I SULFUBE DE MERCURE. — CINABRE
Les gisements du cinabre sont très-variés : on le connaît, ou on l'exploite dans les micaschistes, dans le terain bouiller, dans
les assises dolomitiques et schisteuses du terrain jurassique, eu mouches, en veinules, en filons, en amas puissants.
A Almaden, en Espagne, il se trouve dans des filons d'une grande richesse, accompagné seulement de gangues terreuses, de pyrite de fer, d'un peu de cuivre pyriteux.
En Californie, à New-almaden, il se présente en amas d'une grande puissance ; il n'est accompagné que de matières terreuses et de mouches de différents sulfures métalliques, notamment de pjTite de fer.
A Idria^ en Carinthie, on exploite des amas irréguliers do cinabre, accompagné de mercure natif, imprégné presque toujours de matières bitumineuses très-inflammables ; ces amas se trouvent dans des bancs dolomitiques et argileux, également imprégnés de matières bitumineuses. Le terrain est rapporté h l'époque jurassique par les géologues allemands.
Dans les Asturies (Espagne), on a commencé quelques travaux dans des amas et dans des filons contenus dans des schistes noirs, peu bitumineux : la matière minérale renferme principalement du réalgar, accompagné par places de veinules de cinabre.
Dans le Palatinat, le cinabre existe en mouches et en veinules, en pellicules minces, disséminées avec la plus grande irrégularité dans l'oxyde de fer hydraté, provenant évidemment de la décomposition des pyrites de fer par les agents atmosphériques.
Dans plusieurs localités de France, d'Allemagne, d'Angleterre, etc., on a constaté la présence d'une faible proportion de cinabre, en mouches et en veinules, dans des filons et dans des amas de blende et de calamine, dans des couches de houille, dans les grès houillers, dans les micaschistes.
Le cinabre est très^arement en cristaux parfaitement nets ; il se présente plus ordinairement avec la texture cristalline ou terreuse ; sa couleur varie du gris violacé au rouge cochenille ; il a l'éclat adamantin, ou faiblement métallique lorsqu'il est en cristaux plus ou moins nets. Il est toujours très-friable ; sa poussière est d'un rouge assez vif, légèrement violacé ; sa densité est de 8,998.
La forme primitive des cristaux est le rhomboèdre, dont l'angle est de i2T,6'; les cristaux portent habituellement de nombreuses modifications. ^
La composition du cinabre se rapporte à la formule H^S. Mais
e06 MÉTAUX PROPREMENT DITS.
dans la plupart des échantillons, triés avec les plus grands soins, l'analyse fait reconnaître la présence d'une faible proportion de pyrite de fer, de cuivre pyriteux, de blende, de silicates contenant comme bases l'alumine, la chaux et la magnésie.
La teneur en mercure des minerais exploités présente la plus grande diversité : certains échantillons ne renferment que des mouches ou des veinules presque indiscernables de cinabre, tandis que dans d'autres le cinabre à peu près pur constitue la matière minérale. En raison de ces variations, nous pensons ne pas devoir citer les résultats des analjrses et des essais des minerais exploités.
ANALYSE. -— Il est rarement utile de faire l'analyse du cinabre, on se contente presque toujours de reconnaître la nature des matières minérales qui accompagnent le sulfure de mercure, soit par l'examen minéralogique, soit par des recherches qualitatives, et d'évaluer par voie sèche la proportion du mercure. Nous donnerons cependant un exemple d'analyse, en décrivant les opérations qu'il faut faire pour déterminer la composition du minerai des Âsturies, contenant un peu de pyrites de fer et de cuivre, des sulfures do mercure et d'arsenic, accompagnés d'argile schisteuse imprégnée de matières bitumineuses.
On détermine, avec une approximation suffisante, la proportion du soufre, de l'arsenic, du mercure et de la gangue schisteuse, en soumettant le minerai aux séries d'opérations que nous allons décrire. Les matières bitumineuses sont évaluées par différence.
1* Dosage du soufre, — On met en suspension dans une dissolution un peu concentrée de potasse pure '2 grammes du minerai porphyrisé; on fait chauffer à l'ébuUition pendant an moins douze heures ; on fait arriver un courant de chlore jusqu'à satu-* ration de l'alcali ; on lave par décantations la partie insoluble ; on dose l'acide sulfurique, qui est contenu dans les liqueurs décantées, en suivant la marche et en prenant les précautions que nous avons exposées précédemment.
La gangue argileuse est partiellement attaquée par l'alcali ; il faut tenir compte de la présence probable de la silice dans la purification du sulfate de baryte.
2** Détertninaiion de farsenic^ de la gangue et du mercure. —
On attaque 2 grammes du minerai par Teaii régale un peu éten-due, en faisant chauffer à 80 ou 60 degrés, pendant vingt-quatre heures ; on étend d'eau ; on laisse la partie indissoute se déposer ; on la lave par décantations.
On traite toutes les liqueurs décantées par Fammoniaque et par le sulfhydrate ; on lave le précipité d'abord avec du sulfhydrate, ensuite avec do l'eau pure. On doit doser la gangue ar-^ gileuse insolublo dans l'eau régale, le mercure dans le précipité produit par le sulfhydrate, et l'arsenic dans la liqueur.
Gangue argileuse. — On pèse la matière insoluble dans l'eau régale, après calcination; on l'examine à la loupe, afin de recon* Battre si elle contient du sable quartzeux et de l'argile, ou seulement de l'argile. Dans cette détermination, on néglige l'action que l'eau régale a pu exercer sur le silicate. Cette action est faible, et l'erreur est négligeable lorsqu'on a employé, pour Tattaque du minerai, de Feau régale assez étendue.
Mercure. — Le précipité donné par le sulfhydrate contient tout le mercure à l'état de sulfure ; il renferme en outre un peu de sulfure de fer, de sulfure de cuivre, de la silice et de Talumine lorsque la gangue argileuse a été partiellement attaquée par Teau régde.
On ne doit chercher à doser que le mercure, et on procède à ce dosage en traitant le précipité par la voie sèche, ainsi que nous l'avons indiqué précédemment. La pesée du mercure métallique est suffisamment exacte dans tous les cas, c'est-à-dire lorsque le minerai renferme des sulfures divers, lorsque la gangue a été fortement attaquée par Teau régale, aussi bien que pour un minerai qui ne contient que du cinabre et une gangue argileuse inattaquable par les acides un peu étendus.
Arsenic. — On décompose le sulfhydrate d'ammoniaque par l'acide chlorhydrique faible ; on lave longtemps le précipité de soufre et de sulfure d'arsenic ; on le reçoit sur un filtre pesé d'avance; on achève le lavage; on fait sécher à 100 degrés, et on pèse de nouveau. On détermine ensuite le soufre que contient le précipité, en opérant seulement sur 1 gramme, et en employant la potasse et le chlore pour l'oxydation.
3* Fer et cuivre. — La détermination du fer et du cuivre ne présente qu'un intérêt secondaire : la présence de ces métaux n'influe pas notablement sur le traitement des minerais ; leur do-
608 MÉTAUX PROPREMENT lATÉ.
sago ne permet même pas d'évaluer avec une approximation suffisante les matières bitumineuses dont le minerai est imprégné.
Pour doser ces métaux, il faut attaquer par i*eau régale de 5 à 6 grammes du minerai. On étend d'eau, on ajoute de l'ammoniaque et du sulfbydrate d'ammoniaque ; on lave le précipité par décantations avec de l'eau chargée de sulfhydrate. La partie insoluble contient : les sulfures de mercure, de fer et de cuivre, un peu d'alumine et de silice. On la traite par l'acide chlorhydrique un peu concentré , en ajoutant de temps en temps quelques gouttes d'acide azotique.
On ne cherche à dissoudre que le fer et le cuivre ; les sulfures de ces deux métaux sont attaqués bien plus rapidement que le sulfure do mercure; on est certain d'avoir en dissolution la totalité du fer et du cuivre lorsque les acides ont agi pendant une heure environ ; on étend d'eau et on filtre.
La liqueur acide contient, avec le fer et le cuivre, un peu d'alumine et une portion plus ou moins forte du mercure. On fait arriver de l'hydrogène sulfuré en excès ; le cuivre et le mercure sont précipités ; on traite le mélange de ces deux sulfures comme du sulfure de cuivre seul. On pèse le sulfure de cuivre Cw-S, calciné un peu au-dessus du rouge sombre dans un creuset de porcelaine. Le sulfure de mercure est entièrement volatilisé dans la calcination ; il n'y a lieu d'en tenir compte dans le dosage du cuivre que pour les précautions à prendre ; il faut élever bien plus lentement la température, afin que les vapeurs de sulfure de mercure n'entraînent pas de sulfure de cuivre.
Pour déterminer le fer, on expulse l'hydrogène sulfuré en faisant chauffer la liqueur chlorhydrique à l'ébullition ; on sépare le soufre par filtration ; on fait passer le fer à l'état de peroxyde ; on le précipite par Tammoniaque. On pèse le peroxyde de fer calciné. L'alumine qui accompagne les sulfures métalliques dans le précipité produit par le sulfhydrate se trouve pesée avec le peroxyde de fer. La silice qui se trouve dans le même précipité est perdue.
Si donc on détermine les matières bitumineuses par différence, après avoir déterminé le soufre, l'arsenic, la gangue inattaquée par l'eau régale, le fer, le cuivre et le mercure^ on s'expose à une erreur qui est peut-être assez faible, mais dont il est difficile de
fixer les limites. Il est, du reste, peu important d'obtenir pour ces matières une détermination exacte.
MSaCmS MÉTALUQUE.
Le mercure métallique a été signalé dans plusieurs localités : au Pérou, en Californie, en France, dans le Palatinat, on Carintbic,'etc., en globules ou même on masses un peu considérables , accompagnant les pyrites de fer, la blende, quelquefois le cinabre, ou bien disséminé dans les rocbes argileuses.
Le gisement le plus ricbe a été exploité à Idria, On a rencontré dans plusieurs parties des travaux des amas de pyrites, dans les schistes bitumineux, contenant du mercure métallique remplissant des poches de toutes dimensions.
Le mercure natif est aisément séparé par des moyens mécaniques des gangues terreuses et métalliques ; il est picsque toujours très-pur; il contient quelquefois un peu d'argent. On reconnaît sa pureté à ses propriétés physiques, ou bien par distillation lente ; lorsque le métal est parfaitement pur^ il ne laisse aucun résidu.
GHX.OEURE DE UERGURE.
Le chlorure de mercure est très-rare, on ne l'a signalé que dans les localités où le cinabre est exploité, dans le Palathiat, à Idria^ à Almaden, etc. Il se présente en petits grains cristallins, dont la couleur varie du gris perle au gris jaunâtre ; ils ont l'éclat nacré; leur densité est de 6,482. Leur forme primitive est le prisme droit à base carrée.
Les grains sont ordinairement disséminés à la surface du cinabre, et le minéral parait avoir été produit par l'altération lente du sulfure de mercure par des eaux contenant des chlorures. Sa composition se rapporte à la formule H^'G/.
lODUAE DE MERCURE.
Ce minéral n'a été rencontré qu'au Mexique, en petites masses cristallines à la surface du séléniure de mercure; il est d'un brun rouge&tre, son éclat est adamantin, ses caractères et sa compo^sition paraissent être ceux de l'iodure artificiel ^glo.
SÊLtalimtt D& MEACOHft.
Lo séléniuro de mercure a été signalé seulement dans deux localités, à Sa7i Onofre , au Mexique, et dans les environs de Clctusthal, au Harz. Il se présente en petites masses à texture compacte, dont la couleur et Téclat se rapprochent beaucoup de ceux du cuivre gris» Le minéral est très-friable, sa densité varie do 7,10 à 7,37. Les analyses qui ont été publiées présentent des divergences trop grandes pour qu'on puisse fixer la composition de cette espèce minérale.
Dans quelques échantillons, on a trouvé seulement du soufre, du sélénium et du mercure ; dans d'autres, provenant cependant des mêmes gites, on a signalé la présence du zinc et du fer, sans pouvoir constater avec certitude l'état chimique de ces métaux.
§ 4. — PMdaito d'aH.
Parmi les nombreux produits d'art du mercure, qui sont obtenus dans les usines et dans les fabriques de produits chimiques, nous examinerons seulement ceux qui proviennent du traitement métallurgique : le mercure métallique, les résidus et les suies, le cinabre et le vermillon.
Nous dirons d'abord quelques mots sur le traitement du minerai.
Les appareils employés dans les principales usines, en Carin« thio, en Espagne, en Californie, présentent de très-grandes différences ; mais dans presque toutes l'extraction du mercure est fondée sur la même réaction, la décomposition du sulfure à une température élevée, dans une atmosphère oxydante : il en résulte de l'acide sulfureux et du mercure métallique on vapeurs.
La difficulté réelle du traitement est la condensation à peu près totale des vapeurs de mercure, qui sont disséminées dans un volume considérable de gaz divers, provenant de la combustion du bois plus ou moins desséché, de la décomposition et do la combustion des matières bitumineuses dont le minerai est quelquefois imprégné {Idria), et des réactions qu'a subies le minerai lui-même.
A Idria, on emploie comme appareils do condensation soit do grandes chambres en briques et des cheminée^ à compartiments dans lesquels on fait arriver une pluie d'eau froide, soit de grands cylindres en fonte et en tôle, refroidis seulement à l'ex* teneur, et des séries de chambres en briques.
A Almaden^ on a de tout temps adopté des lignes A'aludels^ d'un immense développement.
Il est difficile de se prononcer sur Tefficacité comparative de ces divers appareils : on a pu constater que dans tous la condensation n*est pas parfaite : les gaz sortant par les cheminées entraînent encore une proportion appréciable de mercure.
Quant au métal condensé, une grande partie est nettement réunie en un liquide métallique, d'une purification facile. Une antre partie reste disséminée dans les suies, avec les matières fines entraînées par les gaz.
Le traitement donne trois produits : le mercure métallique ; les famées ou suies très-riches en mercure ; les résidus contenant les gangues terreuses ou métalliques, plus ou moins profondément altérées par la chaleur et par l'oxygène de l'air.
Le mercure métallique est & peu près pur, il est ordinairement livré au commerce sans avoir subi de purification spéciale. Les suies ou fumées contiennent beaucoup de mercure métallique, et une petite quantité de ce métal engagé dans diverses combinaisons ; on en retire une partie du mercure métallique par com-* pression et par lavage ; les résidus du lavage, convenablement desséchés, sont repassés au traitement. Les résidus de la cal* cination sont ordinairement très-pauvres en mercure ; souvent même ils ne contiennent que des traces de ce métal ; on ne peut en tirer aucun parti.
Dans plusieurs usines, le mercure est employé à la fabrication du cinabre et du vermillon. On commence par combiner le mercure avec le soufre par une trituration prolongée ^ à la tempéra* ture ordinaire, et sans addition de réactifs. Le premier produit est un mélange irrégulier de sulfure de mercure, de soufre en excès, et d'un peu de mercure métallique.
On l'introduit dans de grandes cornues en terre réfractaire, et on chauffe très-progressivement^ jusqu'à ce que la matière contenue dans les cornues soit portée au-dessus du rouge sombre. Dans les premières heures de l'opération, le mercure encore libre
passe à Tétat de sulfure, le soufre en excès se volatilise, le sulfure de mercure est ensuite vaporisé lentement.
Dès qu'on reconnaît Tapparition des premières vapeurs de sulfure de mercure, on adapte aux cornues des appareils de condensation. Le cinabre se condense en masses fibreuses, d*une assez grande homogénéité, et d*une couleur un peu violacée. Le cinabre ainsi obtenu est le sulfure H^S, presque rigoureusement pui*; il renferme à peine 1 pour 100 de soufre libre, à Tétat de mélange intime.
Pour transformer le cinabre en vermillon , on le réduit en poudre impalpable, on le met en contact, pendant un jour ou deux, avec une dissolution alcaline étendue, on lave ensuite le sulfure insoluble par décantations répétées, on le fait sécher à une très-douce chaleur, et on le passe sous un rouleau de bois dans un demi-cylindre également en bois.
La teinte plus ou moins vive du vermillon dépend de la conduite de toutes les opérations, du degré d*impalpabilité qu'on a donné au cinabre, de la concentration de la Hqueur alcaline, du temps pendant lequel on laisse agir cette dissolution, de la température et de la lenteur do la dessiccation, du nombre de coups de rouleaux dans le demi-cylindre, et de la pression du rouleau.
Dans les fabriques de produits chimiques on peut préparer du vermillon d'une magnifique couleur, en suivant une marche entièrement différente. On traite une dissolution de mercure par Tammoniaque et le sulfhydrate ; Fammoniaque doit être employée en quantité seulement suffisante pour saturer Tacide ou les acides; 16 sulfhydrate doit, au contraire, être en assez grand excès. On bouche les flacons dans lesquels Topération est faite, et on les laisse en repos pendant plusieurs jours.
Le précipité de sulfure de mercure est d'abord noir ; sa couleur se modifie peu à peu, et passe au rouge de sang; la teinte plus ou moins vive dépend du degré de concentration des liqueurs, de l'excès de sulfhydrate employé, et de la température. Dès que la couleur est devenue stationnaire, on décante le sulfhydrate; cette liqueur peut servir à de nouvelles opérations. On lave le sulfure par décantations à froid, on le fait sécher à une douce chaleur, et on l'écrase sous un rouleau de bois.
11 est impossible d'expliquer par des réactions chimiques le changement de couleur qui se produit pour le cinabre au con«
tact d'une dissolution alcaline, pour le sulfure noir au conlact du sulfbydrate en excès. Le vermillon contient seulement du soufre et du mercure dans les proportions que représente la formule HyS, tout comme le cinabre préparé par voie sèche, et comme le sulfure noir de mercure préparé par voie humide, et convenablement lavé. On ne peut attribuer le changement do couleur qu'à une modification dans Tétat moléculaire,
BfEACUAE MÉTALLIQUE.
Le mercure livré au commerce contient quelquefois de petites quantités de divers métaux, de Tétain, du plomb, du bismuth, du zinc. Ces métaux n'existent pas en général dans le mercure natif, et dans le mercure qu'on retire dans les usines des appa* reils de condensation.
On reconnaît aisément la présence de ces métaux étrangers, toutes les fois qu'ils sont en proportion appréciable, à la forme que prend la surface du liquide métallique dans un tube de verre de petit diamètre, ou même k la forme des globules, à la difficulté de leur réunion en un seul globule bien mobile, et enfin au son que donne le métal quand il est secoué dans un vase de verre.
On met ces métaux en évidence en distillant très-lentement le mercure dans une cornue de verre, qu'on chauffe progressivemeAt jusqu'au rouge naissant. Lorsque la distillation est conduite avec une lenteur convenable, le mercure n'entraîne qu'une proportion négligeable des métaux étrangers.
Ces métaux restent dans la cornue ; il est ensuite très-facile de les peser ensemble, et de constater leur nature. Le zinc est entraîné par les vapeurs de mercure plus facilement que l'étain, le bismuth et le plomb.
Lorsqu'on a pu constater la présence du zinc dans le résidu de la distillation lente du mercure, on doit considérer comme trop faible le poids de ce résidu ; mais il est, en général, peu utile de déterminer exactement la proportion du zinc. C'est le métal dont il est le plus facile de purifier le mercure, soit par l'acide azotique étendu, soit par le perchlorure de fer, soit par le bichlorure de mercure. Les procédés de purification du mercure sont décrits dans tous les traités de chimie minérale.
614 MÉTAUX PROPREMEiNT DITS.
TXmÉËA ou STHES.
La composition des fumées ou stiies, recueillies dans les appa-reils de condensation, est très-irrégulière, et, en général, trèscomplexe ; elles contiennent jusqu'à 60 et même 70 pour 100 de mercure métallique, un peu de sulfure de mercure, des sulfites et des sulfates de chaux, d*ammoniaque, une quantité variable des gangues terreuses, du minerai, du carbone trës-divisé, des matières organiques riches en carbone provenant de la distillation des combustibles, de Teau, de Tacide sulfurique, etc. Il n'est jamais utile d'en faire l'analyse ; on serait, d'ailleurs, très-embarrassé pour prélever un échantillon moyen.
Ainsi que nous l'avons déjà dit, on retire la plus grande partie du mercure métallique par compression ou par lavage : les matières comprimées ou les boues du lavage sont repassées au traitement.
Il y a lieu de déterminer par la voie sèche la teneur de ces matières ; c'est là la seule opération qu'il soit utile de faire au labo* boratoire, car Tanalyse n'indiquerait pas avec une netteté suffisante l'état chimique du mercure, et la convenance de mélanger ces matières avec de la chatix avant de les reporter dans les fours
de calcination.
mtiiDui.
Les résidus du traitement des minorais contiennent rarement une proportion appréciable de mercure ; cependant il est nécessaire de les soumettre très-fréquemment à l'essai, afin de constater que la température a été suffisamment élevée, que la calcination a été prolongée convenablement. Il faut multiplier ces essais ; car les résidus contiennent des morceaux de toutes dimensions; une partie est même à l'état de sable très-fin ; la chaleur n'a pas la même énergie dans les différentes parties des fours.
Il faut choisir pour les essais des morceaux et des matières fines, à diverses hauteurs au-dessus de la grille , près du centre et des parois. Ces prises d'essai, très-nombreuses, doivent être traitées séparément^ afin qu'on puisse se rendre compte des défauts que peut présenter le mode de chargement, ou bien la construction du four et la conduite du feu.
Les essais de ces matièros, presque toujours très-pauvres, exîp
gent dei précautions spéciales, sur lesquelles nous insisterons dans le paragraphe suivant.
Il n'est jamais utile de faire l'analyse des résidus, car on connaît la nature des gangues des minerais, et on peut aisément se rendre compte des modifications qu'elles ont pu subir dans le traitement.
WIABU BT VBIMItAOïr.
Le cinabre et le vermillon, fabriqués en général avec beaucoup de soins, sont ordinairement très*purs ; mais ces produits d'art peuvent être mélangés frauduleusement avec diverses matières rouges d'un prix moins élevé, par exemple avec de la brique pilée, avec de l'oxyde de fer» avec du minium, avec du réalgar, avec des matières organiques.
Il est toujours facile de reconnaître la fraude et la nature des corps mélangés.
i" On fait l'essai par voie sèche, en opérant sur 3 grammes do l'échantillon proposé; on pèse le mercure métallique* Avec les produits non falsifiés, on obtient aisément 86 pour 100 de mercure. Si donc on retire de l'essai, fait sur 3 grammes, un poids a
de métal, on peut admettre que l'échantillon contient -a ,
ou 38,76 a pour 100 de cinabre ou de vermillon pur.
2"" Lorsque l'essai par voie sèche indique la présence dos ma* itères étrangères, on doit chercher à reconnaître leur nature.
On introduit 5 grammes de l'échantillon proposé dans une petite cornue de verre ; on chauffe lentement un peu au-dessus du rouge sombre, de manière à volatiliser le sulfure de mercure. L'absence de résidu fixe démontre que la matière étrangère mélangée est do nature organique. Pour étudier plus complètement cette matière, on traite un poids un peu fort, 10 ou 15 grammes, du cinabre ou du vermillon par l'alcool, et on examine la dissolution nlcoolique.
Lorsque, pendant la distillation, on voit couler un peu de mercure métallique, on peut admettre que la matière mélangée est du minium, car cet oxyde seul décompose partiellement le sulfure de mercure au rouge sombre, avec production d'acide sulfureux et de mercure métallique.
Enfin, lorsque l'échantillon proposé laisse dans la cornue un
résidu fixe, sans quil se produise du mercure et de l'acide sulfureux pendant la distillation, on doit examiner ce résidu, et y chercher l'oxyde de fer et la brique pilée.
3"" Dans le cas oîi l'essai par voie sèche démontre la pureté du cinabre ou du vermillon , il peut être intéressant de doser le soufre, dans le but de vérifier que la composition de la matière minérale se rapporte exactement à la formule H^S. On doit em« ployer la potasse et le chlore pour faire passer le soufre à l'état d'acide sulfurique, et prendre pour la précipitation et pour la pesée du sulfate de baryte les précautions ordinaires.
§ ft. — EamUa par la Taie aèche.
Ainsi que nous l'avons indiqué dans les précédents paragraphes, on a fréquemment recours à la voie sèche pour déterminer la teneur exacte en mercure des minéraux, des produits d'art, du sulfure de mercure obtenu dans les analyses par l'action du sulfhydrate d'ammoniaque, ou par celle de l'hydrogène sulfuré. Nous avons même exposé, pour plusieurs exemples, la marche générale qu'il convient de suivre. H nous reste maintenant à décrire avec détails les précautions qu'il faut prendre dans les essais. Nous devons considérer trois cas principaux :
1° L'essai d'un minerai très-riche, du cinabre, du vermillon, du sulfure obtenu dans les opérations de la voie humide ;
2* L'essai d'un minerai très-pauvre ;
3* L'essai des minéraux et des produits d'art ou ie laboratoire, qui contiennent le mercure à l'état de chlorure, de bromure ou d'iodure.
l"* Minerais tbès-riches. — Prenons pour exemple un minerai sulfuré, tenant une faible proportion de gangues terreuses, de matières bitumineuses, et de sulfures métalliques tels que la pyrite de fer, le cuivre pyriteux, la blende.
On opère sur 5 grammes ou sur iO grammes de minerai : on mélange aussi intimement que possible le minerai porphyrisé avec deux fois son volume de chaux éteinte en poudre, ou mieux encore avec deux fois son volume de chaux sodée ; on introduit la
matière dans une cornue de verre, en se servant d'un long entonnoir , afin qu'aucune poussière n'adhère au col de la cornue ; la panse doit éti*e remplie à peu près à moitié.
On place la cornue sur un trépied en fer, dans un four à réverbère de forme circulaire ; le col est incliné à 3S degrés au moins, et vient s^appuyer sur le bord d'une capsule de porcelaine contenant de l'eau. Le col de la cornue plonge en partie dans l'eau, c'estrà-dire que la surface du liquide cou^e à peu près à moitié l'ouverture du col ; un fragment de linge fin ou de papier à filtre plonge en partie dans l'eau, et pénètre dans le col de la cornue sur une longueur de O^jOS à O'^^OG.
L'appareil étant ainsi disposé , on met dans le fourneau des charbons allumés, de manière à recouvrir entièrement le dôme de la cornue. Les matières contenues s'échauffent avec une certaine lenteur : la chaux, ou bien la chaux et la soude, décomposent lentement le sulfure de mercure ; le métal mis en liberté se volatilise, et les vapeurs viennent se condenser dans le col de la cornue, sur le linge ou sur le papier; on voit quelques gouttes de mercure couler dans la capsule.
U importe essentiellement de conduire le feu avec une lenteur telle que la chaleur puisse pénétrer jusqu'au centre des matières, avant que le verre de la cornue commence à se ramollir : cela est, du reste, assez facile dans le cas que nous considérons maintenant, parce que la cornue est de petites dimensions.
Environ un quart d'heure après le commencement de l'expérience, toutes les matières sont portées à une chaleur un peu plus élevée que le rouge sombre ; les parois de la cornue s'allongent sous le poids des matières contenues ; la décomposition du sulfure de mercure et la volatilisation du métal sont presque terminées ; on met une nouvelle quantité de charbon dans le fourneau, et on place le dôme. La cornue est portée en quelques minutes à la températiu*e de fusion du verre : le carbonate de chaux, que contient toujours la chaux éteinte , est décomposé partiellement ; l'acide carbonique expulse de la cornue les dernières vapeurs mercurielles.
On admet que la distillation est terminée lorsqu'on voit le verre de la cornue couler sous la grille du fourneau. On projette alors une goutte d'eau sur la partie du coi la plus rapprochée de la paroi extérieure du fourneau ; le verre se fend immédiatement.
On relève verticalement le col de la cornue ; on sort le linge ou le papier en l'agitant dans Veau de la capsule, afin de faire tomber la totalité du mercure condensé dans les plis ; on fait tomber la rosée de mercure, adhérente aux parois du col, en projetant de Teau par la partie supérieure ; on enlève le col.
On obtient alors la totalité du mercure dans la capsule. On ajoute un peu d'acide chlorhydrique ; on fait chauffer pendant quelques minutes à (bO degrés ; on laisse refroidir ) on décante le liquide ( on lave le mercure par décantations, à deux ou trois reprises ; on sèche le métal en le comprimant avec du papier à filtre. Quand on est parvenu à le réunir en Un seul globule, on le fait passer dans une petite capsule exactement tarée ou pesée ; on pèse le métal dans la capsule ; on calcule ensuite la teneur du minerai.
Observaiionë, — On acquiert très-promptetoent l'habitude de ce genre d'opérations, et on arrive facilement à conduire le feu de telle manière que la décomposition du sulfure de mercure soit rigoureusement terminée lorsque le verre de la cornue entre en fusion : il ne peut alors se perdre du mercure que par suite â*une condensation imparfaite. On évite assez aisément cette perte en suivant la marche que nous avons tracée, en chauibnt avec lenteur dans les premiers moments de l'opération, afin que la volatilisation du mercure ait lieu progressivement.
Les dernières vapeurs du mercure sont expulsées de la cornue par la fusion du verre qui réduit considérablement le volume, et. par le dégagement d'ttcide carbonique du carbonate de chaux. 11 n'est pas nécessaire d'ajouter du carbonate de chaux à la chaux éteinte, qui en contient toujours une proportion suffisante; on doit même éviter cette addition, car elle produirait vers la fin de l'expérience un dégagement nuisible d'acide carbonique : en effet, lorsque la proportion du gaz est trop grande, elle s'oppose h la facile condensation des vapeurs de mercure.
La perte de métal^ dans un essai bien conduit, s'élève au plus à quelques centigrammes, et elle est indépendante de la richesse du minerai : l'importance de la perte est donc relativement bien moindre quand le poids de mercure obtenu est plus fort. Nous ferons observer cependant que la difficulté de conduire le feu augmente à mesure qu'on opère sur un poids plus grand de matières, et qu'on ne doit pas chercher à obtenir dans l'essai plus de 3 ou 4 grammes de métal.
On peut arriver à retirer d'un poids a de minerai, contenant environ 4 grammes de mercure, la totalité du métal à moins de 0«%04 : l'erreur est moindre de 1 pour 100 du métal contenu; tandis qu'en opérant sur le mémo poids a d'un autre minerai contenant à peu près i gramme de mercure, on commet à peu près la même erreur de O'^jOI, soit de 4 pour 100 environ du métal contenu.
La réunion du mercure en un seul globule et la pesée offrent bien quelques difficultés \ mais elles ne sont pas d'une importance comparable à celles que présentent la décomposition totale du sulfure et la condensation parfaite des vapeurs. Notis n'avons même à faire à ce sujet qu'une seule recommandation, c*est de ne porter à l'ébullition que pendant un temps très-court la liqueur chlorhydrique qui surmonte le mercure condensé et plus ou moins divisé. En prolongeant l'ébullition, on s'exposerait à une perte appréciable de mercure , entraîné par les vapeurs d'eau et d'acide.
Certains minerais riches, par exemple ceux d'idria, contiennent une proportion un peu forte de matières bitumineuses qui donnent, par distillation lente, des produits liquides^ se condensant dans le col de la cornue en même temps que le mercure. Il est alors assez difficile de réunir le mercure en un seul globule, et la pesée du métal est un peu incertaine.
On évite presque complètement la formation de ces produits organiques facilement condensables, en modifiant la nature du réactif mélangé aveo le minerai ; au lieu d'employer la chaux éteinte ou la chaux sodée, on se sert de chaux éteinte et de potasse caustique à peu près en parties égales. Comme la potasse attaque rapidement le verre, cette modification du réactif oblige à élever bien plus lentement la température pendant l'essai.
En employant pour 1 partie de minerai 1 partie de chaux éteinte et 1 partie de potasse caustique écrasée en sable, on arrive encore assez aisément à la décomposition complète du sulfure de mercure avant que la cornue soit percée ; il vaut mieux cependant se servir d'une cornue enduite d'une couche mince de lut argileux. Ce lut se fendille dans les premiers moments de l'opération; mais les fentes sont remplies ensuite par le verre ramolli ou fondu par la chaleur et par Talcali, et le lut forme ainsi une enveloppe imperméable aux gaz et aux vapeurs.
2° Minerais très-pauvres. — L'essai d'un minerai pauvre doit être fait de la même manière que les essais des minerais riches, c'est-à-dire en chauffant progressivement au rouge, dans une cornue, le mélange intime du minerai avec une proportion convenable de chaux éteinte, de chaux sodée, ou de chaux et de potasse caustique. On ne peut espérer une approximation suffisante que si on obtient par l'essai un poids un peu fort de mercure, de 1 à 2 grammes. On est donc obligé d'opérer sur un poids trèsfort, quelquefois sur 100 et même sur 200 grammes.
On peut réduire la proportion de réactif que nous avons indiquée pour les minerais riches, et ne prendre que 1 partie ou même 1/2 partie de réactif pour 1 partie de minerai ; mais il n'en faut pas moins se servir de cornues de grandes dimensions, et il est à peu près impossible de faire pénétrer la chaleur jusqu'au centre avant que le verre entre en fusion. On doit donc employer des cornues de verre recouvertes d'une couche assez épaisse de lut argileux, ou mieux encore des cornues de porcelaine ou de grès.
Ces cornues présentent cependant un inconvénient assez grave: on ne peut pas se rendre compte de la rapidité avec laquelle le mercure est vaporisé ; on est exposé à conduire le feu trop rapidement, et à perdre une partie du mercure par suite de la condensation imparfaite des vapeurs trop abondantes, ou bien à interrompre l'opération avant que le sulfure de mercure soit entièrement décomposé. A cet égard, les cornues de verre lutées sont préférables aux cornues de grès et de porcelaine ; d'ailleurs leur prix est moins élevé, et il est plus facile de séparer le col du corps de la cornue lorsque l'essai est terminé.
Dans les usines, il n'est pas possible de se servir de cornues de verre, de porcelaine, ou de grès, en raison du nombre considérable d'essais qu'il faut faire annuellement. Il faut employer des cornues en fer composées do deux pièces, analogues aux cornues de plomb ou de platine qui sont en usage dans les laboratoires pour la préparation de l'acide fluorhydrique. Ces coruucs sont très-épaisses, et doivent être, en outre, recouvertes d'une couche de lut qu'il faut renouveler à chaque essai : sans cette précaution, elles seraient très-promptement mises hors de service. La chaleur pénètre lentement dans leur intérieur, et les essais exigent un temps assez long.
Nous dirons seulement quelques mots sur la conduite do l'essai dans le cas où on emploie une cornue de verre lutée, une cornue de grès ou de porcelaine ou une cornue de fer. Nous admettrons qu'on opère sur iOO grammes de minerai mélangé avec 50 grammes de chaux éteinte.
Cornue de verre huée. — • Le lut doit avoir au moins 0",005 d'épaisseur, et recouvrir toute la partie de la cornue qui sera contenue dans l'intérieur du fourneau à réverbère. Le lut est séché lentement, d'abord à la température ordinaire, ensuite à iOO degrés. Les fissures qui se produisent sont bouchées avec de l'argile*.
On introduit les matières dans la cornue à l'aide d'un entonnoir ; on place la cornue sur un fromage, dans un fourneau à réverbère ; on prend pour la condensation des vapeurs de mercure les dispositions précédemment indiquées. On entoure la cornue de charbons bien allumés et on fait chauffer pendant une demi-heure, en renouvelant les charbons ii mesure qu'ils sont consumés. On met ensuite en place le dôme du fourneau, on fait chauffor fortement pendant un quart d'heure. La décomposition du sulfure est alors terminée ; on coupe le col de la cornue et on procède à la réunion et à la pesée du mercure.
Cornue de grès ou de porcelaine, — Ou doit se servir d'une cornue vernie à l'extérieur, et d'une capacité telle que la panse soit remplie un peu plus qu'à moitié par le mélange du minerai et du réactif. On chauffe la cornue dans un fourneau à réverbère, à peu près comme nous venons de l'indiquer pour le cas d'une cornue de verre lutée, avec cette différence qu'après avoir mis le dôme en place il faut faire chauffer pendant une demi-heure au moins. On détache le col, soit avec de l'eau projetée sur la partie chaude, soit à l'aide d'un ciseau; on fait tomber dans la capsule le mercure adhérent; on réunit le métal en im globule qu'on pèse après dessiccation.
Cornue de fer lutée. — On introduit le mélange du minerai et du réactif dans la panse de la cornue ; on fixe le dôme sur la panse ; les deux parties doivent s'assembler à frottement très-dur. On recouvre de lut toute la surface qui doit être exposée à l'action directe du feu.
^ Le lut est composé, comme pour les tubes de porcelaine, d'argile réfractaire et de sable quarUeux très- fin, i peu près en parties égales.
On assujettit la cornue sur un fromage dans le fourneau, et on prend pour la condensation du mercure les dispositions ordi* naires ; on met des charbons noirs et quelques charbons enflammés dans le fourneau ; on place le dôme et on fait chauffer de plus en plus fortement pendant au moins une heure. La volatilisation du mercure est alors terminée ; mais une partie seulement du mercure se trouve dans la capsule ; une autre partie est dans l'intérieur du col; il faut la faire tomber dans la capsule avec une barbe de plume. On procède ensuite à la pesée du métal.
S"" Chlorure de mercure. — L'essai par voie sèche du chlorure do mercure donne des résultats peu exacts lorsqu'on opère comme nous venons de Texposer pour le sulfure ; une partie du chlorure se volatilise avant que la terre alcaline ait pu produire la décomposition. On ne parvient à obtenir la réduction complète qu'en employant la potasse caustique, et en élevant très-lentement la température. Dans ces conditions, il est impossible de se servir d'une cornue de verre, il faut employer une cornue de porcelaine ou de grès.
On introduit dans la cornue le chlorure, mélangé aussi bien que possible avec son poids de potasse caustique réduite en sable, et avec une petite quantité de carbonate de chaux. On chauffe très-progressivement jusqu'au rouge, et on maintient la cornue à ce degré de chaleur pendant un quart d'heure. La décomposition du chlorure est alors terminée, et l'acide carbonique produit par le carbonate de chaux a expulsé de la cornue la totalité des vapeurs mercurielles.
On détache le col de la cornue; on fait tomber dans la capsule le mercure condensé dans le col ; on procède à la pesée du métal, comme nous l'avons indiqué précédemment pour l'essai des minerais sulfurés.
Observations. — Dans le traitement par voie sèche des matières contenant du mercure, on peut toujours craindre de perdre une partie du métal; on ne doit considérer les résultats comme certains qu'autant que deux essais consécutifs , faits sur la même matière, donnent des nombres rigoureusement concordants.
On ne peut se dispenser de faire au moins deux essais, que dans
des cas trës-rares, par exemple lorsqu'il s'agit de doser le mercure dans un précipité de sulfures produit par le sulfhydrate. Dans ce cas, en effet, on opère sur un volume peu considérable, dans une très*petite cornue ; il est possible d'écarter presqu'à coup sûr les causes de pertes.