Sur une nouvelle méthode pour constater

par voie humide , dune manière sûre et ex-

péditive , la teneur en cuivre des scories et de

divers produits du traitement (§ 4i ?• ^06).

Voulant donner, aux nombreux essais que j'a» vais à entreprendre sur les scories de toutes les grandes ronneries de l'Europe, plus de précision qn'on ne peut en obtenir par les procédés de la voie sèche , j'ai été conduit à une méthode d'une application facile, même dans les ateliers, et qui ne me parait rieii laisser à désirer sous le rapport de l'exactitude.

Toutefois y avant de m'y arrêter définitivement, j ai d'abord recherché le procédé le plus propre à déterminer rigoureusement la teneur des scories , afin d'avoir un contrôle assuré de l'exactitude des méthodes expéditives. Ce contrôle direct m'a été fourni par la formule d'analyse suivante, qui s'applique k la plupart des scories qui se produisent en Europe dans les fonderies de minerais de cuivre non mélangés de minerais plombeux.

Attaque de la scorie porphyrisée avec grand soin, dans l'acide chlorhydrique; rapprochement à unedoucechaleurde la liqueuracidejusqu'àsi'ccité; reprise de la matière séché par l'eau aiguisée d'acide chlorhydrique; fihration; précipitation par le gaz sulfide hydrique; filtration et lavage du dépôtavec de l'eau chargée du même gaz; mise en digestion des sulfures filtrés avec le sulfhydrate d'ammo-

454 S '^' Af^in» CHiaiQUES

DÎaque ; fiUralion du sulfure non disctous, avec Teau chargée de suKhydrate d*ammonîaque ; dissolution de ce sulfure dans Tacidé nitrique pur et 61tralion pour séparer lexcès de soufre ; grillage de ce soufre et reprise par Tacide nitrique pur du résidu qui conlieni souvent une trace de cuivre ; éva- IioratioD h sec des deux liqueurs nitriques réunies, ongue calcination au rouge très-vif du résidu solide dans un double creuset (i) ; pesage du produit comme oxyde cuivrique pur; essai de ce produit par Tacide nitrique, par Tadde chlorhydrique, puis par ramnKMliaque.

Celte métlnxle nVa paru s'appliquer au cas d^ scories gnlloises, plus sûrement que toutes celles que j*ai comparativement essayées; elle fournil h I état pur ta totalité ducuivrecontenu. Mais I exécution de chaque analyse exige on temps considéra*ble, et j'ai bientôt reconnu qu'avec un tel moyen fraction il me serait impossible de mener à sa oonclosion le travail que je publie aujourd'hui , sans interrompre pour longtemps les études que j ai entreprises sur les principales méthodes métallurgiques de cette époque. Après de nombreuses tentatives , j'ai été conduit au procédé suivant qui offre à peu près la même exactitude que le précédent, et qui ne laisse rien à désirer sous le rapport de la rapidité d'exécution. Le principe du procédé consiste i^ j^ger de la quantité de cuivre contenue dans une liqueur par l'intensité de la teinte bleue que Toxyde cuivreux dissous dans l'ammoniaque communique à une quantité d'eaii déterminée. Une multitude d'expériences dircH^tes m'ont dé-^

— ^ii*— -^^ »■*■— 1.1^— — I I I ■ I I I III -III I II. , I ■. I l'i. I. I IM»»^^— — — ^

(f) Je rccommaDde ces précautions faulo liosqurUo» Toxydc cuivrique est pariicllomenl réduit ou retient du sulfate de cuivre.

mOQtré qu'en proportionnaDt eonvenabiement le» quantités d'eau et de cuivre à doser, et en multipliant y autant qu'il est nécessaire , les liqueurs types , prises comme' terme de comparaison , on peut obtenir du procédé une exactitude presque mdéfinie. Je n'exposerai point ici toutes les dispositions que j'ai employées en divers cas, selon la nature des matières h essayer, et le degré d'exac^ titude que je voulais obtenir; il suffira de décrire avec détail celles que j'ai adoptées dans le cas particulier des scories des fontes II et VI.

Ayant à doser lés quantités absolues de cuivre^ qui y pour i gramme de scorie, variaient ordinairement de 1 à 60 milligrammes , je me suis contenté de doser le cuivre , k i/a milligramme

f»rès , dans les scories les plus pauvres, et à i miligramme près dans les scories de plus haute teneur. A cet eHet, j'ai choisi trois séries de flacons ordinaires, à col étroit, de même diamètre, pou^ vant se fermer au bouchon, et composés de verres incolores, ou du moins dont la nuance était parfaitement identique. Ces trois séries contiennent respectivement par flacon, sans que celui^^i soit complètement rempli :

!'* série. . . 6 OacoQs avec 65 ceolimèi. cubes d'eau. 2- — . . . 10 id. 130 id.

3* — ... 10 td. 390 id.

Chaque vase, placé sur un plan fiie bien dressé et constamment employé pendant toute la durée des expériences, a été gradué au moyeu d'un poids de mercure équivalent à fun ou k lautre de ces volumes. Pour mettre plus tard dans le vase le même volume de liqueur bleue, il sulfis^it»

456 $ i6. BTbDBS CBIHIQLBS

après I avoir rephoé sur le pbo fiie ilans la posi* iioo qu'il oocupail préoédemraeot, d'y verser Teau oo la liquear jusqu'au trait préoédemmeot marqué à la lime^ au niveau <le la snHaœ du mercure. Le vase recevait la lumière de telle sorte que Tœil pouvait bcilement constater le niveau des surfaces. Je me suis assuré que les erreurs qu'une telle évaluation comporte ne peuvent exercer aucune influence sur le dosage du cuivre. JTai gradué de cette manière non-seulement les a6 vases destinés k recevoir les liqueurs types, mais encore i o vases de chaque grandeur destinés à recevoir les liqueurs provenant des essais mêmes.

Pour établir les liqueurs types , j'ai pesé soigneusement des poids déterminés dfe cuivre pur (du pays d'Oremboui^) , croissant de la manière suivante :

I* Pour la première série de flacons , 6 doses de cuivre de oV^-^ooi à o^-,oo6 croissant de milligramme en milligramme ;

a* Pour la deuxième série, i o doses de o^-yOo3 à o^'^oSo croissant de 3 en 3 milligrammes ;

3* Pour la troisième série , i o doses de o^',o3o ii oC'soGo croissant paiement de 3 en 3 milligr.

Ces a6 doses ont été introduites à l'état métallique dans les 26 flacons , et dissoutes par l'addition de quelques gouttes d'acide nitrique pur. Les flacons ont été eusui te exposés dans une étuve bien close jusqu'à ce que les vapeurs nitreuses eus- &ent disparu ; on y a ensuite ajouté un excès d'ammoniaque ; après les avoir placés sur le plan fixe servant aux graduations, on lésa remplis d eau distillée jusqu'au niveau désigné par un trait, puis bouchés et cachetés h la cire avec une empreinte rappelant la teneur en cuivre. Les 26 flacons ainsi

SUR LA MÉTHODE GALLOiaE. 4^7

préparés offrent des teintes bleues tellement graduées qu'on ne peut hésiter k intercaler entredeux d'entre eux tout flacon de même grandeur, rempli d'unequantité égale de liquide, et tenant une quan* tité de cuivre inconnue. Dans de telles conditions, la quantité absolue de cuivre contenue entre deux termes de la série se trouve indiquée plus sure* ment qu'elle ne le serait au moyen de la balance la plus sensible , chargée des poids correspondants aux deux termes de comparaison. Pour les teneurs de o"',oo2 à o^'jOoS, on peut apprécier très-facilement, au moyen de la première série , des différences moindres que 1/2 milligramme ; pour les te^ neursplus élevées, les flacons des deux autres séries permettent d'apprécier aisément des différences inférieures à I milligramme. Le laboratoii*e où j'ai fait tous ces essais était mal éclairé : il ne recevait pas directement la lumière solaire; celle-ci lui était renvoyée fort inégalement , suivant l'époque de la journée et l'état de l'atmosphère , par un mur coloré en jaune. J'ai souvent été gêné dans l'observation par ces conditions défavorables, et l'y ai remédié en disposant, auprès d'une fenêtre, e plan destiné k recevoir les. flacons à comparer. Ceux-ci étaient posés sur un carton d'un beau blanc et rangés en ligne à o"',4o de la fenêtre ; un second carton* blanc rectangulaire, haut de o",5o, s'appuyait par l'arête inférieure sur le plan horizontal , à o'^ySô des flacons , et par l'arête supérieure sur la fenêtre même. Dans cette disposition f on mettait parfaitement en relief les nuancées des flacons en faisant varier, suivant l'état de la lumière , la distance horizontale et la hauteur de l'œil , de manière à projeter la totalité des flacons, soit sur le plan horizontal , soit sur le plan

456 S l6. trVDEB GttlMIQUBS

ÎDcliné ddofisé à la fepétre; la pratique de ces sortes d'essais iodique , au reste , bieotôt les dispositions les plus convenables, et habitue l'œil k apprécier les nuances les plus délicates»

Les liqueurs-types ainsi préparées, une fois pour toutes, po peut procéder à 1 essai des diverses scories , ce qui consiste k dissoudre dans l'ammo^ niaque la totalité du cuivre contenu dans chacune d'elles, h étendre la liqueur selon la quantité de cuivre décelée tout d'abord par les nuances derammopiure, de 65, de 1 3oou de 3QO€eotîmètre8Cubes d'eau , puis eo6n à comparer le flacon rempli de cette Uoiieur avec les liqueurs-types de même volume. Pour atteindre ces rjiivçrs résultats, je me suis arrêté au procédé suivant , où toutes les manipulations préparatoires sont exécutées sans aucun transvasement , et par conséquent sans chance de perte, dans une petite capsule de porcelaine.

Attaque de i gramme de scorie porphyrisée ,

FTéalablenouent délayée dans un peud'eau, par acide chlorbydrique ajouté peu à peu, puis par l'acide nitrique ; chauffer pendant un quart d'heure la qiatière prise en gelée liquide; addition d'eau en quantité suffisante pour dissoudre toutes les matières autres que la silice et constater que le ilépôt est entièrement blanc; évaporation à une douce chaleur ; pulvérisation de la matière presque entièrement séchée dans la capsule d'i^vaporation , au moyen d'un petit pilon d'agate; reprise de la poudre sèche par l'eau aiguisée d abord d'acide nitrique, puis d'acide chlorbydrique; addition d'ammoniaque avec agitation constante jusqu'au terme où le vase commence k manifester la réaction alcaline; exposition dn la capsule pendant 3^ heures dans une étuve chauttéc ik uue douci^ chaleur y ad-

sua LA MétHODE GALLOIiE. 4^9

dilion d'one nouvelle dosed'ammoniaque et filtration immédiate dans un entonnoir placé au^dessim d'un flacon gradué dont lu grandeur est détermi-née par la teinte delà liqueur :tavaga rapide èTeau chaude; remplissage du flacon avec de I eau ; enfin comparaison du flacon ainsi préparé avec la série des flacons types de même grandeur.

Leiavagedu précipité obtenu par l'ammoniaque ti^ofire aucune difficulté : la dissolution cuivreuse peut être complètement séparée de ce précipité avec une dose d eau toujours inférieure à la moitié du volume du flacon : I ammoniure de cuivre est enlevé très-ai^ément par Teau et j'ai constaté qu'aucune cause d'inexactitude ne pouvait résulter d*un lavage imparfait. Il est toujours indifférent deremplirleflaconavecde l'eau pure directement introduite ou versée préalablement sur le filtre.

Le principal écueil à craindre dans cette manière d'opérer est la porphyrisation in9uffisante de la matière d'essai , et par suite la décomposition incomplète delà scorie sous l'influence des acides. L'essai de la poudre porphy risée, au moyen du frottement entre deux ongles , donne le moyen de constater empiriquement, pour chaque Mtte de scone, le de^ré de ténuité pour lequel aucun in?convénient lie ce genre ne se peut produire. Les scories galloises forment sous ce rapport un excellent sujet d'étude, car elles résistent plus à l'action des acides que toutes celles qui , à ma connaissance, seproduisent aujourd'hui dans les antres districts métallurgiques de l'Europe, par la fusion des minerais de cuivre soit sulfurés, soit oxydés. L'influence de la porphyrisàtion est telle que la poudœ de cette scorie, à peu pi*ès inattaquable dans Tctat où la produit le ternis le plus fin , se

46o S l6. ÉTUDBS CHIMIQUES

prend immédiatement en gelée sous laction des acides, quand elle est amenée au degré de ténuité que j*ai constamment donné k mes matières d'essai. En lavant par décantation le résidu insoluble qui se forme après une digestion d*un quart a heure dans un excès d'acide chlorhydrîque aiguisé d'un peu d'acide nitrique, on obtient toujours, un produit d'un beau blanc et qui tout au plus prend une légère nuance grise par la calcination.

J^ai d'abord complètement échoué en essayant d'appliquer cette méthode à dc^s scories ienaot du manganèse, du cobalt et du nickel; ces oxydes en se dissolvant dans L'ammoniaque font passer au vert ou au violet la nuance propre à Tammoniure de cuivre, et rendent alors impossible toute comparaison avec les liqueurs types. Ce cas s'est présenté pour certaines scories galloises qui contiennent souvent ces oxydes isolés ou réunis, en proportion plus considérable que le cuivre. On évite cet inconvénient pour la plupart des scories en suivant les détails de manipulation que j'ai indiqués et surtout en retardant l'addition de l'ammoniaque en excès. Lorsque malgré ces précautions la couleur verte ou violette persiste au point de masquer la nuance bleue, on abandonne le flacon ouvert dans une étuve modérément échauf* fée pendant plusieurs semaines; peu à peu il se dépose au fond du vase quelques flocons gélatineux diversement colorés : dès que la nuance est revenue au bleu on dose le cuivre comme k l'ordinaire; on ne remarque pas dams ce cas que l'addition de quelques goutles d'ammoniaque donne plus d'intensité k la couleur. Je me suis assuré par des essais directs que dans de tels cas on obtenait

encore la teneur exacte de la scorie. J'ai toujours contrôlé par la première méthode décrite, c'est-àdire par le dosage direct du cuivre, les résultats obtenus dans tous les cas douteux et imprévus qu'a présentés une si longue série d'essais, et je suis toujours arrivé à une parfaite concordance entre ces deux sortes d'épreuves chimiques.

Les seules opérations un peu longues qu'exige cette nouvelle méthode, sont la porphyrisation de la matière d'essai et Tévaporation de la liqueur acide : mais la première peut être exécutée par un simple ouvrier et la seconde est accomplie d'une manière aussi sûre qu'expéditive dans l'un des appareils d'évaporation précédemmcntdécrits : grâce à ces appareils, le produit de l'attaque de la scorie peut toujours être amené dans l'intervalle d'une nuit, sans aucune intervention de Topérateur à la consistance sèche convenable pour subir l'action du pilon. En conduisant simultané* ment ces essais sur des séries de cinq ou de dix scories je suis parvenu à ne consacrer moyen* nement à chaque essai que le temps indiqué ciaprès :

Choix et premier cassagc de la matière d'essai . • OnlO'

Dessiccation et pesage de la matière d'essai porphyrisée OiO

Attaque par l'acide ; disposition de l'appareil évaporaloire 0 15

Dessiccation complète et pulvérisation du résida solide 0 25

Reprise par l'eau acidulée ; saturation par l'ammoniaque : 0 11

Sursataration par l'ammoDiaque ; filtration ; lavage; emplissage du flacon 0 15

Dosage du cuivre 0 04

462 ^ 16. érUDEa GHIMIQUBS

La dépense de temp8 serait encore réduite d'un tiers dans une série de jours exelusivemeni consacrés k ce travail : un chimiste aidé de trois ouvriers pour les scories galloises ^ qui sont très* difliciles à pulvériser, de deux ouvriers seuleoieni pour la plupart des autres scories^ pourrait faire aîsénoent 60 essais par semaine. La voie sèche ne donnerait pas de résultats plus expéditîfs. Depuis i84a« j ai pu faire, sans interrompre mes autres travaux , plus de 700 essais de ce genre , sur les scories et les produits cuivreux des principales fonderies de l'Europe.

J'ai fait usage de la même méthode d'analyse dans une série de recherches qui avaient pour but de constater les pertes de cuivre dues à la suspension mécanique de loxyde cuivrique dans les gaz sortant des cheminées; Je n'ai point rendu compte de ces travaux dans le courd de cet ouvrage, parce qu'il ne m'a point été possible de réunir tous les éléments nécessaires à la solution de la question que j'avais en vue. J'ai pu néanmoins constater que toutes les cheminées de fours gallois livrent passage à des matières pulvérulentes qui toutes contiennent du cuivre. Ces matières peuvent se recueillir à la partie supérieure des plus hautes cheminées et sur les toits au travers desquels ces cheminées débouchent. Elles sont fort ridies dans les fourneaux de rôtissage et d'affinage; elles ont même une teneur notable dans les cheminées des fours où se grillent les plus pauvres minerais. J ai même eu l'occasion de constater rentraîneraent de ces poussières cuivreuses dans des ciroonstances où l'on n'aurait guère soupçonné que cette cause de perte pût subsister. Le propriétaire d'une fonderie galloise désirant condenser l'acide sulfureux

SUR LA liÉTHOOfe OAIX019Ë. 4^^

fies l'ours de grillage, au lieu de le rejeter dans latmosphèré, fut amené par ta disposition de ses ateliers à conduire le gaz du grillage , par de larges canaux horizonlaui : ces ga2,n*arrivaient à Tappareil de condensation qu'après avoir parcouru dans ces canaux une distance de loo mètres, avec la très^faîble vitesse de o",70 par seconde. Cependant, à une si grande dislance desTours y l'appareil de condensation composé essentiellement d'une sorte de pluie artificielle déterminait le dépôt d'une quantité considérable de poussières qui te* naient 3 ^ environ de cuivre métallique, et dont l'analyse approkimative a donné :

Oxyde colvrique. 0,035

Oxyde ferriqne 0,220 . ^wwv

hiboe, alumine» châux et magnésie. . 0,555 '

Acide arséoieox , poussière de carbone. 0)190

6. Recherche simultanée dit soufre et du cuwre dans les scories de lajonte // (S 4) P- 2'*^ et 3i4)'

Le but spécial de ces recherches était de constater la nature de la combinaison dans laquelle le cuivre se trouve engagé.

Le cuivre a toujours été dosé directement par la première méthode décrite h l'article précédent.

J'ai d'abord employé pour doser le souflre le procédé suivant : attaique prolongée de i gr. de scorie porphyrisée dans leau régale; addition d'un peu de potasse à l'alcool , la liqueur restant très^acide; évaporation à une douce chaleur et pulvérisation du résidu desséché ; reprise par l'eau aiguisée d'acide chlorhydrique , puis par l'eau pure en lrès*-grandedose; filtration, puis dosage

464 $ l6. ETUDES CHIMIQUES

de Tacide sulfurîaue contenu dans la liqueur , par le chlorure de barium, ainsi qu'il est indiqué à l'art. 1^. L'évaporalion k sec avait pour but de rendre la silice insoluble et de prévenir la formation d'un silicate de baryte insoluble mélangé mécaniquement au sulfate de baryte; l'addition de la potasse avait pour objet de prévenir toote chance d'expulsion de l'acide sulfurique pendant l'évaporation k sec.

L'expérience a prouvé que cette double précaution était connplétement inutile ; que Vacide sulfurique était suflosamment retenu pendant l'évaporation par les bases métalliques ; que cette évaporation elle«»méme était également inutile, parce que le sulfate de baryte aosé dans une liqueur acide non évaporée, avec les précautions îndi-

Îuées à l'art, i*' , ne retient jamais aucune trace e silice.