonstance se présente (ce que le raffineur reconnaît facilement aux petits dés d'épreuve qu'il retire de temps en temps), il découvre le métal, et laisse agir pendant quelques instants le vent de la tuyère sur la surface du bain. Il répète ces opérations, jusqu'à ce qu'il ait atteint le moment convenable. L'habileté de l'ouvrier consiste à saisir ce moment le plus tôt possible, parce que s'il prolonge l'affinage les déchets augmentent beaucoup. Le métal purifié est coulé dans des lingôtières, ou dans des moules où il reçoit différentes formes.

$ 4 074 . L'Angleterre fabrique, à elle seule, plus de la moitié du cuivre consommé dans le monde. Les mines de cuivre les plus importantes sont dans les comtés de Devon et de Cornouailles ; les principales usines à cuivre sont celles du pays deGalles;ces usines fondent, en outre, beaucoup de minerais étrangers, provenant du Chili, du Pérou , de l'île de Cuba, de la Nouvelle-Zélande, de la Norvège, etc.

On peut diviser les minerais fondus dans les usines du pays de Galles en plusieurs classes, sous le rapport de leur teneur en cuivre et de leur composition chimique :

4" classe. — Pyrites cuivreuses, mélangées d'une grande proportion de pyrite de fer, et renfermant très-peu de matières cuivreuses oxydées. La gangue est formée par du quartz et des matières terreuses. Leur teneur varie de 3 à 45 pour 4 00.

2* classe. — Pyrites cuivreuses, présentant la même composition minérale que celles de la classe précédente, mais renfermant plus de cuivre. Leur teneur varie de 45 à 25 pour 400.

3" classé. — Pyrites cuivreuses, renfermant très-peu de pyrite de fer et de substances nuisibles à la qualité du cuivre , mais une plus forte proportion de matières cuivreuses oxydées. Leur gangue est essentiellement quartzeuse. Ils renferment de 42 à 20 pour 400 de cuivre.

i* classe. — Minerais, composés principalement de substances cuivreuses oxydées, mêlées de cuivre pyriteux et de cuivre panaché. Leur gangue est quartzeuse. La teneur en cuivre varie de 25 à 45 pour 4 00.

6* classe.— Minerais oxyiiàs IrÈs-riches, eiempts de sulfures et de substances nuisibles. Leur gangue est quarlzeuse. Ils renferment de 60 à 80 pour (00 de cuivre, à l'étal de cuivre natif et de cuivre oxydulé ou carbonate. Ces rainerais de chois proviennent principalement du Chili.

§ 1072. Le traitement métallurgique commence sur les minmùs

a 1" classe, on les soumet a un <,rilldge, dans de grands fourneaux il réverbère La ûpire 57* représente une coupe horizontale de lun de ces fours, la figure 570 en représente une section verti cale faite pnrlahgneXV du pian. La sole de ce four a 7 mètres de " get 7 mètres de large; elle est formée par des'.briques réfractaîres. La voûte s'abaisse rapidement depuis lachauffe F jusqu'au

HÉTALLlUlGiE m CmVHK. SUT

rampant R, qui amène les gaz dans une haute cheminée. Quatre partes p, placées sur les deux faws latérales du four, servent au travail des ouvriers. Une ouverture o, située près du pont ou autet, S«rl à rinlroduolion d'uae quantité convenable d'air frais destiné ao grillage, et qu'on peut régler à l'aide d'un registre. La sole est percée de quatre ouverturts rectangulaires r, qui se trouvent immédialement contre les portes de travail; elles servent au déchargement des matières grillées, etsontboucliées, pendant le grillade, par des plaques en fonte. La voûte du four porto deus grandes tréniies T en tôle, dans lesquelles ou place le minerai qui doit être soumis au grillage. Ces trémies sont munies do registres qu'il suffit d'ouvrir pour faire tomber les matières sur la sole.

Le combustible que Von brûle pour le grillage et le fondage , est l'snlhracite menu du pays de Galles, mais, commo il brûle dilïïcilement et sans flamme, et se l'éduit en poussière sous l'influence do la chaleur, il ne peut donner, lorsqu'on le brûle à la manière ordinaire, la flamme nécessaire pour cfaauS'er, dans toute son èleodue, U» four àtèverbère de 7 mètres do longueur. De plus, il ne peut élre brûlé sur des grilles ordinaires, parce qu'il les traverserait trop facilement, ou en boucherait complètement les interstices. On a remédié à ces inconvénients par un artifice très-ingénieux, qui constitue, pour ainsi dire, une combustion distincte de celle qui a lieu ordinairement dans les fourneaux à réverbère. L'anthradte laisse, en brûlant, une cendre qui, à une haute température, éprouve une fusion pâteuse, et constitue une scorie vitreuse. C'est avec cetle rie que les chautTeurs fa(;onnent une espèce de grille terreuse, supportée seulement par quelques barreauK de fer très-écarlés. Des fragments plus ou moins considérables et fendillés de cetle scorie sont placés sur les barreaux, et forment une couche de Q°',3 à 0",4 d'épaisseur. Les cendres du combustible qui brûle sur ce support s'agglomèrent à mesure qu'elles se séparent, et forment une matière scoriacée, empalant de nombreux fragments de charbon. Lorsque celte scorie , par suite do l'accumulation de nouvelles cendres, se trouve plus éloignée de la source de chaleur, elle se refroidit et se fendille dans tous les sens. 11 se forme ainsi de nouveaux interstices, lez larges pour laisser passer le courant d'air nécessaire à la combustion , mais point assez pour laisser filtrer le combustiblo pulvérulent. Le chauffeur s'arrange de manière que !e support scoriacé n'ait jamais que la hauteur convenable ; quant il devient trop haut, il fait tomt>er les couches inférieures à travers la grille.

On ajoule à l'anthracite environ i de son poids do houille grasse menue , qui',en se collant à l'anthracite et ae boursouflant par la

Î98 cmvftE.

chaleur, maintient dans !a masse de combustible une parosiUcMvenable. La couche d'anthracite a environ O'.îd'épaisseuratHlei- -' sus de son support de scorie. L'air traverse cette couche en mn foule de points; son oxygène se change entièrement en osyde de carbone, et ce gaz mêlé au gaz azote s'étale dans le four. Il M\> aux dépens de l'oxygène de l'air froid qui s'introduit par l'miTHtureoetpar des petits trous ménagés dans les porlesde travail;ds sorte que tout le laboratoire du four se trouve rentpli d'une ' flamme de gaz osydc de carbone, qui brûle au contact d'une nipin d'air renfermant un excès d'oxygène. La nappe d'air s'étale né^ssairement sur la sole, parce que l'air entre par des ouvertures qui en sont très-rapprochées.

Le minerai étalé sur la sole se trouve donc constamment ploagi dans une nappe d'air oxydant, à proximité d'une masse, en qiieb|iH sorte parallèle, de gaz combustible qui brûle lentement par awface inférieure, et développe la chaleur nécessaire au grillage, L'élaboration d'une charge de rainerai commence, sans aucun àiimage du fourneau, aussitàt que la charge précédente en > été retirée. Chaque charge ^èse 360D kilogr. ; on l'introduit en ouvraii les registres des trémies dans lesquelles elle a d'abord été déposée, et l'ouvrier l'étend aussitôt uniformément sur la sole, au moyen de râbles en fer qu'il introduit successivement par les quatre purif» de travail qu'il ferme ensuite. De 2 en 2 heures, on fait avec dw ringards un brassage pour renouveler les surfaces. Le grillage àm 13 heures. Pour sortir le minerai grillé, les ouvriers ouvraolk» portes de travail et enlèvent les plaques de fonte qui recouvrral les ouvreaux r. Ils attirent, au moyen du râble , le minerai ét»li^ sur la sole, et le font tomber dans un réservoir inférieur li, « d'autres ouvriers viennent le prendre, quand il est couve nableiOBil refroidi, pour le charger dans les fours de fusion.

§ t073. Le four de fusion est un fourneau à réverbère, alimenlt par un mélange de f d'anthracite et de \ de houille collante meiuK brûlant également sur un support en scorie. La flamme est eocnn produite par la combustion du gaz oxyde de carbone qui se forme dans la couche de combustible. On produit une température phi* élevéoquedans le four de grillage en forçant le tirage. LafigureS^ représente une section horizontale du four, et la figure -671 en montre une section verticale. La sole est formée par des scorie»; elle porte en B un enfoncement, qui constitue une espèce de bassin intérieur. On passe à la fonte les minerais grillés en leur ajoulsnl des scories riches provenant des opérations précédentes , et de» minerais bruts , non grillés , appartenant à la 3' classe. On y joînl 1

MÉTALLURGIE DTJ CUIVBE.

uiM «trlaine quantité de spalh fluoi', qui communique de la fluidité aux scories. Les oxydes et les sulfures réagissent les uns sur les autres, sous l'inDuence de la haute température : le cuivre se combine principaleraenL avec le soufre, tandis que le fer se combine de préférence avec l'oxygène el passe dans les scories II y a, de plue

réaction enire I ii\(gèue des oxydes et le soufre des sulfures, et, par suite, dégagement d'acide sulfureux. L'opération est lermmce au bout de i heures Les produits de la fjnle sont : une malle qui renferme la plus grande partie du cuivre cominné avec le soufre et une certaine quantité de sulfure de fer , une scorie Irès-cliargée d'oxyde de fer et renfermant beaucoup de fragments quartzeux dis-

sëminés. qui lui donnent une consistance boueuse. L'ouvrjerrait sortir la scorie au moyen de son rAble, qu'il introduit par la parle àe travail p placée auprès .du rampant. Cette scorie tombe dans des cavités rectangulaires U, pratiquées dans du sable, où elle se moule. Le fondeur débouche en même temps un trou de coulée qui pénÉlrii au fond du réservoir intérieur B, la matte coule sous la forme d'im petit filet; on la conduit par une rigole ab dans un réservoir en tiie R plein d'eau, où elle se divise en très-petites grenailles.

La matte provenant de cette fonte est appelée matie brona , I cause de sa couleur; elle contient environ 33 pour 100 do cuivre. Les scories sont concassées, et les fragments sont tirés. Les plus riches sont conservée pour être ajoutés à une nouvelle fonte de minerais grillés ; les plus pauvres sont rejetés.

§ 1 074. La matte bronze est soumise à un nouveau grillage (\ai l'on pousse très-loin; puis à une nouvelle fusion. Comme !a matière

perdu pendant le grillage la plus grande partie de son soufre, on

ne peut pas éviter qu'une portion de cuivre ne passe dans les so-

"état d'osyde; mais cela n'a pas d'inconvénient, parce qut

les repassent dans d'autres opérations. Les fourneaux em-

ployès poui' te grillage de la matte bronze sont semblables k ceux

it au grillage des minerais. On conduit l'opération delà

tnême manière; seulement on donne une plus haute températurei

"n. La charge est de 4500 kilogr., et le grillage dure 36 heucM.

Tant qu'il dure, on retourne fréquemment la matière avec le râble.

On fait tomber la matière grillée par les ouvreaux r.

matte bronze grillée est fondue avec les minerais cuivreuxile la i' classe, c'est-à-dire avec ceux qui renferment très-peu d» pyriteade fer etbeaucoup de malières cuivreuses oxydées ; on y^joule les scories trèa-riches en cuivre provenant de l'afBnage du cui»re brut que nous décrirons plus loin, et les baltitures des laminoir* i cuivre. Le fourneau de fusion est semblable à celui qui sert pour 11 fonle des minerais grillés, mais la sole ne présente pas de réservoir intérieur. La conduite du feu est la même, mais on produit une température plus élevée, et l'opération dure 2 heures de plus. On chercbeà associerles matières dans des proportions telles, quêta sulfure de fer du lit de fusion soit oxydé par l'oxygène des oxydes métalliques et passe h peu près en tjitalité dans les scories ; landit que le cuivre se combine avec le soufre excédant pour former li oiatte. Le matières réagissent les unes sur les autres, principalement après la fusion , la réaction se borne presque à une double décomposition entn.^ le sulfure de fer et l'oxyde de cuivTe , et il se dégage très-peu d'acide sulfureux. L'ouvrier fait , vers la fin rte

Topération , un brassage avec son ringard ; puis il donne un coup de feu pour déterminer une séparation convenable dés matières. Il débouche ensuite le trou de coulée ; la mattc coule d'abord et est reçue dans des rigoles ; elle est suivie par la scorie , qui est très- fluide. On sépare les scories en deux lots : les plus riches sont réservées pour un traitement spécial qui donne un cuivre de première qualité ; les plus pauvres sont ajoutées à une nouvelle fonte de matte bronze grillée.

La matte a une couleur d*un gris blanc, quelquefois légèrement bleuâtre. On lui donne le nom de matte blanche. Elle renferme environ 73 pour 400 de cuivre , et sa composition se rapproche beaucoup de celle du sulfure de cuivre Cu*S; elle contient cependant presque toujours un peu de sulfure de fer.

Les scories riches qui proviennent de cette fonte sont soumises, ainsi que nous l'avons dit, à un traitement spécial. On les fond au fourneau à réverbère avec une certaine quantité de minerais bruts de la 3* classe. Ces minerais contiennent peu de substances nuisibles, et ils renferment assez de soufre pour transformer le cuivre du lit de fusion en sulfure qui passe dans une matte. Cette matte est soumise ensuite à un traitement analogue à celui des mattes ordinaires.

§ i 075. La matte blanche est soumise à une opération qui a principalement pour but d'expulser définitivement, sous forme d'acide sulfureux , le soufre qui , jusqu'alors , avait été conservé comme agent de concentration pour le cuivre , et dé chasser, en même temps, soit par gazéification avec le seul concours dé l'oxygène, soit par scorification avec le double concours de l'oxygène et de la silice , les matières étrangères, telles que l'arsenic, le fer, le nickel, le cobalt, l'étain, etc. On y parvient au moyen de deux réactions successives qui se passent dans le même fourneau : i° par l'action directe de l'air sur la matière maintenue à une température voisine de son point de fusion et se liquéfiant goutte à goutte : c'est le rôtissage de la matte ; 2* par la réaction de l'oxyde de cuivre qui s'est formé en grand excès , sur les sulfures non décomposés par le rôtissage. Les deux produits de l'opération sont du cuivre brut, plus pur que le cuivre noir des usines du continent, et une scorie très-riche en cuivre , que l'on repasse à la fonte de la matte bronze grillée.

L'opération se fait dans un four à réverbère , semblable aux autres fourneaux de fusion , mais muni d'une porte latérale par laquelle on charge les mattes. La matte est en plaques assez considérables, on les accumule en tas sur la sole et Ton y ajoute les minerais oxydés très-riches de la 5« classe. La charge est d'environ 3000 kilogr. m 26

Au bout de | heure, la matte commence à entrer en fusion, et les premières gouttes liquides tombent sur la sole. La fusion complète, que l'on ne cherche pas à accélérer, dure environ 4 heures. Toutes les matières sont alors réunies sur la sole à Tétat demi-pâtoux ; on observe un fort bouillonnement, dû au dégagement de Tacide sulfureux, produit par la réaction des oxydes sur les sulfures. On laisse la température s'abaisser, afin de prolonger cette réaction jusqu'à la 12* heure ; à ce moment l'acide sulfureux cesse de se dégager parce que la température s'est beaucoup abaissée. On donne alors un coup de feu , les matières reprennent une plus grande liquidité, et la^ réaction s'achève. Après 18 heures , comptées depuis le commencement de l'opération , la matière ne retient plus que très-peu de soufre. Le fondeur porte alors la température aussi haut que possible , afin de faciliter la séparation des matières. Après 24 heures , il écume le bain avec son râble , et fait écouler le cuivre brut dans des rigoles en sable, où il se solidifie en pains peu épais, dont la surface est couverte d'ampoules. Les scories renferment 20 pour i 00 de cuivre.

§ 1076. Les cuivres bruts sont soumis à l'opération du raffinage sans mélange d'aucune autre matière ; les réactifs sont l'oxygène atmosphérique , les matières siliceuses de la sole , des parois du four, et celles qui sont fournies par le sable adhèrent aux pains de cuivre brut. Le four de raffinage difiFère peu des autres fourneaux de fusion ; la chauffe est seulement plus profonde , afin qu'on puisse accumuler une plus grande masse de combustible ; le laboratoire est aussi plus vaste. On charge sur la sole jusqu'à 1 000 kilogr. de cuivre brut, disposés en forme de tas s'élevant jusqu'à la voûte du four. Le travail dure 24 heures , y conipris le temps du chargement; mais, pendant les 18 premières heures, l'ouvrier n'a autre chose à faire qu'à conduire le feu. Le cuivre fond peu à peu sous l'influence oxydante de l'air. L'oxyde de cuivre formé réagit, soit immédiatement , soit après sa combinaison avec la silice, sur les substances plus oxydables que le cuivre , et il se forme une scorie dans laquelle , outre l'oxyde de cuivre Cu*0 formé en grand excès , passent les oxydes de tous les métaux étrangers.

Après 22 heures de traitement , le cuivre est complètement débarrassé de soufre et des métaux étrangers ; l'ouvrier procède à l'écumage du bain , et enlève toutes les scories de la surface.

Mais, le cuivre est alors dans le même état que le cuivre rosette des usines du continent : il renferme une certaine quantité d'ox>"de de cuivre qui détruit sa malléabilité. Or, voici comment , dans les usines anglaises , on parvient à l'obtenir inmiédiatement à l'état

malléable. On jette sur le bain 4 ou 5 pelletées de charbon de bois , qui se répand immédiatement sur toute la surface du bain, puis on plonge dans la masse métallique une grosse perche de bois vert. Sous r influence de la haute température à laquelle il se trouve brusquement soumis , le bois dégage des gaz réduisants qui font bouillonner fortement le bain métallique , et accélèrent considérablement Teffet qui serait produit à la longue par les charbons qui flottent à la surface. Après 20 minutes de ce bouillonnement, Taffineur prend des essais de cuivre , à l'aide d'une petite lingotière fixée à l'extrémité d'une tig€ en fer. Il ramène ainsi un petit lingot de cuivre , le place sur une enclume , et examine sa malléabilité en le frappant avec un marteau. Dès qu'il a reconnu les caractères d'un bon métal , il s'empresse de faire un dernier écumage pour enlever ce qui reste de charbon ainsi que la petite quantité de scorie qui s'est formée. Les ouvriers viennent ensuite enlever le cuivre à la cuiller, et le coulent dans des moules.

Cuivre de eémeiit*

§ 4 077. Les eaux qui sortent des mines de cuivre , ou celles qui proviennent du lavage des minerais cuivreux grillés , renferment souvent une quantité notable de sulfate de cuivre ; on en sépare celui-ci en le précipitant par du fer métallique. On reçoit ces eaux dans de grands bassins au fond desquels on place des barres de fer, des lames de tôle , ou de la ferraille. Le cuivre est ainsi précipité sous la forme d'une poudre cristalline , et une quantité équivalente de fer se dissout. Le cuivre ainsi obtenu , appelé cuivre de cément^ est soumis à un raffinage analogue à celui que Ton fait subir au cuivre noir.