FABRICATION DU CUIVRE MALLÉABLE
(les minerais et du traitement métallurgique : ciamiâcation parmi les variétés que disliogue le commerne je âiandi^'**'"*' citerai le nom de six catégories ainsi que leurs prix marchands moyens pendant Tannée 1848.
Première qualité — Best lelected copper, des ïXïSiiieS' "^•■*roules (de scories).' 98,0
Deuxième qualité, — Be9t selected copper^ des mattcs-réguîes (extra prooess) 97,5
Troisième qualOé. — Taugh copper ( pour exporlalioo). Cuivre du travail ordinaire mêlé d'un Wers âe best selected {^* q) 96,0
Quatrième qualité, — Toug h copper. Cuivre du Irayail ordinaire (minerais ordinaires) 95,2
Cinquième qualité. — Tile copper» Cuivre du travail ordinaire (minerais chargés de matières nuisibles] 94,0
Sixième qualité. — 7^7^ copper. Cuivre des fonds cuivreux (VI et VIII} 93,5
T^s deux premières qualités sont des cuivres dans Tétat de pureté presque absolue; ils ne présentent que de simples traces des substances oui allèrent profondément les propriétés utiles des dernières qualités. Celles-ci au contraire tiennent jusqu*à 0,008 d'arsenic, de nickel et d*étain; ces trois corps persistent beaucoup plus que toutes les autres suDstances qui se trouvent en présence du cuivre dans les diverses opérations et ne sont ordinairement associés qu'à des traces de fer et de soufre.
La scorie de raffinage n'acquiert pas dans le Garaciéres ei fourncdu une fluidité complète: retirée du four et 22^1^^*^"^*]^ refroidie, elle présente de nombreuses cavités et seune couleur d'un rouge foncé; elle n'est pas partout homogène et l'on y remarque çà et là des fragments de matières argileuses détadiées des pa-
334 S '^- CkhCVL DBS RilCTIOlIS
row du four et qui ne sont dîasouteB que partiellement dans la masse. Les premières scories enle» vées ne tiennent pas de cuivre métallique , les dernières sont mélange de nombreuses gre* naillesij'ai conclu d*un bocardage effîsctué sar lo kilogrammes de scories mélangées , que cellesci tenaient approximativement 0,09 de méuL Ce résiiltat) rapproché de Tanaljse d*un fragment exempt de cuivre métallique, donne pour la totalité du produit la composition moyenne suivante :
Sfliee. 0,474
Oxyde coivreux 0,359
Oxyde ferreox 0,03f
Oxydes de oickel, de mangaDète, etc. . 0,ti04
Oxyde stanneax 0,00â
Alamlne 0,020
Chaux O.OfO
Mapiésie 0,002
Cuivre en grenailles. 0,090
Ce silicate qui correspond à la formule B'Si* , est, comme ou voit, plus riche en silice que toutes les autres scories de procédé gallois; i! est essentiellement formé d'un silicate d*oiyde cuivreux : on conçoit donc , en se reportant aux réactions qui ont lieu dans la fonte IV, pourquoi la scorie de raffinage joue un rôle si utile dans cette dernière opération .
S i3. Calcul des réactions métallurgiques propres à la méthode galloise.
Diiaeaité de fté- Pour arriver aux divers résultats mentionnés
lermioerleirear^ j 1 / ^ 1 1 • ••
ikMit foDdtmeii- dans les précédents paragraphes, et en particulier ifvSUSie ^mSIS- f^^ déterminer tes nombres précis et coordonnés lii.giqM. entre eux , présentés dans le cours de cet ouvrage.
DB LA MÉTHODB OALLOISB. 335
j ai d'abord supposé.réunies dans uoe aorte lY usinetype prise pour base de cette description , toutes les circonstances qui semblent être caractéristiques pour la méthode galloise. Cette description toutefois serait restée très-vague, si je m'étais contenté de présenter le râultat des observations que j'ai eu occasion de faire sur chacune des opé* rations essentielles de la méthode^^type ^ si je n'avais recherché la connexion qui existe entre les dix opérations, et, entre autres choses, les relations qui lient nécessairement la composition des rainerais , des autres matières premières et des produits intermédiaires successivement obtenus, avec celle des produits définitif du travail. Cette difficulté se présente également pour des branches plus simples de métallursie, où se. traitent des minerais moins variés et de composition, plus constante. En discutant, en effet, des résultats observés isolément pour deux opérations successives d'une même fonderie, on trouve ordinairement qu'ils n'ont point entre eux les relations que commanderaient les lois de la physique et de la chimie, et que souvent même ils impliquent une véritable contradiction. Ces anomalies forment le plus grand obstacle au progrès de la métallui^e théorique. Si cette difficulté n'a point été vaincue il une époque où d'autres sciences d'observation ont atteint un si haut degré de précision, c'est qu'il faut ici des efforts particuliers et en quelque sorte une méthode spéciale pour mettre en relief les ph/énomènes permanents, réguliers, normaux, que doit produire l'influence combinée des agents physiques et du travail humain, au milieu des irré* gularités, pourainû dire infinies, qu'impliquent intervention de l'homme et la nature éniinem-
336 ^ l3. CALCLL DES RÉACTIONS
nif^iil variable des matières minérales. H est essentiel (le remarquer d'ailleurs qu'à ces obstacles dé* rivant de la nature des choses , se joint trop souvent la difficulté d'obtenir l'accès des ateliers et d'observer les faits en toute liberté.
Chargé de professer la métallurgie devant des hommes nourris de l'étude des sciences exactes, je n'ai pas tardé à apprécier les obstacles qu'un tel ctut de choses oppose à la création d'un eiisei^ guement philosophique. J'ai reconnu dcsniteque ce défaut d'harmonie dans les résultats bruts de l'observation ne permettrait pas d'obtenir pourra métallurgie considérée comme science^ un intérêt proportionnée l'importanceque celle-ci a toujours possédée comme art usuel dans l'économie des sociétés; que^ pour constituer l'enseignement de Fa métallurgie, il fallait en premier lieu observer, dans les principaux groupes de fonderies, les tra* vaux qui sont Tobjet même de cette science ; en second lieu discuter les phénomènes observés, chercher leurs relations mutuelles, les classer en quelque sorte par ordi*e d'importance, afin de dégager les faits fondamentaux de la complication et de Tirrégularité introduites dans tous les tra-^ vaux par une multitude de circonstances dont on ne saurait tenir compte siuis tomber dans la confusion.
Princificfl g - Ce n'est point ici le lieu d'exposer les principes r«^u"cb onl**éîéfl" " convient de suivre iiour porter la métallurgie décerminécs ie»au desré de précision déjâi atteint par plusieurs lurgjqufji. sciences d observation qui sont, en quelque sorte,
en coniHCt avec elles. Je m'attacherai ici k indiquer sommairement le plan que j*ai suivi , pour coordonner et embrasser dans un cadre complet
DE LA MÉTUODE GAtLOISE. 33^
tous les détails essentiels de la mélbode galloise; pour délerminer les proporiions relatives et la composition chimique des matières premières et des produits des dix opérations qu'on y exécute > et en particulier pour me mettre en mesure de produire les résultats donnés dans le § a , en ce qui concerne la nature et la composition des sept classes de minerais fondus dans le pays de Galles. Les tableaux présentés ci^après, où st> trouvent calculées, dans leurs moindres détails, toutes les réactions caractéristiques de chacune de ces di?[ opérations, offrent d'ailleurs, à beaucoup d'égaros, un exposé complet de la méthode de calcul que je propose d'appliquer à la descrip* tion de tous les procédés métallurgiques.
La méthode d'investigation que j ai constam-* ment suivie est fondée sur ce principe évident que toutes les substances employées comme réactifs ou comme matières premières dans une opération métallurgique, doivent se retrouver dans les pro^ duits. J ai aonc considéré qu'une opération n'était sufiisammeni étudiée que lorsqu'il m'était possible d'établir une balance exacte, non-seulement entre ces matières et ces produits , mais encore entre leurs principes constituants.
Chacune des dix opérations partielles étant ainsi étudiée d'une manière complète pour le cas particulier qu'il m'avait été permis d'ohserver et pour lequel de nombreuses collections de matières et de produits avaient toujours été réunies , j'ai établi ensuite, par une sorte d'interpolation , les relations qui devaient nécessairement exister entre les mènies opérations considérées dans leur ensemble.
Ces sortes de recherches né sont pas aussi com
338 ^ l3. OALCUL BM AÉACnONS
pliquées que cet éooacé pourrait le faire suppcMer pour une mélhode comprenant -cKx -opérations très-complexes et liées aune manière intime. Beaucoup de circcHistances particulières vieDiient fournir le moyen de simplifier des calculs qui , il fautravouer» sont toujours fort longs, lorsqu'on veut atteindre à une grande exactitude.
Moyent ^p^iaux Ccst ainsi, par exemple, que dans les read^cSi^^ concernant la méthode galloise , fai
(le ctrcmi^iancM tiré uo grand secours de cette remarque, quMl ne nvMho4fga^obt.Mrt des ateliers qae trois produits fixes, d^*
nitife : le cuivre marchand (avec un peu d'alliage stanneux) et deux scories à rejeter provenant Tune de la fonte II, Tautre de la fente Vl. Or, « Ton connaît, ce qui est diose facile,, le poids et la composition naoyenne des scories rejetées pendant une année (^ 16, 10}, si Ton détermine en outre le poids et la composition des f<mdants introduits dans le traitement pendant le cours d'une année, ce qui ne présente guère de difficultés pour des matières homogènes et r^ulières, on déduira de ces deux renseignements un grand ' nombre de résultats précis touchant la nature des minerais. Il est clair , par exemple , que oonnaîasant la quantité totale d*alumtne rqetée sous forme de scories, et celle qui a été introduite k l'état de fondant , on aura par différence la somiâe totale d'alumine contenue dans les minerais feftdus pendant une année entière. Ce dernier résultat, au contraire, ne pourrait être dédoit avec quelque exactitude de l'analyse directe de phisieurs nûltiers de lots de mitterai» dont la composttîoB varie à rinfini, et qui ne séjournent parfois qn'im moment dans les dépôts de l'usine, un nuétaUor-
Di: LA HÉTnODE GALLOISE. Zig
t^te voyageur ne pourrait jamais réunir les élé- 'mentsd un tel travai} : de teUes recherches ne pour* raient être entreprises due par les propriétaires de fonderies, qui vraisemDlablernent n'en apprécie ront pas de longtemps Futilité. La quantité d aluminecontenue dans chacune des sept classes déminerais peut également se déduire, par différence» de Fétude des scories et des fondants de Fopératton particulière où les minerais de cette classe sont fondus. Les résultats partiels ainsi obtenus pour les minerais et les fontes dont les scories sont immédiatement repassées dans le travail même, ne Correspondent à la vérité qu'à la période de travail pendant laquelle auront été observées ces scories; mais on les rectifie ensuite par interpolation d'après, la condition que leur somme soit égale au résultat déduit » pour l'ensemble des minerais, de l'étude des scories définitivement rejetées.
Il m*a semblé que le meilleur moyen de pro- N^-sité de révoquer les savants à introduire dans les études Ijl^^mot^^^^ métallurgiques une précision qui leur a fait dé* r«î^« «roiMerva-
fe»î «^ '* •* j • j w* lion el^ calcul.
Ut jusqu k ce jour, était de résoudre complète-
ment pour un cas particulier le programme que je recommande à leur sollicitude. J'ai pensé aussi qu'en traitant d'une industrie déterminée, il convenait d'insister sur la solution spéciale qui s'y rapporte plutôt que sur la métfaoae générale applicable à tous les cas. Il faut remarquer d'ailleurs 3ue les méthodes les plus générales et les plus irectes ne pourront toujours être employées par les savants voués à Tétude de la métallurgie théorique. Ceux-ci ne disposent pas des faits, comme le font la plupart des observateurs, qui
34o S ^^- ^^^^^ DBS RÉACTIOKS
s'appliquent k Tétude des phénomènes naturels; ils ne peuvent , ordinairement, suivre dans les ateliers un plan d'observation tracé à l'avance. Trop souvent ils doivent se borner à constater un nombre limité de faits, et s'abstenir d'aller au delà ; ils doivent en outre recourir à un certain nombre de résultats communiqués, qu'ils ne peuvent,-dans aucun cas, constater eux-mêmes, et qui, par beaucoup de motifs, sont loin d'offrir les garanties d^exaciitude que présentent les faits observés dans une intention scientifique.
Les méthodes de calcul à employer dana chaque cas sont entièrement subordonnées à la nature des données dont on dispose et au degré de confiance qu'il faut accorder k chacune d'elles. Ces méthodes sont aussi irrégulières, et admettent des artifices aussi imprévus que ceux qu'em* {>1 oient les géomètres pour intégrer les diverses onctions: elles tirent un grand secours des tracés graphiques et des approximations successives au mojen desquels oh tire un résultat moyen de plusieurs résultats non concordants. Enfin les résultats les plus probables ainsi déduits de données tantôt rigoureuses, tantôt insuffisantes ou douteuses, se vérifient toujours par la condition d'être conformes aux lois de la composition chimique des corps et à la condition d'égalité qui doit toujours exister dans le poids des matières premières et des produits de chaque opération métallurgique.
Les fonderies du pays de Galles forment certainement Tun des groupes métal! umques où ce Senre de recherches onrait le plus de difficultés: suffira donc d'étudier attentivement les tableaux placés it la fin de ce paragraphe pour se familia-
DE LA^ MÉTHODE GALLOISE. 34 i
riser complétenient avec les méthodes de calcul , d'approximation, d*iDterpolation,auxquelles il faut recourir dans tous les cas qui se peuvent présenter.
Je terminerai cet exposé par quelques ré- ^^^j^ré d*.^^^^ flexions sur le degré d approximation que pré-dan« les lo u* sentent les calculs dont le résumé est donné ci-^ ïi?ÎSciiJwim2 après dans les dix tableaux correspondant aux ttiiurgiquei. dix opérations de la méthode galloise*
Les analyses chimiques qui servent de point de départ à la plupart de ces calculs donnent, à quelques millièmes près, la composition des matières premières et des produits qui ont étéeffec* tivement analysés; mais, pour ne point compliquer les calculs outre mesure, on a dû souvent faire abstraction dé substances qui n^entrent que poUr un petit nombre de millièmes dans la composition des matières ; celle-ci n*est donc généralement déterminée qu'à un demi-centième près. Tous les calculs sont établis ci-après pour la quantité de matières et de produits qui correspondent au trayait d'une semaine; on n'a tenu compte dans les calculs que des dixièmes de tonne : il en résulte que les matières dont la composition est exprimée de la manière la plus exacte sont celles qui entrent pour vingt tonnes environ dans le travail hebdomadaire ; pour les matières employées en quantité beaucoup moindre, le détail de la composition n'est point rendu avec une exactitude comparable à celles de l'analyse. C'est le contraire pour les matières employées ou produites en quantité beaucoup plus grande : pour celles-ci on n'a conservé le dernier chiffre que pour obtenir dans chaque tableau une coïncidence exacte entre tous les nombres.
34^ $ l3. CALCUL DfiS BÉACnONS.
On a été ainsi conduit à faire abstraction » ààm les réactions relatives à plosieors opérations» de certaines substances dont la présence est fort importante au point de yue technique , mais qoi interviennent en trop faible Quantité pour être eiprimées en nombres avec le dc|;ré d'approiimation ci-dessus indiqué. Tels sont, par exemple: l^arsenic contenu dans les minerais de la première classe; les métaux étrangers, étain, nickel» cobalt, etc. 9 contenus en petites doses dans les mattes plus ou moins affinées, etc. Pour tenir toujours compte de la présence de ces substances dans les matières premières et dans les produits des diverses opérations, il aurait fallu calculer avec deux décimales tous les nombres des dix tableaux suivants, ce qui eût entraioé des difficultés à peu près insurmontables, et, en toi» cas, hors de proportion avec futilité qu'on aurait pu retirer des résultats à atteindre. Tels qu'ib sont rédigés, ces tableaux suffisent pour indiquer la proportion relative de toutes les matières qui concourent essentiellement aux réactions de b méthode galloise, et par conséquent pour asseoir sur de solides bases la description des phéiiomènes qui s y accomplissent ; on ne les amélio* rerait que médiocrement en y tenant compta des matières accidentelles dont les plus lég^ traces suffisent pour modifier la qualité comtoerciale des produits. On peut du reste compl^^^ ment apprécier finfluence de ces matières par le» détails présentés dans les § 3 à i a.
§ iS. — APPENDICE.
TABLEAUX iWALYTIQUÇS
S» us llACTIONS NiTALLDMIQDIS
. DBS 10 OntRATIOllS
^ l3. CALCUL DEb HK ACTIONS
•ASIONATIOII «M MttèTM KMrièVM
poina
tetal.
MATiAais TMiimia bt f UMftiiTa osa aiucATi».
«Um.
ftnvox.
AtaaiM
Chanx.
OXT^M
diven.
lliBeraiAgi1llor(i'«ol.) .
Oiffèoe atoioophériqfM..
ToUl d«i maOéroo..
Minoféi nlllé pour 11. . .
Acido tulfarf ui
Eau et oeide earbonlque.
Total dooprodsita..
li,T
lt,ï
Minorai à griller (2«ol0..
Oxygène atmotpMriqoo».
Total d06 matférea..
Minerai criilé ponr V« . .
Aeide foifareos
Ban el aoide carbonique.
Total deo prodnita.
niaioiATion
«MMlttntpMalècaf
•i«Mpro4Blti.
poina totaL
MATitnta TBnaBDfta bt tUMiRTi OBa oilicatbo.
SlUflt.
Oiyd« farrsax.
AlemlBa
Chaax.
nr
OxyAM 6lT«n.
Minerai criilé (l'^claase).
Minorai bral (2* elaïae^ .
Scorie pauvre de IV . . .
Id. de V
Id. de VII. . .
PondanI fluoré ^
Malériaox tarrenx : aolefl.
Id. briqoof.
Total des maiiéres..
Matta brome ponr III. . .
Scorie A rejeter
Débria de fonra, pour IV.
Acide Buirorens
Soufre gaxéiflé
PInornro de ailieium. . .
Ban el aeide carbonique.
Total dea produita.
RoTlromenta p' balance. .
Total égal
iM
ÏO.5
lOLrUABt BT 0«TDBt MtTALUQDBtj
OXTGÉHB ATMOSnitelQUB.
EAU •el4«
OBSBBTATIOlIt.
Gain*.
Ftr.
llétoax
SoafM.
QiygèM
MrbonlqM.
Im émx wrtM d« Minenis à
filller font iralléi de le mOme manière, aele daae dee feare dirfèreou.
lf,S
On ne eonple point iet pars!
iee réeeitto de vrllfeire resote Mélangé à roxygène atoofphériqoe
qui réaf U nr le minerai.
muai èr^n»e
WtrilBM IT aXTDBf
MftTALUQOBO.
BAO
FLQORUXBO. ||
et
GVlTI*.
Wtr.
llètaax
dlf«rt.
Sovfra
Ox7t*ii«
carbonlqv*.
Flaor.
SlUoInm.
CtlolBB.
ia,5
^ l3. CALCUL DKB RÉACTIONS
UL
•1 4m yrodilli.
roi»«
total.
MATIUM TlftRIOtU ET tUUllITi »M flUCATIf.
"^ SS&. *«-«m| ctai^ "ar «a?
Matto broDM à niller. .
Oixgène aunofpiiériqiie.
Total dei matiéns.
MatMfrltlét, pour IV. .
Id. pour V. .
Acide MtlfurMiX
Tout des prodoiU. .
Revirenento posr balanee
2SS,7 6l,t
ai5,&
