I. IV. u

toutes les fois que les minerais lie contiennetit que dei gangues terreuses, et de très-faibles proportions d'oxyde de fer) on acquiert promptement l'habitude nécessaire pour reconnaître sur quel poids de minerai il convient d'opérer, pour fixer la proportion et la nature des fondants, et pour concentrer le cuivré dans le culot de plomb en faisant passer dans la soorie la totalité de l'oxyde de fer.

L'évaluation est, au contraire, impossible, lorsque les minerais sont très-ferrugineux, lorsqu'ils contiennent des oxydes métal^ liques assez facilement réductibles et possédant^ comme l'oxyde de cuivre, la propriété de colorer les coupelles, par exemple, les oxydes de nickel et de cobalt. En a|)pliquaut à ces minerais la méthode que nous venons de décrire, on obtient des culots de plomb qui contiennent, avec le cuivre^ des quantités variables de fer, de nickel, de cobalt : les oxydes métalliques qui se repro^ duii^ent pendant la coupellation, donnent aux coupelles des colorations assez intenses, qui s'opposent à toute comparaison avec des coupelles dans lesquelles on a passé deâ plombs cuivreux.

S^ MiNËRiis SULFURÉS ET PTRiTBCx* — -> Gonsidérous d'abord les minerais un peu riches, nous indiquerons ensuite les modifications qu'il faut introduire dans les opérations pour les minerais pauvres, et pour les scories provenant de la première fonte pour matte.

Prenons pour exemple un minerai pyriteux contenant de la

riches, pyrite de fer, un peu de pyrite arsenicale, à gangue quartzeuze ;

nous examinerons plus loin l'influence qu'exercent les diverses

gangues terreuses sur les opérations et sur les résultats. L'essai

exige deux opérations :

1*" Le grillage , par lequel on cherche à expulser la totalité du soufre et del'arsenic, et à faire passer les métaux à l'état d'oxydes ;

2"" La fusion au creuset de terre avec les fondants nécessaires à la scorification de l'oxyde de fer et de la gangue quartzeuze, avec un réductif capable de réduire en totalité l'oxyde de cuivre.

Grillage. — Dans l'hjrpothèse que nous avons faite, d'un minerai un peu riche, on opère sur 15 grammes ou sur 30 grammes au plus. On place le minerai pulvérisé dans im têt en terre réfractaire, dont la surface intérieure a été fortement frottée ovec de la sanguine. On introduit le têt sous un moufle chauffé

Minerais

à peine eu rotige sombre : oa remue presque constamment le minerai avec une tige de fer recourbée.

L'oxydation commence presque immédiatement ; il se dégage d'abord beaucoup d'acide sulfureux, et la plus grande partie de l'arsenic est entraînée à l'état d'acide arsénieux ; mais ensuite, il se forme principalement des sulfates et des arséniates, en sorte que l'odeur d'acide sulfureux devient très-faible, à peine pei^ ceptible, longtemps avant que l'oxydation soit terminée.

On doit retirer de temps en temps le tèt du moufle , afin de se rendre compte de l'avancement du grillage d'après l'odeur d'acide sulfureux ; chaque fois, il faut retourner tout le minerai, vérifier qu'il n'y a pas eu d'agglomération, et, au besoin, écraser tous les grains agglomérés.

Après une heure de grillage au rouge sombre, l'oxydation est déjà très-avancée, le minerai ne dégage presque plus d'acide sulfureux lorsqu'on retire le têt du moufle : on pousse alors le feu avec un peu plus d'activité, et on continue l'opération en portant le tèt presque au rouge : on retii^e de temps en temps le tèt, on vérifie s'il y a dégagement d'acide sulfureux ; on écrase les parties agglomérées. L'oxydation peut être considérée comme complète une demi-heure après le moment où on a cessé de percevoir Todéur d'acide sulfureux, et, généralement, deux heures après le commencement du griUage.

La matière contenue dans le tèt contient : des oxydes ; des sulfates; une très-^petite quantité d'arséniates ; des silicates et la gangue quartzeuse qui est demeurée inerte pour la plus grande partie. On pousse le tèt au fond du moufle; on met la porte en place, et on active le feu autant que possible pendant au moins une demi-heure. Le grillage est alors terminé. Les sulfates ont été presque entièrement décomposés pendant le coup de feu, soit par la chaleur seule, soit par l'action du quartz : le minerai grillé renferme principalement des oxydes et des silicates : il ne contient plus que très-peu de sulfates, d'arséniates et de quartz encore inerte.,

n est presque toujours un peu aggloméré, et il adhère quelquefois au tèt, malgré l'interposition de la sanguine entre la terre réfractaire et le minerai. Lorsque cette adhérence s'est produite, il faut casser le tèt, séparer avec soin tous les fragments q[m retiennent un peu de minerai. Dans tous les cas, il est néces-»

saire de pulvériser la matière grillée avant de la passer à la seconde opération : les fragments du tét auxquels adhèrent des oxydes, doivent être pulvérisés en même temps que le minerai grillé.

Le grillage est très-difficile à conduire, en raison de la grande fusibilité du cuivre pyriteux et surtout de la pyrite de fer : l'oxydation très-vive qui se produit dans les premiers moments de l'opération, élève la température du minerai bien au-dessus de celle du moufle, et fait entrer en fusion la partie des sulfures qui est voisine de la surface. On no parvient à empêcher l'agglomération qu'en remuant constamment avec une tige de fer froide^ et en sortant de temps en temps le têt du moufle.

On réussit plus aisément à prévenir l'agglomération partielle en opérant le grillage sur un feu de charbons ; cela provient de ce que les gaz qui entourent le têt contiennent peu d'oxygène, et que l'oxydation du minerai a lieu avec beaucoup moins d'énergie ; mais il faut bien plus de temps pour arriver à l'oxydation complète, ce qui fait généralement préférer le four à moufle.

Toutes les fois qu'on n'a pu empêcher l'agglomération, il faut se hâter d'écraser les parties agglomérées ; elles n'ont pas une grande dureté; l'écrasement peut être fait dans le têt lui-même avec un pilon de fonte, et ne retarde pas beaucoup l'opération. Lorsqu'on néglige cette précaution, et lorsqu'on continue le grillage pendant plusieurs minutes après que la fusion partielle s'est produite à la surface, l'oxydation ne progresse que très-lentement, et les parties agglomérées acquièrent une dureté telle qu'on ne peut les écraser que dans un mortier ; on s'expose à perdre un peu de minerai, et l'opération est beaucoup retardée.

Fusion. — La fusion du minerai grillé doit être conduite comme celle des minerais oxydés contenant beaucoup d'oxyde de fer. On mélange le minerai grillé avec 2 parties de carbonate de soude, 2 parties de borax et 4 grammes de charbon pulvérisé ; on chauffe lentement le mélange au creuset de terre jusqu'à fusion tranquille ; on termine par un coup de feu.

Après refroidissement, on casse le creuset; on examine la scorie. Lorsqu'elle ne renferme pas de grenailles, lorsque sa couleur, très-foncée, permet de supposer que la réduction de l'oxyde de cuivre a été complète , lorsqu'on ne voit pas une simple pellicule de matte interposée entre le culot et la scorie, on

peut présumer que Fessai est réussi ; il reste à examiner le culot lui-même. On le nettoie en le frappant sur la tranche avec un marteau, on l'aplatit en un disque mince ; on l'approche d'un barreau aimanté. On le pèse lorsqu'il est bien malléable , et quand il ne produit aucune déviation du barreau.

Il faut ensuite répéter sur une nouvelle quantité de minerai le grillage et la fusion, jusqu'à ce qu'on arrive à deux culots malléables et de poids concordants. On calcule enfin la teneur du minerai en prenant comme base le culot le plus lourd.

Il est assez difficile d'obtenir des culots d'une malléabilité parfaite et des scories exemptes de cuivre. En effet , le minerai grillé contient toujours un peu de sulfates et d'arséniatcs ; ces composés sont réduits par le charbon ; le soufre et l'arsenic passent presque en totalité dans le culot de cuivre ; de plus, le minerai grillé contenant beaucoup d'oxyde de fer, on n'évite pas aisément la réduction d'une partie de cet oxyde. Le culot ne peut donc pas être du cuivre pur; c'est un véritable cuivre noir contenant du fer, du soufre, de l'arsenic, en proportions trës-variables avec les soins apportés aux deux opérations. On doit se contenter d'une malléabilité moindre que celle à laquelle il faut arriver dans l'essai des minerais oxydés.

Les corps étrangers que renferme le culot de cuivre, lorsqu'il est suffisamment malléable^ ne suffisent pas pour compenser les pertes qui sont faites dans l'essai ; la teneur en cuivre, déterminée par voie sèche pour les minerais pyriteux, est toujours trop faible ; la différence entre les nombres obtenus par voie sèche et par voie humide pour le même minerai , augmente presque régulièrement à mesure que le minerai est moins riche en cuivre.

Nous avons indiqué précédemment, pour l'essai des minerais oxydés, l'emploi du fer comme réductif , avec la soude caustique ou bien avec des fondants terreux. Pour les minerais pyriteux grillés, contenant en général une très-forte proportion de peroxyde de fer, l'action réductrice du fer métallique est très-lente et difficilement complète. En effet, la précipitation du cuivre par le fer ne peut avoir lieu qu'après l'action du fer métallique sur le peroxyde de fer. Pour précipiter la totalité du cuivre par le fer, il faut employer un nombre un peu grand de barreaux de fer, afin de multiplier les points de contact du réductif avec la matière en fusion ; il faut, de plus, prolonger beaucoup l'opération.

Cetteldemiëre condition empêche d'employer la soude caustique comme fondant ; les creusets de terre ne résisteraient pas à une fusion prolongée.

On réussit assez bien avec les fondants terreux, parce qu'on peut faire durer l'opération aussi longtemps que cela est jugé nécessaire ; mais on perd ordinairement plus de cuivre que dans le cas où l'essai est fait avec le carbonate de soude et le charbon, car chacun des nombreux barreaux de fer retient par adhérence une pellicule de cuivre. Le culot obtenu est très-pur ; il ne contient que des traces de fer et de soufre ; son poids donne pour la teneur du minerai un nombre beaucoup trop faible.

Influence des gangues. — Nous avons considéré le cas le plus simple d'un minerai pyriteux à gangue de quartz ; l'essai est plus difficile à conduire et le résultat obtenu est plus incertain, lorsque le minerai contient du sulfate de baryte ou du carbonate de chaux, de la blende ou de la galène. Nous ne parlons pas du fer carbonate, parce que cette gangue métallique n'est une cause de difficultés qu'en raison des terres alcalines qu'elle renferme à l'état de carbonates.

Sxdfate de baryte et carbonate de chaux. — Le sulfate de baryte n'est pas altéré pendant la première partie du grillage du minerai ; le carbonate de chaux perd entièrement son acide carbonique, et la majeure partie, sinon même la totalité, de la chaux passe à l'état de sulfate de chaux. Dans le coup de feu prolongé, par lequel on termine le grillage, les sulfates de baryte et de chaux ne sont pas décomposés par la chaleur ; ils ne sont même décomposés que dans des proportions restreintes lorsque le minerai contient en même temps du quartz, car les oxydes de fer et de cuivre empêchent en grande partie l'action du quartz sur CCS sulfates.

Le minerai grillé contient donc, même dans le cas le plus favorable des gangues diverses (quartz accompagnant le sulfate de baryte et le calcaire), des oxydes métalliques, une petite quantité de sulfates et d'arséniates d'oxydes de fer et de cuivre, et les sulfates de chaux et de baryte.

Les sulfates alcalins terreux sont réduits à l'état de sulfures pendant la fusion. Les sulfures de calcium et de barium ont une action utile ; ils contribuent à appauvrir la scorie ; mais

CUIVRE. 2iB

cette action donne lieu à la fonnation d'une quantité très-notable de matte ; on n'obtient à Tétat de culot métallique qu'une partie du cuivre du minerai. Le même effet est produit par le sulfate de soude, que renferme souvent le carbonate alcalin, employé conune fondant.

H est facile d'éviter la formation d'une matte provenant de la présence du sulfate alcalin dans le fondant, en n'employant pour Fessai que du carbonate de soude à peu près pur, exempt de sulfate. Quant aux sulfates de baryte et de chaux existant dans le minerai ou produits par l'oxydation, U est essentiel de les décomposer dans le coup de feu qui termine le grillage. Leur décomposition ne peut être produite que par le quartz ; on est donc conduit à mélanger avec une proportion très-forte de quartz pulvérisé les minerais pyriteux à gangue barytique ou calcaire. L'addition de quartz doit être faite avant le grillage ; la proportion du quartz doit être au moins double de celle des terres alcalines que contient le minerai.

Pendant la période d'oxydation, le quartz reste inerte, au moins en grande partie ; il prévient Tagglomération des sulfures et rend leur oxydation plus facile ; son action utile a lieu dans le coup de feu, qui doit être prolongé pendant une heure au moins. Le minerai grillé, toujours un peu aggloméré, contient alors une proportion considérable 4c silicates.

La fusion avec le carbonate do soude et le charbon doit être conduite avec quelques précautions spéciales; la plus importante est d'élever la température avec la plus grande lenteur, afin que les gaz puissent se produire très-progressivement et se dégager sans donner lieu à un boursouflement trop vif.

L'oxyde de carbone provenant de l'action du charbon sur les oxydes, l'acide carbonique que la soude abandonne en se combinant avec la silice des silicates, sont produits à peu près en même temps, et à une température un peu supérieure au rouge sombre; leur dégagement fait passer les matières, encore à l'état de fusion imparfaite, pardessus les bords du creuset, lorsque le feu est conduit de telle manière que les matières arrivent trop rapidement à ce degré de chaleur.

La même précaution est, du reste , indispensable, lorsqu'on essaye des minerais qui ne renferment pas de terres alcalines, et qui contiennent une proportion un peu forte de quartz.

S16 MÉTAUX PROPREHENT DITS.

Blende et galène. — Des difficultés analogues résultent de la présence de la blende et de la galène dans les minerais pyriteux. Pendant la période d'oxydation du grillage, le plomb et le zinc passent en grande partie à Tétat de sulfates. Pour décomposer à peu près complètement ces sulfates par le coup de feu qui termine l'opération, il faut qu^on ait ajouté au minerai, avant de le soumettre au grillage, une assez forte proportion de quartz réduit en poudre très-fine.

Le minerai grillé contient alors la majeure partie des oxydes métalliques à l'état de silicates ; il est aggloméré ou même partiellement fondu lorsque la quantité de l'oxyde de plomb ^st un peu grande ; il faut presque toujours le pulvériser dans un mortier avant de le fondre avec du charbon et avec du carbonate de soude. On a toujours à craindre de perdre un peu de minerai dans la pulvérisation .

Pendant la fusion, on ne parvient à éviter le boursoufle* ment des matières qu'en élevant la température avec la plus grande lenteur : l'oxyde de plomb est entièrement réduit ; une partie du plomb se volatilise , mais la majeure partie de ce métal se rassemble au fond du creuset, au-dessous du cuivre ou avec le cuivre.

La séparation des deux culots métalliques n'est un peu nette que dans le cas où la proportion du plomb est comprise entre certaines limites. Lorsque le cuivre est en proportion dominante, le plomb reste disséminé dans le cuivre ; dans le cas contraire, le cuivre se trouve dans le culot de plomb. Dans tous les cas, le poids du cuivre ne peut donner qu'une indication incertaine pour la teneur du minerai, car le cuivre contient toujours du plomb. On ne doit donc soumettre à l'essai par la voie sèche que les minerais renfermant assez peu de galène pour qu'on puisse négliger l'influence exercée par le plomb sur le poids du culot de cuivre.

L'oxyde de zinc reste en grande partie dans la scorie avec le protoxyde de fer ; il lui enlève beaucoup desa fluidité. Les scories chargées d'oxydé de zinc sont toujours un "ç^vl pâteuses et retiennent des grenailles de cuivre. Une partie de l'oxyde de zinc est réduite par le charbon ; le zinc métallique qui résulte de cette action, se volatilise presque en entier ; le cuivre n'en retient qu'une quantité presque négligeable. On peut donc réussir

pauvres.

l'essai par voie sèche des minerais blendeux, à la condition d'obtenir des scories suffisamment fluides. On atteint cette fluidité soit en ajoutant du borax au carbonate de soude, soit en augmentant la proportion du carbonate alcalin employé, soit enfin en chauffant bien plus fortement que pour les minerais non blendeux à la fin de l'opération. Ce dernier moyen est cependant un peu dangereux, en ce qu'une trop forte élévation de température produit presque toujours un boursouflement très-vif.

Nous ferons observer qu'en augmentant la proportion des fondants, on rend plus considérable le volume de la scorie, ce qui est une cause certaine de perte. Pour les minerais très-blendeux, on ne peut pas négliger cette cause de perte. Le poids du culot de cuivre ne peut donner qu'une indication très-incertaine sur la teneur. Il résulte de ces observations que, pour les minerais contenant beaucoup de blende ou de galène, la teneur en cuivre doit toujours être déterminée par voie humide.

Dans les deux opérations que nous venons de décrire, les ^in^r^» pertes sont à peu près indépendantes de la teneur ; on doit donc opérer sur un poids de minerai d'autant plus fort que la teneur en cuivre est plus faible. On ne peut cependant pas dépasser certaines limites; sans vouloir poser de chiiires rigoureux, nous pouvons dire que la fusion avec le charbon et le carbonate de soude est très-difficile à réussir quand on opère sur plus de 20 granmies de minerai. On est donc obligé de suivre une marche différente pour l'essai des minerais pauvres, par exemple pour ceux qui contiennent de 2 à 3 pour 100 de cuivre. Il faut faire trois opérations, comme nous l'avons déjà indiqué pour les minerais oxydés :

l"" Fonte crue^ produisant une matte un peu riche ;

^ Grillage de la matte pulvérisée ;

3^' Fonte de la matte grillée, avec addition de charbon, de borax et de carbonate de soude.

Fonte crue. — On fond au creuset brasqué, et à une température très-élevée, de 50 à 100 grammes de minerai, mélangés avec la proportion de borax ou de carbonate de soude strictement nécessaire pour la scorification des gangues terreuses. On obtient une matte qui renferme à l'état de protosulfures tous les métaux du minerai, et une scorie alcaline qui ne Contient que les gangues terreuses. La fonte crue n'est donc applicable qu'aux

minerais qui contiennent une proportion assez forte de gangues terreuses. Pour des minerais renfermant principalement de la pyrite de fer ou de la blende, le poids de la matte difPbre peu de celui des minerais ; sa teneur n'est pas beaucoup plus élevée ; la fonte crue est par conséquent sans résultat utile.

Lorsqu'il s'agit de minerais pauvres, à gangue de fer carbo^ naté, ou bien de minerais pyriteux contenant de la pyrite de fer partiellement altérée par les agents atmosphériques, il faut ajouter de la pyrite de fer aux fondants alcalins. On évalue la proportion de pyrite, comme pour les minerais oxydés, d'après la quantité d'oxyde de fer qui doit passer à l'état de protosuifure, et en tenant compte des composés sulfurés existant dans les minerais. La matte obtenue dans la fonte crue contient nécessairement la totalité du fer des minerais ; il n'y a donc aucun avantage à faire cette opération lorsque la proportion du fer carbonate ou celle du peroxyde de fer est trop grande.

On voit, d'aprbs ces observations, que la fonte crue ne s'applique qu'à un certain nombre de minerais pauvres ; lorsqu'elle n'est pas applicable avec avantage, il faut recourir à la voie humide pour déterminer la teneur en cuivre.

Grillage de la matte. — La matte est pulvérisée dans un mortier de fonte, et grillée sous le moufle dans un tèt enduit de sanguine. Le grillage est conduit comme nous l'avons exposé pour les minerais ; il présente moins de difiioulté, parce que les sulfures qu'elle contient n'ont pas autant de tendance k l'agglomé* ration que les pyrites de fer et de cuivre. Il est divisé en deux périodes e dans la première, on obtient l'oxydation complète à la température du rouge sombre; dans la seconde, on cherche à décomposer les sulfates par un coup de feu longtemps prolongé.

Fusion. — On mélange intimement la matte grillée avec 2 parties de borax et 2 parties de carbonate de soude, et avec un poids de charbon pulvérisé variable avec la quantité des oxydes métalliques que renferme la matte.

On fond ce mélange au creuset de terre, en conduisant Topération comme nous l'avons dit précédemment pour les minerais pyriteux grillés. On pèse le culot de cuivre lorsqu'il est suffisamment malléable, lorsque la scorie ne contient pas de gre» nailles, lorsqu'on peut admettre, d'après sa couleur, qu'elle ne contient pas de cuivre à l'état d'oxyde ou d'oxydule, et enfin

CUIVRE. ât9

lorsqu'on ne voit pas de pellicule de matte entre le culot et la scorie.

Ou arrive, eu général, assez aisément à éviter un boursouflement trop vif des matières en fusion ; mais il faut avoir une bien grande habitude des essais pour évaluer la proportion du char* bon qu'on doit mélanger avec la matte grillée. Les essayeurs les plus exercés sont exposés à mettre trop ou trop peu de charbon, et à obtenir, par suite, soit un culot ferreux peu malléable, soit une scorie riche en cuivre, ce qui oblige à recommencer l'essai en modifiant convenablement la proportion du charbon dans la dernière opération.

Il convient d'ailleurs de répéter l'essai et de calculer la teneur du minerai seulement lorsqu'on a obtenu deux culots de cuivre de poids concordants, fournis par deux essais qui paraissent avoir été bien réussis.

ScoRiBS PAUVRES. — Ou uo fait que très-rarement l'essai par voie sèche des scories pauvres ; il est toujours très-important de déterminer avec exactitude leur teneur en cuivre, et la voie humide peut seule donner des nombres certains ; on ne peut espérer de la voie sèche que des termes de comparaison entre des scories de composition analogue, ne différant entre elles que par la teneur en cuivre.

L'essai d'une scorie pauvre exige trois opérations : la fonte crue , donnant une matte contenant tout le cuivre ; le grillage de la matte; la fonte de la matte grillée, mélangée avec du charbon, du borax et du carbonate de soude. Nous n'avons à présenter quelques observations que sur la fonte crue ; les deux autres opérations sont conduites de la même manière que dans l'essai des minerais pyriteux pauvres.

Fonte crue, — On doit opérer sur au moins 100 grammes de scorie, et il est essentiel de conduire l'opération de telle manière que le poids de la matte soit assez petit, afin que cette matte ne soit pas elle-même trop pauvre. On mélange intimement avec la scorie 5 grammes de pyrite de fer et de 80 à 60 grammes de carbonate de soude ; on chauffe très*lentement au creuset brasqué jusqu'au rouge vif. On obtient une matte pesant moins de 10 grammes et une scorie bien fluide, ne retenant pas de grenailles. La principale difficulté de l'opération est la suivante :

n faut chauffer le creuset à une température assez élevée pour que la matto et la scorie puissent acquérir une fluidité convenable et se séparer nettement, et en même temps, il faut que la plus grande partie de T oxyde de fer ne soit pas amenée à Fétat de fer métallique, bien qu'on opère dans un creuset brasqué.

On obtient ce résultat en employant une proportion très-faible de carbonate de soude, et en ne portant le creuset qu'au degré de chaleur strictement nécessaire pour la fusion parfaite des matières : grâce à la faible proportion de l'alcali, le silicate de protoxyde de fer n'est décomposé qu'en partie ; les matières contenues dans le creuset s'agglomèrent avant que l'action réductrice de la brasque ait pu amener à l'état métallique une quantité notable de l'oxyde de fer, en sorte que la scorie peut retenir, à l'état de silicate, la majeure partie de cet oxyde.

La conduite du feu a la plus grande influence sur la réussite de l'opération ; mais il est impossible de décrire les précautions spéciales qu'il est nécessaire de prendre; l'habitude de ce genre d'essai peut seule les faire connaître. La fonte crue la mieux réussie donne une matte très-ferrugineuse, dont la teneur en cuivre dépasse rarement 6 pour 100, et descend parfois jusqu'à 3 et même 2 pour 100 ; l'essai de la matte est donc encore assez délicat, et le culot de cuivre obtenu est toujours trèspetit et d'un poids trop faible.

La différence entre le poids du culot et la quantité de cuivre que renferme réellement la scorie proposée est une fraction trèsgrande du poids du culot ; on ne peut donc pas considérer le nombre obtenu comme représentant, même approximativement, la teneur de la scorie. On peut seulement espérer qu'en faisant les essais d'un certain nombre de scories analogues les pertes de cuivre sont à peu près les mêmes ; les poids des culots obtenus sont des termes de comparaison ; ils permettent de classer les scories d'après leur richesse en cuivre.

3"" Minerais complexes. — * L'essai par voie sèche des minerais complexes, contenant une forte proportion d'arsenic et d'antimoine, présente des difficultés à peu près insurmontables, et on doit toujours recourir aux opérations de la voie humide lorsqu'on désire obtenir à peu près exactement leur teneur en cuivre.

CUIVRE, Ml

Nous signalerons aussi brièvement que possible les principales difficultés que présentent les essais de ces minerais.

Prenons pour exemple un cuivre gris à gangue de fer carbonate et de sulfate de baryte.

L'essai comprend trois opérations : le grillage, par lequel on cherche à expulser la majeure partie du soufre, de l'arsenic et de l'antimoine ; la fusion avec du charbon et avec des réactifs alcalins, produisant un culot de cuivre très-impur ; Y affinage du culot de cuivre par coupellation.

Grillage. — On ne peut essayer que des minerais un peu riches, et, par suite, on opère sur 1 S ou 20 grammes au plus. On place le minerai pulvérisé dans un têt ; on chauiFe très-lentement au rouge sombre sur un feu de charbon, et sous une hotto à tirage très-actif ; on maintient le têt à cette température du rouge sombre tant qu'il se dégage de l'acide sulfureux, ou des vapeurs blanches d'acide arsénieux et d'oxyde d'antimoine ; on agite presque constamment avec une tige de fer recourbée.

n est essentiel que l'oxydation progresse très-lentement, et qu'il ne puisse arriver à chaque instant au contact du minerai qu'une quantité d'air très-limitée, afin qu'il ne se produise que très-peu d'acides sulfurique, arsénique et antimonique. C'est pour cette raison qu'il ne faut jamais employer le moufle pour le grillage : sous le moufle, l'air arrive constamment en excès sur le minerai, et la majeure partie du soufre, de l'arsenic et de l'antimoine passent à l'état de sulfates^ d'arséniates et d'antimoniates.

Du reste, même sur un feu de charbon, et en prenant toutes les précautions nécessaires pour que l'oxygène soit toujours en quantité très-limitée, on ne parvient pas à éviter la formation de ces composés. Lorsque l'oxydation est complète^ après plusieurs heures de grillage au rouge sombre, le minerai grillé contient, avec les oxydes métalliques, avec le sulfate de baryte de la gangue, une proportion plus ou moins forte, mais très-appréciable, de sulfates, d'arséniates et d'antimoniates de chaux, de magnésie, d'oxydes de fer et de cuivre. La chaux et la magnésie proviennent du fer carbonate.

Le minerai s'agglomère en général moins facilement que les minerais pyriteux, mélangés de pyrite de fer ; cependant il faut encore élever très-lentement la température, et remuer constamment les matières, pour prévenir toute agglomération ; on doit

m4 Métaux proprement dits,

même quelquefois retirer le têt du feu et broyer led parties un peu agglomérées^ en se servant d'un pilon de fonte.

Lorsque l'oxydation parait être terminée, on retire le têt ; on le laisse refroidir ; on ajoute 2 ou 3 grammes de chitrbon de bois pulvérisé *, on mélange aussi bien que possible dans le têt luimême, en remuant les matières avec un couteau de bois ; on met un peu de charbon pulvérisé à la surface du mélange ; on ferme le têt par un couvercle en terre; on chaufle progressivement jusqu'au rouge vif, dans un feu de charbons bien tassés. Les gaz qui entourent le têt ne sont pas oxydants, et l'action réductrice du charbon mélangé avec le minerai peut s'exercer librement.

Les divers composés, sulfates, arséniates, antimoniates, sont décomposés progressivement et presque complètement; une partie du soufre, de l'arsenic et de l'antimoine est volatilisée ; une autre partie se combine avec les métaux ; les oxydes métalliques libres sont partiellement réduits à l'état métallique.

Ce coup de feu réductif doit être peu prolongé; le têt ne doit être exposé que pendant trois ou quatre minutes au roiige vif, car il importe d'éviter la fusion du cuivre et des composés divers, sulfures, arséniures^ antimoniures. Après refroidissement complet, on pulvérise, dans le têt lui-même, les matières un peu agglomérées.

On recommence ensuite l'oxydation au rouge sombre dans une atmosphère peu oxydante ; il se dégage encore un peu d'acides sulfureux et arsénieux, un peu d'oxyde d'antimoine. On continue de la même manière, par périodes successives de coups de feu réductifs et d'oxydation au rouge sombre, jusqu'à oe que l'on cesse de percevoir Todeur de l'acide sulfureux, et de distin* guer les fumées blanches d'oxyde d'antimoine et d'acide arsénieux^ pendant l'oxydation au rouge sombre»

On doit alors admettre que le grillage est terminé^ et qu'il est impossible d'expulser encore du soufre, de Tarsenic et de l'antimoine; on chauffe le têt pendant «quelques minutes eu rouge trèsvif et on laisse refroidir ; on pulvérise le minerai grillé, lorsqu'il présente des parties un peu agglomérées^ Par ce grillage, trèspénible et surtout très-long, on ne parvient à expulser qu'une grande partie du soufre, de l'arsenic et de l'antimoine ; le minerai grillé contient encore une proportion très^-notable de sulfates,

CUIVRB. 393

d'arséniated et d'antimotuates, mélangés avec les oxydes libres de fer et de ouivre.

Fusion, — On mélangé intimement le minerai grillé avec 3 grammes de charbon pulvérisé et avec 4 parties de carbonate de soude^ ou bien avec 2 parties de carbonate do soude et 2 par* ties de borax. On fait fondre ce mélange au creuset de telre^ en prenant les précautions que nous avons indiquées pour la fusion des minerais pyriteux grillés. On obtient en général seulement deux produits : du cuivre noir et une scorie. Quelquefois cependant on trouve une pellicule, ou une couche mince de matte, interposée entre le culot métallique et la scorie.

L'essai est manqué, et il faut recommencer toutes les opérations, lorsqu'il s'est formé un peu de matte, lorsque la scorie retient des grenailles de cuivre, ou bien encore lorsque, d'après la couleur de la scorie, on peut présumer qu'elle contient de l'oxyde ou de l'oxydule de cuivre*

Le culot n'est jamais malléable, et ses caractères ne fournissent aucune indication sur la réussite de l'essai. On doit répéter au moins une fois le grillage et la fusion, afin d'obtenir deux culots de cuivre noir de poids très-peu difiérents, et produits dans des opérations bien conduites c soit A le poids moyen du cuivre noir»

Affinage. — Les culots de cuivi'e contiennent des quantités très-notables de soufre^ d'arsenic, d'antimoine, de fer; on cherche à en retirer du cuivre pur en les soumettant à une oxydation un peu énergique ) à une température élevée.

L'opération est faite sous un moufle, dans des coupelles en os calcinés ; on peut conduire en même temps l'affinage des deux culots de cuivre noir, donnés par les essais du même minerai. On place les deux coupelles sous le moufle ; on chauffe au rouge très-vif. Lorsque les coupelles sont portées à la température de fusion du cuivre, on introduit les deux culots et on ferme le mou-> fie avec de gros charbons, afin que la fusion du métal ait lieu dans une atmosphère peu oxydante.

On retire les charbons quand le métal est bien fondu ; l'oxydation commence.immédiatement ; on peut en suivre les progrès d'après l'aspect que présente la surface du métal ; il se produit des sulfates, des arséniates, des antimoniates, et des oxydes de fer et de cuivre^ qui forment dans chaque coupelle un bourrelet

de matières imparfaitement fondues autour du cuivre bien liquide. La surface du métal, d'abord terne, et recouverte en grande partie p^r les composés oxydés, devient de plus en plus brillante à mesure que le cuivre se purifie ; l'affinage est terminé lorsque la surface est parfaitement nette, et reste claire pendant quelques minutes, sans présenter en aucun point de taches brunes.

Quelques essayeurs distinguent Yéclair du cuivre^ analogue, jusqu'à un certain point, à l'éclair qui indique la fin de la coupellation des plombs argentifères. L'éclair de cuivre est l'éclat que présente le bouton métallique au moment oh les composés oxydés peu fusibles cessent de se produire à la surface ; cet éclat se ternit un peu par la formation d'une pellicule très-mince d'oxydule de cuivre.

Cet éclair n'indique pas d'une manière bien nette la fin de l'affinage, car il a lieu au moment oh les composés oxydés peu fusibles cessent de couvrir entièrement le métal ; en prolongeant un peu l'opération on voit presque toujours se former de nouvelles quantités de ces composés, principalement arséniates et antimoniates, qui apparaissent sous l'aspect de taches brunes sur le bouton de cuivre. On ne doit considérer l'affinage comme terminé qu'à partir du moment où ces taches brunes cessent de se produire. On retire alors la coupelle du moufle, et on la jette dans l'eau dès que le cuivre est entièrement solidifié. En frappant le bouton métallique sur une enclume avec un marteau, on en détache aisément les fragments de la coupelle et la pellicule d'oxydule de cuivre qui le recouvre. On constate ensuite sa malléabilité, ce qui est le moyen le plus simple de vérifier si le cuivre est pur.

On pèse les deux boutons de cuivre affiné ; si leurs poids offrent une trop grande différence, il convient de recommencer toutes les opérations ; lorsque ces poids sont à peu près concordants, on doit prendre le plus fort pour servir à l'évaluation de la teneur du minerai.

Ce poids est beaucoup trop faible, car la perte de cuivre pendant l'affinage est considérable, et de plus très- variable avec le poids du culot de cuivre noir, et avec les conditions dans lesquelles on opère. Bien que le soufre, l'arsenic, l'antimoine et le fer soient plus rapidement oxydables que le cuivre, ce dernier

curvRE. ns

métal se trouvant en proportion dominante, c'est sur lui principalement que se porte l'action oxydante de Tair; les corps étrangers sont oxydés, au moins pour la plus grande partie, par l'oxydule de cuivre, qui est formé à la surface, et qui se dissout dans le cuivre en fusion.

On cherche ordinairement à facihter l'éUmination des corps étrangers, en ajoutant au cuivre noir une certaine quantité de plomb. Ce métal s'oxyde à peu près en même temps que le cuivre; l'oxyde de plomb contribue à Toxydation des corps étrangers ; de plus, l'oxyde de plomb en excès forme avec les arséniates, les sulfates et les antimoniates, des composés fusibles, qui sont absorbés par la coupelle ; la surface métallique est constamment dégagée; l'affinage progresse avec plus de régularité. Mais il faut continuer l'oxydation jusqu'à ce que le culot de cuivre ne contienne plus de plomb ; la perte de cuivre est encore très-forte.

Admettons que le poids des deux culots de cuivre affiné, obtenus pour le même minerai, ne présentent qu'une faible différence, et désignons par a le poids du culot le plus lourd. On a, pour évaluer la teneur du minerai, deux nombres A, a. Le premier, poids moyen des culots de cuivre noir, est certainement trop fort, lorsque le grillage et la fusion ont été faits avec les soins convenables ; le second est beaucoup trop faible, puisque l'affinage a fait perdre du cuivre en éUminant les corps étrangers.

pour la teneur du minerai qu'une approximation très-douteuse, car la différence (A — a) est généralement très-grande. Dans les usines d'Allemagne, et dans plusieurs laboratoires d'essais, on adopte une formule pour calculer la teneur au moyen de ces deux nombres A, a, et du poids/? de plomb qui est ajouté pour faciliter l'affinage. La teneur en cuivre du minerai est égale

A— fl ^ ^ ^^ 10 "^10'

Nous ferons observer que le poids a de cuivre affiné dépend non-seulement du degré d'impureté du cuivre noir, mais encore et principalement des soins apportés à l'affinage; la formule donnant approximativement la teneur du minerai, reconnue

MBveQable par un essayeur à la suite d'une longue expérieiioe, est tout à fait inexacte lorsque les essais sont faits par une autre personne. Chaque essayeur doit avoir sa formule particulibre.

Modification. — On peut rendre un peu moins difficiles les opérations que nous venons de décrire, en soumettant d'abord à une fonte crue le minerai mélangé avec une forte proportion de pyrite de fer. L* essai comprend alors quatre opérations : fonte crue, donnant une matte; grillage de la matte; fusion de la matte grillée; affinage du cuivre noir.

Fonte crue. — On mélange aussi intimement que possible 18 grammes du minerai proposé avec iO grammes de pyrite de fer et avec 25 grammes de borax. On fait chauffer le mélange au creuset brasqué, en portant trës-Ientemcnt le creuset au rouge très-vif. L'opération donne une matte et une scorie pauvre.

La scorie contient toutes les gangues terreuses du minerai, mais elle ne renferme pas d'oxyde de fer, ou bien elle n'en contient qu'une proportion trèâ-faible.

Dans la matte se trouvent concentrés le fer et le cuivre du minerai, avec une partie seulement de l'arsenic et de l'antimoine ; ces deux corps sont partiellement volatilisés à l'état de sulfures.

L'élimination de l'arsenic est plus facile que celle de l'antimoine ; lorsqu'on passe à la fonte crue un cuivre gris arsenical, on obtient une matte qui renferme à peine quelques centièmes d'arsenic; si, au contraire, le cuivre gris proposé est antimonial, la matte contient, à quelques centièmes près, tout l'aatimoine du minerai .

La fonte pour matte est donc applicable avec avantage seule^ ment aux minerais qui renferment beaucoup d'arsenic ; de plus, elle ne s'applique qu'aux minerais riches, puisque tout le fer et la plus grande partie du soufre de la pyrite passent dans la matte ; la teneur en cuivre de Cette matte est, en général, inférieure à celle du minerai.

Grillage. — On pulvérise la matte et on la soumet au grillage, en procédant par périodes *alternantes d'oxydation à la température du rouge sombre et de coups de feu réductifs. Comme la matte contient relativement beaucoup moins d'arsenic et d'anti* moine que le minerai, on évite plus facilement la formation des «vséniates et des antimoniates pendant les périodes oxydantM^

GUIVIIE. mt

tandis qoe dans les Mups de feu réductift l'expuliion de Ti nie et de rantimoino n'offre pas plus de difflcoltés. La matte grillée et fortement calcinée renferme très^peu d'arséniates et d'antimoniates, mais elle contient toujours plus de sulfates que a*en renfermerait le minerai grillé, si on n'avait pas fait la fonte crue avec addition de pyrite de fer.

Ftision. ^ On mélange la matte grillée avec B ou 6 grammes de charbon, et avec 2 parties de borax et 2 parties de carbonate de soude ; on fond le mélange au creuset de terre, en prenant les précautions précédemment indiquées. On obtient un culot de cuivre noir assez impur, contenant plusieurs centièmes d'arsenic et d'antimoine, de soufre et de fer. Gomme hi matte grillée renferme une proportion considérable d'oxyde de fer, on évite bien difficilement la réduction partielle de cet oxyde ; le cuivre obtenu est ordinairement très-ferreux.

Affinage. — L'affinage du cuivre noir est fait avec addition de 10 ou de 15 pour 100 de plomb ; il est terminé plus promptement> et arec une perte de cuivre plus faible, que dans le cas où le minerai n'est pas soumis à la fonte pour matte. Le poids du culot de cuivre affiné est cependant encore trop faible, et on est obligé de recourir à une formule de correction pour déterminer approximativement la teneur du minerai.

OxTBATios PAa LA VAPXtR d'bau. — U ost possiblo d'évitor les difficultés qui résultent de la présence de TarsMiio et de l'anti* moine dans le minorai grillé ou dans la matte grillée, et d'obtenir dans la fusion du cuivre assez pur pour que son poids permette de calculer la teneur du minerai. Mais il faut, pour atteindre ce résultat, employer la vapeur d'eau comme agent d'oxydation.

On place dans de grandes nacelles de porcelaine 10 grammes de minerai intimement mélangé avec 8 grammes de pyrite de fer, ou bien la matte pulvérisée provenant de 10 grammes de minerai; dans le cas d'une matte, il est inutile d'ajouter de la pyrite do fer.

On introduit les nacelles dans un grand tube de. grès ou de porcelaine, luté avec un mélange de terre réfractaire et de sable quarizeux. On fait passer de la vapeur d'eau et on chauffe progressivement au rouge sombre* Le soufre passe à l'état d'hydrogène sulfuré ; l'arsenic et l'antimoine passent à l'état d'acide àr^ sétiieux et d'oxyde d'antimoine, qui sont tons deux entraînés par

»8 UËTAUX PROPREMENT DITS.

le courant de vapeur, et sont transformés ensuite en sulfures par Taction de Thydrogènc sulfuré ; le fer et le cuivre sont oxydés, et les oxydes restent dans les nacelles .

L'action de la vapeur d*eau est d'abord assez énergique, mais elle de\îent de plus en plus lente à mesure que l'oxydation fait des progrès. L'expulsion de l'arsenic et de l'antimoine n'est pas encore complète après quatre heures d'opération. On rend les actions plus rapides en chauffant la vapeur avant de la conduire sur les nacelles ; mais l'appareil est alors plus compliqué, et l'expérience est plus difficile à conduire, en sorte que généralement on doit préférer l'emploi de la vapeur non surchauffée.

Dans tous les cas, t)n interrompt l'expérience lorsque le dégagement d'hydrogène sulfuré n'est plus appréciable à l'aide d'un papier imprégné d'acétate de plomb : il ne reste plus dans le minerai ou dans la mattc que 2 à 3 pour 100 d'arsenic et d'antimoine. En fondant cette matière avec du charbon et des réactifs alcalins, on obtient un culot de cuivre assez malléable pour que son poids donne avec assez d'exactitude la teneur du minerai. JQ est inutile de le soumettre à l'affinage.

La fusion présente cependant quelques difficultés : la plus grande provient de la proportion considérable d'oxyde de fer que renferme le minerai ou la matte. Cette difficulté n'est pas spéciale au procédé d'essai que nous venons de décrire ; elle se présente dans les essais des minerais pyriteux mélangés de pyrite de fer, des mattes produites par la fonte crue des minerais pauvres, des scories, des minerais complexes, etc.

MÉTHOPS DTS8AI ADOPTÉE £R AVeLETEBHE.

Les usines à cuivre d'Angleterre traitent des minerais trèsdivers, exploités en Angleterre ou à l'étranger : ces minerais sont vendus par lots aux enchères ; la valeur que les minerais peuvent avoir pour les différentes usines est déterminée par des essais faits par la voie sèche.

Le traitement métallurgique est à peu près le même dans toutes les usines ; il comprend un très-grand nombre d'opérations qui sont faites dans des fours à réverbère, et dont la succession est telle que les fondeurs puissent apporter aisément les modifications que rend nécessaires la variation des minerais traités.

Le procédé adopté pour les essais des minerais est pour, ainsi

CUIVRE. tt9

dire la reproduction en petit de la méthode métallurgique ; il permet aux essayeurs d'apprécier fort exactement les difficultés plus ou moins grandes que chaque minerai apportera dans le traitement, Finfluence que ce minerai exercera sur la qualité du cuivre fabriqué.

Le poids du culot de cuivre obtenu dans l'essai ne détermine pas seul la valeur du minerai ; mais il sert principalement de base aux transactions commerciales. Un lot de minerai rendant à Tessai a pour 100 de cuivre, les agents des différentes usines calculent le prix qu'ils peuvent offrir pour le cuivre, d'après la nature du minerai, d'après les indications fournies par l'essai, d'après l'état des approvisionnements de minerais dans les usines, etc. La valeur de la tonne de minerai se trouve alors fixée par le rendement a pour 100 9 obtenu à l'essai.

On n'aurait certainement pas des indications aussi utiles en déterminant par voie humide la teneur des minerais ; c'est là la raison véritable de l'exclusion de la voie humide, car on pourrait très-facilement organiser des laboratoires dans lesquels le dosage du cuivre à l'état de sulfure pourrait être fait tout aussi rapidement que les essais par la voie sèche.

Minerai PYRrrKux. — Nous décrirons le procédé d'essai en pre- Description nant comme exemple un minerai pyriteux, mélangé de pyrite de ^^^' fer, d'un peu de pyrite arsenicale, à gangue quartzeuse; nous indiquerons ensuite les modifications qu'il convient d'apporter aux opérations pour les minerais oxydés, pour les minerais blendeux, pour les cuivres gris, etc. — Nous supposons la prise d'essai faite avec les soins convenables, et privée d'eau hygrométrique par dessiccation à 100 degrés.

Creusets. — Fourneau. — Toutes les opérations sont faites dans des creusets de terre réfractaire, très-fortement cuits, à texture un peu rugueuse : leur forme est plus évasée que celle des creusets ordinairement employés en Allemagne et en France ; cette forme permet de les employer pour les grillages et pour les fusions. Le fourneau, dans lequel on brûle toujours du coke, a une disposition analogue à celle des fours à essais de fer : l'air n'arrive au cendrier que par un canal d'une faible section ; le four peut être fermé à volonté par deux grandes briques , entourées de cadres en fer.

Opérations. — Pour le minerai pyriteux, que nous prenons eomme exemple, la série des opérations est la suivante : T gril-' lage incomplet du minerai ; 2° fonte pour matte du mineroi grillé ; 8* grillage de la matte; 4' fonte pour cuivre noir de la matte grillée ; 5* purification du cuivre noir ; 6* traitement de toutes les scories ou crasses qui peuvent contenir du cuivre. !• Grillage. On opère sur 2S*%90 de minerai desséché à i 00 degrés et pulvérisé. Le minerai est placé dans un creuset, et celui-ci est posé sur le coke, à une faible profondeur au-dessous du rampant. Le fourneau a généralement servi à d'autres opérations : dans le cas contraire, il faut le chauffer au rouge, laisser un peu tomber le feu, et mettre du coke froid sur le coke enignition qui garnit le fond du fourneau. L'orifice supérieur reste ouvert pendant toute la durée du grillage, le tirage de la cheminée appelle prineipalement l'air extérieur dans le rampant ; le coke froid s'allume avec lenteur, et le creuset n'est porté que trës*progressivement au rouge sombre.

On conduit de front le grillage de dix minerais : les creusets sent numérotés avec de l'oxyde de fer. Dans chacun d'eux plonge une tige de fer dont l'extrémité supérieure est appuyée contre la cheminée.

L'oxydation commence un peu avant que le minerai soit porté au rouge sombre ; de temps en temps on remue la matière avec la tige de fer, afin de renouveler les surfaces, et de prévenir l'agglomération : on retire le creuset dès que l'oxydation parait être suffisamment avancée, quelquefois au bout de huit ou dix minutes, d'autres fois après une demi-heure. On ne peut poser aucuue règle générale pour la durée du grillage. Elle dépend principalement de la pureté du minerai, et de la proportion de pyrite de fer qu'il renferme. Il faut prolonger le grillage pour les minerais qui contiennent beaucoup de pyrite de fer, et surtout pour ceux qui renferment une proportion un peu notable de pyrite arsenicale.

Le grillage se fait à une basse température, et n'est pas terminé par un coup de feu; le minorai grillé contient donc : des sulfures non oxydés: des oxydes; Une petite proportion d'arséniates et beaucoup de sulfates ; la gangue quartzeuse reste h peu près inerte pendant toute Topération.

Nous ferons observer que, d'après les dispositiojis adoptées.

CUIVRE. tai

Toir n'arrive pas sur le minerai avec la même facilité que ior««^ qu'on exécute le grillage sous un mouOe ; une grande partie du soufre et de l'arsenic doivent se volatiliser à l'état d'acide sulfu^ reux et d'acide arsénieux.

Lorsque le creuset est refroidi, on y introduit des volumes 20 Fonia égaux de borax, de spath fluor, et de chaux éteinte. Ces matières '*"'' "■"•" sont mesurées dans une cuiller, qui tient environ 18 centimètres cubes de chacune d'elles : on peut admettre quo, pour le minerai grillé, provenant de 25*',90 de minerai sec, on ajoute 25 grammes de borax ^ 25 grammes de spath fluor, et de 48 à 19 grammes de chaux éteinte en poudre. On mélange à peu près intimement les matières avec un couteau ; on ajoute à la surface une couche peu épaisse de sel marin pulvérisé.

Le fourneau doit avoir été assez fortement chauffé avant qu'on commence la fusion ; on recouvre le coke en ignition d'une eouche de coke noir ; on place le creuset sur le coke, en l'enfoaçant jusqu'à la moitié de sa hauteur, et en l'appuyant contre le paroi du four. (On ne doit pas chercher à chauffer & la fois plus de quatre creusets, et il est assez facile de les placer de telle manière qu'ils ne courent pas le risque de se renverser pendant l'opération).

On ferme le fourneau avec les doux briques ; le tirage devient promptement très-actif; les matières contenues dans le creuset entrent en pleine fusion en moins d'uu quart d'heure.

Après ce temps, on écarte une des briques, on observe si les matières sont bien fondues et si elles ne donnent pas de petites flammes bleueê.

Lorsqu'il ne se produit pas de flammes bleues et lorsque la fusion est parfaite, on ajoute quelques grammes du mélange des fondants, borax, spath fluor, chaux en poudre, sel dosséché; on remet la brique en place pendant cinq minutes environ ; la fusion est alors bien tranquille, on retire le creuset du fourneau, et on eoule les matières dans une lingotièro on fonte.

La solidification se fait très-promptement ; on renverse la Untgotière sur une plaque de fonte ; on plonge pendant très-peu de temps la scorie et la matte dans l'eau froide ; puis on détache la mette en la frappant avec précaution avec un petit marteau. On écrase la scorie, qui renferme assez fréquemment quelques gra^ MûUes de matte : on réunit ces grenailles au culot principal. On

doit considérer comme manqué tout essai dans lequel les grenailles sont trop nombreuses, car on doit toujours craindre de ne pas pouvoir les séparer toutes de la scorie.

Lorsqu'on aperçoit des flammes bleues sortant des matières en fusion, on est certain que la scorie contient du cuivre ; on met alors dans le creuset un mélange de 8 à 10 grammes de soufre avec 8 à 10 grammes de tartre; on remet la brique en place pendant quatre ou cinq minutes ; on renouvelle l'addition du mélange sulfurant si, après ce temps, on distingue encore des flammes bleues. Lorsque ces flammes no se produisent plus, on termine la fusion comme nous venons de l'indiquer.

Réactions. — Nous insisterons un peu sur les actions chimiques qui ont lieu dans cette opération. Le minerai grillé contient: oxydes de fer et de cuivre ; sulfates et arséniates de ces deux oxydes ; des sulfures et arséniures de cuivre et de fer ; la gangue quartzeuse : on lui a mélangé de la chaux, du borax et du spath fluor ; on a mis, au-dessus du mélange, une couche de chlorure de sodium. La fusion a lieu sur un feu de coke, et par conséquent dans une atmosphère réductrice.

L'action des gaz réducteurs est faible ; elle amène seulement à l'état de protoxyde une partie du peroxyde de fer du minerai grillé.

Le borax et le spath fluor se comportent principalement comme fondants.

La chaux décompose en grande partie les arséniates et à peu près complètement les sulfafes, en isolant les oxydes métalliques, et en produisant de l'arséniate et du sulfate de chaux.

L'oxyde de cuivre libre est réduit par le sulfure et par l'arséniure de fer, avec production de sulfure et d'arséniure de cuivre ; il y a en même temps réaction entre le sulfure et l'oxyde de cuivre, ce qui donne ime certaine quantité de cuivre métallique. • L'oxyde de cuivre combiné avec l'acide sulfurique et avec l'acide arsénique est réduit plus lentement que l'oxyde libre ; sa transformation en sulfure ne peut être produite que par le sulfure de fer.

Le quartz passe en totalité à l'état de silicates.

Ces diverses actions ont lieu un peu au-dessus du rouge sombre, c'est-à-dire lorsque les matières contenues dans le creuset sont encore à l'état pAteux, et avant que le chlorure de sodium

ait pu 86 mélanger intimement avec ces matières. Lorsqu'il y a mélange à peu près intime du chlorure de sodium, ce composé produit la décomposition des sulfates, des silicates et des arséniâtes métalliques, avec formation de chlorures volatils.

D'après cela, lorsque le minerai grillé renferme une proportion suffisamment grande de sulfure de fer, tout Toxyde de cuivre est amené à l'état de sulfure avant la fusion parfaite des matières. La matte contient tout le cuivre, une partie de fer, et seulement une partie de l'arsenic du minerai grillé. La scorie ne renferme pas d'oxyde de cuivre au moment où peut commencer Faction du chlorure de sodium ; la matière en fusion abandonne, par volatilisation, seulement du chlorure de fer, qui ne donne pas à la flamme une coloration appréciable.

Au contraire, lorsque le sulfure de fer n'est pas en proportion suffisante, la scorie bien fondue, contenant le chlorure de sodium, renferme de l'oxyde ou de l'oxydule de cuivre ; l'action du chlorure de sodium sur les composés salins formés par l'oxyde donne lieu à du chlorure de cuivre^ qui colore la flamme en bleu verdàtre. L'apparition des flammes bleues, lorsqu'on découvre le fourneau, est donc une preuve de la présence du cuivre dans la scorie. On appauvrit les scories en ajoutant un mélange de soufre et de tartre: c'est-à-dire un réductif sulfurant; il se forme des sulfures de fer et de cuivre, et la scorie est bientôt appauvrie.

On ne considère pas l'essai comme manqué lorsqu'on a constaté les flammes bleues, et cependant, ces flammes démontrent qu'il y a perte de cuivre. La perte est faible, sans être tout à fait négligeable ; elle est compensée par laputeté plus grande de la matte obtenue. La matte contient notablement moins d'arsenic que si on avait poussé le grillage moins loin, ce qui aurait permis d'eflectuer la fonte sans addition de soufre et de tartre. En effet, en poussant plus loin le grillage, on expulse un peu plus d'arsenic : le minerai grillé contient presque tout l'arsenic à l'état d'arséniates ; l'acide arsénique passe en majeure partie dans la scorie pendant la première partie de la fonte, et il n'est pas sensiblement décomposé par l'addition de tartre et de soufre.

De là résulte que, pour un minerai pyriteux. contenant une proportion un peu forte de pyrite arsenicale, il y a un grand intérêt à oxyder complètement les métaux par un grillage prolongé,

tu MÉTAUX PROPREMENT DITS.

et à ajouter ensuite pendant la fusion, soit de la pyrite de fer exempte d'arsenic, soit un mélange de crëme de tartre et de soufre, en proportion suffisante pour qu'il puisse se former la quan* tité de sulfure de fer qui est nécessaire à Tappauvrissement de la scorie.

Avant de continuer les opérations sur la matte, il importe de reconnaître, à son aspect, si elle est assez riche pour donner, après grillage complet, du cuivre noir exempt de fer. D'après la longue expérience des essayeurs anglais, la matte doit contenir de 40 à SO pour 100 de cuivre (pour l'exemple que nous avons choisi d'un minerai pyriteux); elle est brillante et d'un jaune de bronze. Les mattes trop chargées de fer sont à peu près de la même couleur, mais elles n'ont pas d'éclat: elles sont ternes. On obtient une matte trop pauvre lorsque le grillage n^a pas été suffisamment prolongé ; on doit, en recommançant le grillage, pousser plus loin Toxydation.

3» Grillage La matte est pulvérisée dans un mortier de bronze; on évite de la matte. Tadhérenoo de la matière au pilon et aux parois du mortier en ajoutant un petit fragment de coke. On introduit la matte pulvé* risée dans un creuset, et on conduit le grillage à peu près comme nous l'avons dit pour la première opération. On peut élever la température un peu plus rapidement, parce que la matte a moins de tend<inoe que le minerai à l'agglomération ; on cherche à ob-* tenir l'oxydation complète des métaux, du soufre et de l'araenic, et on termine le grillage au rouge. L'opération dure environ une demi-heure ; on peut placer dix creusets dans le four.

Le coke qui a été mis dans le mortier pour la pulvérisation exerce une influence notable sur le grillage : il absorbe, en brù« laqt, une partie de l'oxygène qui vient au contact de la matte, il contribue à limiter la production des acides arsénique et sulfu* rique. Le soufre et l'arsenic sont volatilisés en grande partie à l'état d'acido sulfureux et d'acide arsénieux ; la matte grillée ne renferme qu'une faible proportion de sulfates et d'arséniates ; elle contient principalement des oxydes de fer et de cuivre.

Le grillage ne cause aucune perte de cuivre, au moins lorsqu'on a pris les soins convenables pour séparer complètement la scorie de la matte avant la pulvérisation. Au contraire, lorsqu'on soumet au grillage la matte contenant un peu de scorie, il y a perte de cuivre par volatilisation, etcette perte est indiquée par des

GUrVRB. •»

ihuBimed d*un bleu verdàtre, qui diffèrent notablement de celles qui sont produites par la combustion du soufre.

La perte est due à l'action du cblorure de sodium, que renferme la scorie, sur le sulfate et sur Tarséniate de cuivre produits par l'oxydation; il en résulte du chlorure de cuivre qui se volatilise. L'essayeur doit donc noter avec soin l'apparition des flammes bleues ; c'est là une des nombreuses observations qui lui permettent d'estimer approximativement les pertes faites pendant l'essai, et d'évaluer avec sûreté, d'après sa longue expé*rience, la valeur commerciale du minerai.

Lorsque l'oxydation est terminée, on retire le creuset du fou ; J^J^^^t

^ , , pour cuivre

ea le laisse se refroidir au contact do l'aîr; on met dans le creu- no»""set du nitre, du borax, du charbon pulvérisé, du sel desséché 6t du tartre. Ces diverses matières sont mesurées au volume -, on les prend à la cuiller dans les flacons qui les eontiennent ; on peut évaluer leurs poids ainsi qu'il suit :

nUre, eiiTifott nii qnart de la eoiller, toit. . . 4 à S grammei.

Borax, la moitié de laeaUler iO à 19

CbarboD. le bailiëme de la cailler là 2

Sel desséebé, une cuiller entière 25à50

Tarife, deai eoillera 40

On mélange les matières dans le creuset avec un couteau ; on recouvre le mélange d'une couche un peu épaisse de sel marin non desséché.

Le fourneau doit être fortement chauffé, et rempli de coke incandcscent. On place le creuset dans le ooke, en l'appuyant contre l'une des parois (on peut conduire à la fois quatre essais, comme dans la fonte pour matte) ; on met les deux briques en place ; le tirage devient immédiatement très-actif; la fusion des matières contenues dans le creuset se fait très-promptement, et presque toujours avec un boursouflement assez fort. On écarte de temps en temps Tune des briques, on met daus le creuset une petite quantité de sel, lorsque l'ébullition trop vive fait monter les matières jusqu'aux bords du creuset.

La fusion est parfaite dix minutes environ après le commencement de l'opération ; on met dans le creuset un pou de /Itut fUane^ afin do donner aux scories une plus grande fluidité ; on fût eocor» chauffer pendant quelques minutes ; on retire le creu-

set du feu, et on coule les matières dans un moule en fonte, dont les parois ont été très-légèrement graissées. Le même creuset devant servir aux opérations suivantes, on le remet au feu, afin de le porter promptement au rouge vif.

On fait tomber la scorie et le culot de cuivre du moule sur une plaque de fonte ; on plonge pendant quelques minutes le culot dans l'eau froide ; on en détache la scorie adhérente en le frappant avec un marteau. On conserve les scories qui contiennent du cuivre^ et qui doivent être fondues dans une autre opération.

Méaciions. — Il est très-intéressant de se rendre un compte exact des réactions qui ont lieu dans cette fusion rapide, et principalement de l'emploi du nitre avec des réactifs réducteurs comme le charbon et le tartre.

L'utilité du nitre est constatée par la pratique des essais, et ne peut être expliquée que d'une seule manière. Le nitre est certainement décomposé en grande partie par le charbon et par le tartre, avec production de carbonate de potasse; mais il agit en même temps comme oxydant sur les sulfures et sur les arséniures qui ont échappé à Taction de l'air pendant le grillage, il prévient ainsi la formation d'une matte dans le cas d'un grillage imparfait. Il agit également comme oxydant sur les sulfures et sur les arséniures qui prennent naissance pendant la fusion par l'action du charbon sur les sulfates et les arséniates, ce qui permet d'obtenir un cuivre noir plus pur que celui qu'on retirerait en n'employant que des fondants réducteurs.

Pour que ces actions utiles puissent avoir lieu, en présence de la décomposition du nitre par le charbon et par le tartre, il faut que le nitre soit employé en grand excès ; aussi emploie-t-on jusqu'à 5 grammes de nitre dans la fonte pour cuivre noir. Cette proportion doit varier avec la composition de la matte obtenue dans la seconde opération, et avec les soins qui ont été pris dans le grillage de cette matte, pour obtenir l'oxydation complète, pour éviter la formation, ou pour produire la décomposition par la chaleur des sulfates et des arséniates.

De plus, la présence d'une certaine proportion de nitre est utile, même dans le cas d'une matte parfaitement grillée, ne contenant que des quantités négligeables de sulfates et d' arséniates ; l'action réductrice du charbon sur l'oxyde de fer produit du fer métallique, qui ne tombe que très-lentement au fond du creuset;

il est réoxydé partiellement par le nitre. En résumé, le nitre sert à la purification du cuivre qui se réunit en culot au fond du creuset.

L'action du charbon, réducteur énergique, s'exerce en partie sur le nitre, en grande partie sur les oxydes métalliques et sur leurs composés ; il amène le peroxyde de fer à Tétat de protoxyde, et même partiellement à l'état métallique ; l'oxyde de cuivre est réduit presque complètement. Le charbon agit également sur les sulfates et sur les arséniates, mais dans des limites assez restreintes, et son action est contrebalancée, ainsi que nous venons de l'expliquer, par celle du nitre.

Le tartre se comporte comme réducteur plus lent, mais tout aussi énergique que le charbon ; son action s'exerce principalement lorsque les matières, en fusion plus ou moins pftteuse, ne tiennent plus en mélange intime le charbon qui a été mélangé avec la matte grillée. On peut admettre que la réduction des oxydes métalliques est commencée par le charbon et terminée par le tartre. Ce réactif fournit d'ailleurs, comme produit de sa décomposition, du carbonate de potasse, lequel est un fondant très-utile .

Le borax et le chlorure de sodium desséché ont pour principale action de donner une fluidité suffisante à la scorie trèschargée d'oxyde de fer.

Le chlorure alcalin occasionne une perte assez faible de cuivre; les sulfates et les arséniates métalliques sont en grande partie décomposés par le carbonate de potasse provenant du tartre; cependant les matières en fusion contiennent encore un peu de sulfates et d' arséniates métalliques au moment où la température devient assez élevée pour qu'il y ait double décomposition entre ces sels et le chlorure de sodium ; il doit y avoir volatilisation de chlorure de fer et de chlorure de cuivre.

Il faut observer que les arséniates métalliques résistent bien mieux que les sulfates aux actions du charbon et du carbonate alcalin; c'est donc principalement sur les arséniates que s'exerce l'action du chlorure de sodium. La perte de cuivre par volatilisation est donc d'autant plus grande que la matte contient plus d'arsenic. Cette perte ne doit cependant pas être considérée conmie étant à peu près proportionnelle à la quantité de pyrite arsenicale que renferme le minerai proposé, puisqu'elle dépend en partie de la conduite de diverses opérations.

ns MÉTAUX PROPREMENT DITS.

On peut seulement admettre que dans lee eaiais de deux mi^ nerais pyriteux, qui contiennent des proportions différentes de pyrite arsenicale, la perte sera plus forte dans Tessai du minerai qui renferme le plus d'arsenic.

Bien que la scorie obtenue dans cette opération doive être re~ fondue, on cherche à laisser le moins possible de cuivre dans cette scorie ; les fondants mélangés avec la matte grillée doivent avoir une grande énergie réductrice^ malgré la présence du nitre. On ne parvient à éviter la réduction à F état métallique d'un« notable quantité d'oxyde de fer qu'à la condition expresse que la matte ne contienne pas trop de fer. C'est pour ce motif qu'on s'astreint à obtenir, dans la seconde opération (fonte pour matte du minerai grillé), une matte dont la teneur en cuivre dépasee 40 pour 100, et qui ne contienne pas plus de 18 à ftO pour 100 de fer.

Lorsque l'essai a été bien conduit, le cuivre noir, donné par ia quatrième opération, contient seulement quelques centièmes de fer, de soufre et d'arsenic.

50 Puriflca- ^^ purification du cuivre noir est faite en deux opérations : "**** noir"*^" dans la première, on fait agir seulement un flux faiblement ojtydant à la surface du métal en fusion ; dans la seconde, on tn% intervenir l'action oxydante de l'air.

Première opération. — Le creuset qui a servi à la fonte pour cuivre noir étant porté au rouge vif, on y projette le culot de cuivre noir avec 2S grammes environ de flux blanc, et avec 60 grammes de chlorure de sodium desséché ; on ferme le four par les deux briques ; les matières entrent promptement en fusion, on ne laisse le creuset dans le fourneau que pendant cinq ou six minutes.

On retire le creuset, et on coule les matières dans une lingo-* tière, en cherchant à séparer le culot métallique des dernières scories» qui sont un peu pâteuses.

On plonge pendant quelques instants le culot dans l'eau froide) on en détache ensuite les scories adhérentes, en le frappant doucement sur la tranche avec un marteau. Les scories doivent être réunies à celles qui ont été données par la fonte pour cuivre noir.

On essaye au marteau la maUéabilité du culot de cuivre ; lorsque le métal parait trop impur, on recommence la fusion avec les mêmes flux.

Seconde opération. — Le creuset est préalablement ehauHé au rouge vif; on y introduit le culot de cuivre, qui entre promptement en fusion, et s'oxyde au contact de l'air. On laisse l'oxyda* tioD progresser pendant quelques minutes seulement, jusqu'au moment où le bouton métallique devient terne au centre, les bords conservant encore de l'éclat.

On verse alors dans le creuset un mélange de <3 grammes de flux blanc, et do 30 grammes environ de chlorure de sodium des-^ séché. On active le tirage en fermant en partie l'orifice du fourneau ; au bout de cinq à six minutes, on retire le creuset et on fait la coulée.

On nettoie le culot de cuivre en le frappant avec un marteau ; on réunit les scories aux précédentes. On essaye au marteau la malléabilité du culot de cuivre; elle est ordinairement assez grande pour qu'on puisse admettre que le culot est du cuivre pur ; dans le cas contraire, il faut encore une fois répéter la seconde partie de la purification.

Réactions. — Les actions chimiques sont un peu différentes dans les deux opérations.

Dans la première, la fusion du métal se fait à l'abri du contact de l'air ; les composés formés par le soufre et l'arsenic avec les métaux se portent en partie à la surface du cuivre et sont oxydés par le flux blanc ; il se forme des sulfates et des arséniates qui sont décomposés presque de suite par le carbonate alcalin et par le chlorure de sodium. L'action du chlorure s'exerce principalement sur les arséniates qui ne sont pas entièrement décomposés par le carbonate de potasse ; l'action du chlorure sur les sulfates métalliques est à peu près nulle en présence du carbonate de potasse. L'action purifiante est nécessairement peu énergique, puisque la fusion n'est prolongée que peadant un petit nombre de minutes. L'opération donne lieu à une perte de cuivre par volatilisation du chlorure ; la perte est plus forte lorsque le cuivre noir contient plus d'arsenic, car la formation des chlorures métalliques résulte principalement de la production des arséniates, et de leur décomposition par le chlorure de sodium.

Dans la seconde opération, le cuivre est fondu au contact de l'air; il se produit de Toxydule de cuivre, qui se dissout dans le métal en fusion et détermine l'oxydation du soufre, du fer, de J'arsenic. Les composés oxydés, ainsi produits dans l'intérieur

de la masse métallique, viennent à la surface et la recouvrent vers le centre d'une pellicule terne et brune. C'est à ce moment que les flux sont ajoutés ; à l'oxydation par l'oxygène de l'air succèdent alors les réactions que nous avons exposées pour la première partie de la purification.

Il est essentiel de ne pas prolonger l'action oxydante de l'air ; elle donnerait lieu à de l'oxydule de cuivre, qui resterait en partie dans le culot et qui passerait en partie dans la scorie ; le poids du culot serait alors trop faible. Si, au contraire, l'oxydation n'est pas suffisamment prolongée, le culot n'est pas entièrement purifié ; il faut le soumettre à une nouvelle oxydation, qui fait perdre du cuivre.

Nous ferons encore observer que, dans la fusion rapide avec le flux blanc et avec le chlorure de sodium, il se forme du chlorure de cuivre, principalement lorsque le métal qu'on cherche à purifier contient de l'arsenic.

^ „ On réunit les scories contenant du cuivre obtenues dans la fonte

des fcories. pour cuivre noir et dans la purification ; on les introduit dans le creuset qui a servi aux dernières opérations, et qu'on a laissé se refroidir; on ajoute environ 25 grammes de tartre; on enfonce le creuset dans le coke en ignition ; on ferme le fourpeau par les deux briques. La fusion a lieu très-rapidement, et toutes les réactions sont terminées en un quart d'heure. On retire le creuset du feu; on coule les matières dans une lingotière en fonte.

On obtient une scorie bien fondue, pauvre en cuivre, et une grenaille de cuivre. On essaye la grenaille au marteau : si le cuivre est malléable, on le considère comme suffisamment pur; dans le cas contraire, on procède à sa purification, en opérant comme sur le culot principal. Le cuivre qui passe dans les scories est alors perdu.

On pèse ensemble le culot principal et la grenaille de cuivre pur retirée des scories, et on calcule, d'après le poids, la teneur {a pour iOO) du minerai.

Réactions, — Les scories contiennent des oxydes de cuivre et de fer, et des sels alcalins, principalement carbonates, borates, chlorures, et une proportion variable de sulfates et d'arséniates alcalins ; on les fond avec du tartre, qui agit comme réductif assez énergique.

L'oxyde de cuivre est presque entièrement réduit ; il y a cer*

tainement aussi rédaction partielle de Foxyde de fer; mais il y a peu d'affinité entre les deux métaux, et le fer métallique reste disséminé dans la scorie.

L'action réductrice du tartre sur les sulfates et sur les arséniates alcalins est faible ; cependant, lorsque ces composés existent dans la scorie en proportion un peu notable, il se forme une certaine quantité de sulfures et d'arséniures ; la grenaille de cuivre contient alors un peu de soufire, d'arsenic et de fer. La proportion des sulfates dans les scories est très-faible lorsfjue les opérations ont été bien conduites ; il est donc très-raro que la grenaille de cuivre contienne du soufre ; au contraire, les scories contiennent des arséniates toutes les fois que le minerai soumis à Fessai renferme une quantité un pen grande de pyrite arsenicale.

La grenaille retirée des scories contenant un peu d'arsenic et de fer, il devient nécessaire de la purifier, ce qui fait perdre one petite quantité de cuivre.

Observation. — D'après les explications précédentes. Fessai d'un minerai pur, ne contenant que des traces de pyrite arsenicale, donne un poids de cuivre (culot principal et grenaille) qui se rapproche beaucoup de la teneur réelle du minerai. Lorsque le minerai contient de la pyrite arsenicale, on perd un peu de enivre dans la fonte pour cuivre noir, dans la purification, dans le traitement des scories ; le poids de cuivre obtenu est trop faible, et, en général, la perte de cuivre est d'autant plus forte que le minerai renferme plus de p]rrite arsenicale.

Dans tous les cas, la perte de cuivre, faible ou notable suivant la pureté du minerai, est à peu près indépendante de la teneur en cuivre, en sorte que cette perte, ou bien la différence entre le cuivre obtenu et le cuivre réellement contenu est une fraction de la teneur beaucoup plus grande pour un minerai pauvre que pour un minerai riche.

La présence de F arsenic est indiquée à F essayeur par la difficulté que présente la purification du cuivre. De plus, la perte de cuivre faite dans les diverses opérations, variable dans certaines limites avec la proportion de Farsenic, permet do tenir compte de Finfluence très-f&cheuse que la pyrite arsenicale exerce dans le traitement métallurgique; Les essayeurs, qui fixent d'après les essais la valeur commerciale des minerais pour les usines, doivent avoir une bien grande habileté pratique pour évaluer

24^ AiÉTAUX PROPREMENT DITS.

sûrement l'étendae de la perte à Teuai et les difficultés que 1' senic apportera au traitement.

Mimerais contenant de la blende. — Les minerai» pyriteux et blendeux sont encore plus difficiles à traiter que les minerais renfermant un peu de pjrrite arsenicale. Nous citerons deux exemples de l'essai de ces minerais* Premier Considérons en premier lieu un minerai pyriteux à gangue de eiempie. quartz, ne contenant pas de pyrite arsenicale, renfermant une assez forte proportion de blonde. L'examen minéralogique du minerai fait, en général, reconnaître très--facilement la présence de la blende. Du reste, lorsque par inattention on cherche à conduire l'essai d'un minerai blendeux comme celui d'un minerai pyriteux, on est arrêté dès la seconde opération; la matte contient une forte proportion de sulfure de zinc et n'acquiert pas la fluidité suffisante pour se séparer nettement de la scorie ; il faut recommencer les opérations.

On doit chercher, pour l'essai d'un pareil minerai, à faire pas* ser autant que possible le zinc dans la scorie, au double point de vue de la fluidité de la matte et de la facilité de produire daaa les opérations ultérieures l'expulsion du zinc qui a passé dans la matte. A la suite d'une longue expérience, on a adopté les pré* cautions suivantes dans les six opérations successives de l'essai :

Première opération* — Grillage. — On pousse aussi loin que possible le grillage du minerai, afin d'obtenir l'oxydation complète du sulfure de zinc ; le minerai grillé renf eime très-peu de sulfures non oxydés : il contient beaucoup de sulfates de cuivre et de zinc.

Seconde opération. — Fonte pour matte. — On fond le minerai grillé avec les flux ordinaires ; borax, spath-fluor, chaux éteinte en poudre, en recouvrant les matières d'une couche de sel marin non desséché. On ajoute ensuite, à deux ou trois reprises, lorsque la fusion est devenue tranquille, un mélange de soufre et de tartre. On obtient ainsi une scorie pauvre, retenant une grande partie de l'oxyde de zinc, et une matte riche en cuivre, relativement peu chargée de sulfure de zinc.

Les réactions qui conduisent à ces résultats sont relativement assez simples. Dans la première période de la fusion, c'est-à-dire avant l'addition du flux réducteur et sulfurant, les sulfates sont

CUIVRE. Ui

presque entièrement décomposés par la cbaux ; les sulfares agissent sur les oxydes ; il se produit une très-petite quantité de matte; la majeure partie des oxydes passe dans la scorie. Le ohlorure de sodium, qui se mélange intimement avec les matières seulement vers la fin de la fusion, n'exerce qu'une action très-faible, car les sulfates métalliques sont déjà presque complètement décomposés par la chaux ; il ne se produit par conséquent qu'une proportion presque négligeable de chlorure de enivre : la perte de métal pendant la fusion est très-faible.

Dans la seconde période de l'opération, le soufre qui est ajouté à diverses reprises, mélangé avec du tartre, est volatilisé pour la plus grande partie ; il ne peut exercer qu'une action sulfurante assez faible, tandis que le tartre agit assez énergiquement comme réductif, et ramène à l'état métallique une partie des oxydes de cuivre, de zino et de fer. Le soufre doit se trouver, dans le mélange de tartre et de soufre, en proportion suffisante pour faire passer à l'état de sulfures les métaux qui sont réduits par le tartre. L'appauvrissement de la scorie est ensuite rendu promp* tement complet par les actions que les sulfures de zinc et de fer exercent sur l'oxyde de cuivre.

li est donc possible d'obtenir une scorie très-pauvre en cuivre, retenant encore la majeure partie des oxydes de fer et de zinc, et par conséquent une matte assez riche en cuivre, ne retenant pas une forte proportion de sulfures de fer et de zinc.

Les réactions sont délicates, et il faut que les essayeurs aient une bien grande habileté pour produire ainsi l'appauvrissement définitif de la scorie par les réactions des sulfures de fer et de zinc sur l'oxvde de cuivre.

Troisième opération. — Grillage de la matte. — La matte est grillée aussi complètement que possible, à une température progressivement élevée jusqu'au rouge ; les sulfates des oxydes métalliques, qui se forment dans le commencement de l'opération, sont décomposés seulement en partie vers la fin du grillage ; la matte grillée contient une certaine quantité de sulfates de fer et de cuivre, et une proportion plus forte de sulfate de zinc.

Quatrième opération. — Fonte pour cuivre noir. — La matte grillée est fondue rapidement avec les mêmes réactifs qui servent pour les minerais pyriteux ne renfermant pas de blende : l'opération est conduite de In même manière. Les oxydes niétalliqtics

sont réduits presque complètement par le charbon et par le tartre ; une partie du fer et du zinc sont réoxydés par le nitre ; il en est de même des sulfures qui se produisent dans le cours de la fusion par l'action du charbon et du tartre. Le cuivre noir obtenu ne renferme que trës-peu de soufre, de fer et de zinc. La scorie est un peu riche en cuivre; elle contient la majeure partie des oxydes de fer et de zinc de la matte grillée.

Les sulfates métalliques étant réduits par le charbon et par le tartre, ou décomposés par les carbonates alcalins, il ne peut se produire que très-peu de chlorures métalliques; ta perle de cuivre par volatilisation du chlorure n^est pas très-grande : elle est certainement moindre que celle qui a lieu dans la fonte pour cuivre noir, dans l'essai d'un minerai pyriteux contenant de la pyrite arsenicale.

La matte grillée contient des sulfates, principalement du sul* fate de zinc ; il est presque impossible de conduire la fusion de telle manière que l'action oxydante du nitre contrebalance à peu près exactement la formation des sulfures provenant de la réduction des sulfates. Les essayeurs anglais cherchent' à obtenir du cuivre noir assez pur, ce qui a comme conséquence inévitable la richesse en cuivre de la scorie : ils obtiennent par conséquent un culot de cuivre noir, d'un poids faible comparativement à celui que donnerait l'essai d'un minerai pyriteux de même teneur, ne renfermant pas de blende .

Cinquième opération. — Purification. — La purification du cuivre noir est faite en deux périodes : dans la première, on fond rapidement le cuivre avec un mélange de flux blanc et de sel desséché ; dans la seconde, on fond le culot de cuivre au contact de Tair, et on ajoute le flux blanc et le sel desséché, lorsque le culot de cuivre est terne au centre et brillant sur les bords .

Les réactions sont simples :

Dans la première période , les corps étrangers , soufre, zinc et fer, qui viennent en partie seulement à la surface du cuivre, sont oxydés par le flux blanc, en même temps qu'une certaine quantité de cuivre;

Dans la seconde période, l'oxydation des corps étrangers est produite par l'oxydule de cuivre, qui se dissout dans le métal en fusion ; les oxydes sont absorbés par la scorie.

Il ne se peut produire, dans ces deux périodes, que très-peu

de sulfate de cuivre, et par conséquent la perte de cuivre par volatilisation du chlorure est elle-même très*faible. Les scories sont un peu riches en cuivre ; elles contiennent des oxydes de zinc et de fer.

Sixième opération, — Traitement des scories. — On fond avec du tartre les scories qui renferment du cuivre ; on obtient une grenaille de cuivre noir et des scories pauvres, ou bien une grenaille de cuivre à peu près pur et des scories assez riches. Le résultat est le même dans les deux cas ; il faut, en effet, sou* mettre la grenaille de cuivre noir à la purification, ce qui fait perdre autant de cuivre que si on avait obtenu d* abord du cuivre à peu près pur.

La difficulté du traitement des scories provient principalement de la forte proportion de sulfates que contiennent les scories de la fonte pour cuivre noir. Si, dans la fusion, on emploie le tartre en quantité suffisante pour que l'oxyde de cuivre soit presque entièrement réduit, les sulfates sont partiellement décomposés. Il se forme des sulfures métalliques qui se réunissent à la grenaille : on obtient donc du cuivre noir, contenant du soufre, du fer, du zinc ; il faut le purifier. On n'évite la décomposition des sulfates qu en modérant l'action réductrice; dans ce cas, la réduction de l'oxyde de cuivre n'est pas complète.

Ainsi, dans l'essai d'un minerai blendeux, les opérations doivent être conduites avec quelques précautions spéciales, mais ne présentent pas de très-grandes difficultés ; la perte de cuivre par volatilisation est assez faible ; on n'obtient du cuivre pur qu'en laissant une certaine quantité d'oxyde de cuivre dans les scories. La perte de cuivre qui en résulte est fort appréciable, et c'est principalement par cette perte qu'on peut tenir compte, dans l'essai^ des difficultés qu'un minerai blendeux apporte dans le traitement métallurgique.

Considérons un minerai pyriteux contenant de la blende et de Second la pyrite arsenicale. Les opérations doivent être conduites à très-peu près comme nous venons de l'exposer pour un minerai blendeux ; mais le résultat n'est pas le même : la perte de cuivre est beaucoup plus grande, et l'essayeur a beaucoup plus de peine à obtenir du cuivre malléable.

1"* Grillage. — On grille le minerai aussi complètement que possible ; il se produit une forte proportion de sulfates et d'ar-

exerople.

14ê MÉTAUX PROPREMENT DITS.

séniates métalliques ; le minerai grillé ne contient que très-pen de sulfures et d*arséniures.

2* Fonte pour moite. — On fond la matte grillée avec les flux> borax, spath-fluor, chaux éteinte; on recouvre le mélange d'une couche de sel non desséché ; on ajoute ensuite à plusieurs reprises du tartre et du soufre, tant qu'on aperçoit des flammes bleues se dégager des matières en fusion.

On obtient une scorie pauvre et une matte riche, tenant une proportion assez forte de soufre, de fer, de zinc et d'arsenic. Etudions, comme nous l'avons fait précédemment, les principales réactions qui ont lieu dans les deux périodes de l'opération .

Dans la première, les sulfures et les arséniures étant en quantité très-faible, il ne peut se séparer que très-peu de matte ; la majeure partie des oxydes passe dans la scorie ; il est important de préciser à quel état se trouvent ces oxydes. La matte grillée renferme des sulfates et des arséniates ; les sulfates sont presque complètement décomposés par la chaux ; les arséniates ne sont décomposés que très-incomplétement. Les oxydes métalliques dissous dans la scorie doivent donc se trouver en partie à l'état d'arséniates et en très-faible proportion à l'état de sulfates.

A mesure que le chlorure de sodium qui est employé à la surface des matières se mélange avec la scorie, il se produit par double décomposition des chlorures métalliques qui se volatilisent. La perte de cuivre par volatilisation du chlorure de cuivre est plus grande que dans Tessai d'un minerai arsenical, mais non biendeux, car on a été obligé, à cause de la blende, de pousser bien plus loin le grillage du minerai et de former une proportion plus forte de sulfates et d'arséniates métalUques.

Dans la seconde période^ l'action réductrice et sulfurante du tartre et du soufre fait passer une partie des oxydes à l'état de sulfures, mais elle produit également la décomposition partielle des sulfates et des arséniates ; l'appauvrissement de la scorie est toujours achevé par les réactions des sulfures de fer et de zinc sur l'oxyde de cuivre^ en sorte qu'oii parvient à obtenir une matte assez riche et une scorie assez pauvre pour être jetée.

La matte renferme nécessairement une assez forte proportion de fer, de zinc, d'arsenic et de soufre ; elle peut même contenir plus d'arsenic que la matte obtenue dans l'essai d'un minerai

analogue renfermant autant de pyrite arsenicale^ maia ne contenant pas de blende.

La nécessité de iaire agir le flux réducteur et sulfurant à plusieurs reprises est une cause de perte du cuivre par volatilisalion. En effet, tant qu'il reste de l'arséniato de cuivre dans la seorie, l'action du chlorure de sodium donne du chlorure de cuivre qui se volatilise.

3"* Grillage de la matte. — On grille la matte aussi complète-^ ment que possible ; on termine le grillage à une température assez élevée pour décomposer autant que possible les sulfates, mais le sulfate de zinc résiste en grande partie à l'action de la chaleur ; la matte grillée contient des arséniates et des sulfates, en proportion notablement plus forte que celle dans laquelle ces composés se trouvent dans la matto grillée provenant d'un minerai non blendeux.

V Fonte pour cuivre noir. — Cette opération est conduite, comme nous l'avons indiqué pour les exemples précédents. Elle donne du cuivre noir très-impur, contenant du soufre, de l'arsenic, du fer et du zinc, et une scorie assez riche en cuivre, renfermant elle-même de l'acide arsénique et de l'oxyde de zinc.

L'impureté du cuivre noir est une conséquence nécessaire de la composition de la matte grillée. L'action du charbon et du tartre ne peut être que partiellement compensée par celle du nitre, puisqu'il faut que l'oxyde de cuivre soit presque entièrement amené à l'état métallique ; il y a décomposition partielle des arséniates et des sulfates, et réduction d'une partie des oxydes de fer et de zinc. Le cuivre noir doit donc contenir du soufre, du fer, du zinc, de l'arsenic. On ne pourrait l'obtenir plus pur qu'en diminuant l'énergie réductrice du flux, et par conséquent en lussant plus de cuivre dans la scorie.

. L'action du chlorure de sodium peudaut la fusion n'est pas tout à fait négligeable ; la matte grillée contient de l'arséniate de cuivre et du sulfate de cuivre, sur lesquels le chlorure de sodium agit on partie par double décomposition ; il se forme un peu de chlorure de cuivre, qui se volatilise.

5' Purification. — Le cuivre noir est trop impur pour que la purification puisse être faite en deux opérations. On fond une première fois le cuivre avec du flux blanc et avec du sel desséché. Le bouton métallique est ensuite fondu au contact de l'air;

on verse sur le métal les flux ordinaires, flux blanc et sel desséché. Le nouveau bouton métallique est traité, au moins encore une fois, de la même manière. Il faut souvent faire plus de quatre fusions pour obtenir du cuivre suffisamment malléable.

Les difficultés que présente la purification proviennent à peu près exclusivement de la forte proportion d'arsenic que renferme le cuivre noir, car le soufre, le fer et le zinc sont oxydés en totalité dès la seconde opération partielle.

L'arsenic n'étant pas beaucoup plus facilement oxydable que le cuivre, chacune des fusions ne fait passer qu'une partie de Tarsenic dans les scories. Dans chacune des opérations il se forme une certaine quantité d'oxydulc de cuivre qui passe dans les scories ; il se produit également de l'arséniate de cuivre, sur lequel le chlorure de sodium agit par double décomposition. Il y a donc perte de cuivre par volatilisation de chlorure de cuivre, et en même temps scorification d'une proportion assez grande de cuivre. Les scories contiennent^ à l'état d'arséniates alcalins, la totalité de l'arsenic du cuivre noir.

6* Traitement des scories. — Les scories de la fonte pour cuivre noir et les scories obtenues dans la purification sont assez riches en cuivre ; elles contiennent de Toxyde de zinc, de l'acide sulfurique et de l'acide arsénique. On les fond avec du tartre, ce qui donne une grenaille de ctàvre noir et des scories tenant encore une certaine proportion d'oxydule de cuivre.

On ne doit pas chercher à rendre l'action réductrice du tartre assez énergique pour produire l'appauvrissement complet des scories, parce que les sulfates et les arséniates seraient décomposés presque en totalité, et que les oxydes de zinc et de fer seraient réduits en grande partie ; la grenaille obtenue serait chargée d'une proportion très-grande de soufre, d'ai*senic, de fer et de zinc ; il serait impossible de la purifier convenablement.

Il faut, au contraire, régler cette action réductrice de telle manière que, la majeure partie du cuivre étant amenée à l'état métallique, les sulfates, les arséniates, et les oxydes de fer et de zinc restent à peu près en totalité non décomposés. Il en résulte une perte appréciable de cuivre, mais la grenaille obtenue peut être soumise à la purification et donner ensuite du cuivre suffisamment pur.

La purification de la grenaille fait encore perdre une quantité

CUIVRE. i49

notable de cuivre ; une partie passe dans les scories qui sont jetées, une autre partie se volatilise à l'état de chlorure. On est donc bien loin de retirer des scories la totalité du cuivre qu'elles renferment.

Les pertes faites par Tessai sont donc très-grandes ; le poids du culot principal et de la grenaille donne pour le minerai une teneur beaucoup trop faible. Cette faiblesse de la teneur à 1* essai est bien en rapport avec les difficultés qu'on éprouve à traiter, dans les usines, les minerais qui renferment de la blende et de la pyrite arsenicale.

Du reste^ l'essayeur doit se diriger, dans l'évaluation de la valeur du cuivre contenu dans le minerai, d'après les difficultés que lui présente la purification du cuivre noir. Ce n'est que par suite d'une très-longue habitude des essais qu'il peut se rendre un compte exact de ces difficultés et dos pertes de cuivre faites dans les opérations, et fixer avec certitude la valeur commerciale du minerai d'après le rendement à l'essai.

MnVEHAlS PTRITEUX COMTKNANT DE l'oXTDK d'ÉTAIN. — Ou CXploitO

dans le ComouaiUes des minerais pyriteux qui renferment un peu de blende et d'oxyde d'étain ; on reconnaît aisément la présence de la blende, mais il n'est pas toujours possible de constater l'oxyde d'étain par l'examen miner alogique.

On procède à l'essai de ces minerais en suivant la marche que nous avons indiquée pour les minerais pyriteux, ou celle que nous avons tracée pour les minerais blendoux, suivant la proportion de blende qu'ils paraissent contenir.

Dans le premier cas, pour un minerai ne contenant pas de blende, l'étain passe en totalité dans la matte, et ensuite pour la plus grande partie dans le cuivre noir : il n'est oxydé que partiellement par les opérations ordinaires de la purification ; on reconnaît facilement sa présence dans le culot de cuivre à la dureté du métal et au son qu'il rend sous le choc du marteau. On est obligé de refondre plusieurs fois le culot au contact de l'air, avec addition ultérieure de flux blanc et de sel, jusqu'à ce qu'on arrive à un culot à peu près malléable. La purification du cuivre noir fait perdre une forte proportion du cuivre. Les scories contenant à peu près la totalité de l'oxyde d'étain, la grenaille de cuivre qu'on obtient en fondant les scories avec

9fiû MÉTAUX PROPREMENT DITS.

du tartre, est noiabloment stannifëre ) il faut la purifier, et par conséquent perdre encore une proportion appréciable de cuivre.

Dans le second cas , les scories de la fonte pour matte retiennent une partie de l'oxyde d'étain, et sont assez riches en cuivre ; mais une fraction assez grande de Vétain passe dans la mattc. Le cuivre noir contient encore de Tétain ; on n'arrive à un culot malléable qu'en répétant à plusieurs reprises la seconde partie de la purification* La grenaille donnée par la réduction des scories doit également passer à la purification.

Lorsqu'on peut constater la présence de l'oxyde d'étain dans un minerai non blendeux, on doit toujours chercher à faire passer le plus possible de l'oxyde d'étain dans les scories de la fonte pour matte ; il faut, par conséquent, commencer par griller le minerai presque complètement, et ajouter, vers la fin de la fonte pour matte, le mélange réducteur et sulfurant de tartre et de soufre; on obtient une scorie un peu riche en cuivre, et une matte riche, contenant encore de l'étain^

Cette modification à la conduite ordinaire de Tessai des minerais pyriteux ne sépare qu'une partie de l'étain, et n'a pas d'autre résultat que de diminuer un peu les difficultés de l'affinage du cuivre noir. La perte de cuivre est toujours très-appréciable ; la teneur du minerai indiquée par l'essai est trop faible.

Pour ce cas encore, nous ferons observer que la perte de cuivre, ou la faiblesse de la teneur donnée par l'essai, correspond très-heureusement aux difficultés que les minerais stannifères apportent dans le traitement métallurgique.

CuivRB enis. — BouRNONrrE. — On suit encore la même série d'opérations pour l'essai des minerais complexes, tels que les cuivres gris^ les bournonites, les minerais pyriteux contenant beaucoup de pyrite arsenicale, etc. ; mais on n'arrive que trèsdifficilement à obtenir un culot de cuivre à peu près pur, et la perte de cuivie est très-forte. Nous décrirons les opérations en prenant pour exemple un cuivre gris antimonial.

i^ Grillage. — On pousse aussi loin que possible l'oxydation du minerai, en plaçant le creuset dans une position telle que l'air extérieur n'arrive que difficilement au contact du minerai.* On produit ainsi l'oxydation à peu près complète en présence d'une

CUIVRE. va

quantité d'air trëa-limitée : c'est la coadition la plus favorable à la formation de Facide aulfareux, de l'acide araénieux et de l'oxyde d'antimoine.

Le minerai grillé contient cependant une forte proportion d'arséniates et d'antimoniates : il ne renferme que très-peu de sulfates; il ne reste dans le minerai grillé qu'une trace de combinaisons non oxydées, formées par le soufre, par l'arsenic, et par l'antimoine.

2* Fonte pour matte. — On ajoute au minerai grillé : de iS à 16 grammes de soufre; de IS à 16 grammes de tartre ; et de plus les fondants ordinaires, borax, spath fluor, chaux éteinte en poudre : on recouvre le mélange d'une couche de sel marin non desséché. On conduit la fusion comme pour les minerais pyriteux, imparfaitement grillés. Lorsque les matières sont en fusion parfaite, on observe si des flammes bleues sortent du creuset; dans ce cas, on ajoute encore une certaine quantité du mélange de soufre et de tartre.

On obtient une matte riche en cuivre, tenant au moins 60 pour 100, renfermant peu de soufre , et contenant on assez forte proportion de l'arsenic, de l'antimoine et du fer.

La scorie est un peu riche en cuivré, et cependant elle doit être jetée, car elle contient beaucoup d'arséniates et d'antimoniates. C'est là une première cause de perte de cuivre.

Le soufre et le tartre agissent pendant les premiers moments de Topération pour réduire une partie des oxydes et pour former des sulfures métalliques : ils agissent plus facilement sur les oxydes libres que sur les composés formés par les acides sulfurique, arsénique, antimonique.

Cependant, il est nécessaire que leur action sur ces composés soit assez forte pour amener une partie du cuivre à l'état de sulfure ; de cette action résulte nécessairement la présence de l'arsenic et de l'antimoine dans la matte. D'un autre côté, la matte serait trop impure pour passer aux opérations suivantes , si l'action réductrice et sulfurante était trop énergique : on ne doit pas chercher à obtenir Tappauvrissement complet de la scorie.

A ces premières réactions se superposent ou succèdent les actions que nous avons indiquées en décrivant l'essai des minerais pyriteux, et notamment la décomposition presque complète des sulfates , la décomposition partielle des arséniates et des

25* MÉTAUX PROPREBIENT DITS.

antimoniates par la chaux ; les doubles décompositions entre le chlorure de sodium et les arséniates et antimoniates métalliques.

De ces dernières réactions résulte encore une perte trèsnotable de cuivre par la volatilisation du chlorure. On cherche à limiter cette perte en ajoutant, à la fin de la fusion, du tartre et du soufre, lorsque les flammes bleues intenses indiquent que la scorie est encore très-riche en cuivre. On ne peut utiliser ce moyen d'appauvrissement de la scorie autant qu'on le fait pour les minerais pyriteux : chaque addition du flux réducteur et sul* furant fait passer dans la matte une certaine quantité d'arsenic et d'antimoine.

Les résultats définitifs sont donc : une matte riche, chargée d'arsenic et d'antimoine; une scorie riche, qu'il faut jeter; une volatilisation très-notable de chlorure de cuivre.

3° Grillage de la matte. — Le grillage est fait comme celui du minerai, avec la seule différence qu'il est tenniné à une température assez élevée pour produire la décomposition des sulfates. Le grillage n'expulse par volatilisation qu'une trës-faible partie de l'arsenic et de l'antimoine ; la matte grillée contient une assez forte proportion d' arséniates et d'antimoniates, et une très-petite qu<intité de sulfates.

k/" Fonte pour cuivre noir, — On conduit la fonte de la même manière que lorsqu'il s'agit d'un minerai pyriteux. Le nitre que renferment les matières contenues dans le creuset ne préserve que très-imparfaitement les arséniates et les antimoniates de l'action réductrice du charbon et du tartre : le cuivre noir obtenu est très-impur : il ne contient presque pas de soufre ; il ne renferme que très-peu de fer, mais il contient une assez forte proportion d'arsenic et d* antimoine.

L'action du sel marin sur les arséniates et sur les antimoniates métalliques occasionne une perte assez notable de cuivre par volatilisation du chlorure.

La scorie, un peu riche en cuivre, contient encore des arséniates et des antimoniates alcalins.

8° Purification. — La purification du cuivre noir arsenical et antimonial est des plus pénibles : il faut répéter plusieurs fois la fusion au contact de l'air, et l'action du flux oxydant, mélange de

GUIVRB. 38S

flux blanc et de sel marin, avant d'obtenir un culot de cuivre à peu près malléable.

Dans chacune des opérations, il y a perte notable de cuivre, d'abord par l'oxyde qui passe dans la scorie, ensuite par la formation des arséniates et des antimoniates, qui sont décomposés par le chlorure de sodium avec production de chlorure de cuivre.

&" Fonte des scories, — Les scories sont fondues avec du tartre ; la fusion donne une grenaille qui contient de T arsenic et de l'antimoine, et qu'il faut soumettre à la purification.

On perd nécessairement du cuivre dans le traitement des scories : en effet, on ne peut obtenir la réduction à peu près corn-* plète de l'oxyde de cuivre qu'elles contiennent, sans réduire en même temps une grande partie des arséniates et des antimoniates ; et la grenaille est aussi chargée d'arsenic et d'antimoine que le culot de cuivre noir.

Ainsi donc l'essai est pénible, et la perte de cuivre est bien plus grande que dans le cas d'un minerai pjnriteux de même teneur : la faiblesse du rendement à l'essai est bien d'accord avec les difficultés qu'on éprouve à passer les cuivres gris dans le traitement métallurgique.

Il nous parait inutile de considérer d'autres exemples de minerais plus ou moins impurs : les explications que nous venons de donner suffisent pour mettre en évidence les avantages du procédé d'essai adopté en Angleterre. Les essayeurs peuvent très -facilement se rendre compte, grâce à une trèfr-longue pratique, des facilités et des difficultés que les divers minerais offriront pour le traitement dans les usines. Le rendement à l'essai est plus faible pour les minerais qui contiennent des corps nuisibles ; l'écart entre ce rendement et la teneur réelle des minerais augmente à mesure que ces minerais sont plus impurs et plus pauvres.

Nous terminerons ce qui est relatif aux essais par le procédé anglais, par quelques observations sur les essais des minerais oxydés, ne renfermant pas d'arsenic et d'antimoine.

MiNjBRAis OXYDÉS. — L'ossai des minerais oxydés comprend seulement cinq opérations : la fonte pour motte ; le grillage de la motte ; la forUe pour cuivre noir ; Xh purification du cuivre noir ; le traitement des scories.

2Si MÉTAUX PROPREMENT DITS.

V Fonte pour matfe. — On opère toujours sur le même poidi de minerai, sur 25*,90. On le fond au creuset de terre après l'avoir mélangé avec les fondants nécessaires à la scorification des gangues terreuses, et avec un flux réducteur et sulfurant : on recouvre le mélange d'un peu de sel non desséché. On cherche à obtenir une matte riche contenant la totalité du cuivre du minerai, et une scorie assee pauvre pour qu'on puisse la jeter.

On emploie comme fondants des gangues le borax, le spath fluor, la chaux éteinte en poudre : Tessayeur doit faire varier la proportion de ces réactifs suivant la nature des gangues du minerai * on ne peut tracer à cet égard aucune règle générale. Le mélange des trois réactifs, dans les proportions que noua avons indiquées pour les minerais pyriteux grillés, se rapporte seulement aux minerais oxydés à gangue quartzeuse.

Le flux réducteur et sulfurant est toujours le mélange de tartre et de fleur de soufre : il peut être employé en proportion faible pour les minerais qui ne contiennent que très-peu d'oxyde de fer : il faut en mélanger une proportion bien plus grande avec les minerais très-ferrugineux. Pour ces derniers, en effet, on ne peut obtenir la réduction totale de l'oxyde de cuivre qu'en faisant passer la majeure partie de l'oxyde de fer à l'état de sulfure.

La matte obtenue est du sulfure de cuivre à peu près pur, sa teneur est très-élevée, de 78 à 80 pour 100, lorsque le minerai proposé contient peu d'oxyde de fer. La matte contient une pro^ portion très-notable de fer, sa teneur en cuivre est inférieure à 70 pour 100, dans le cas d'un minerai renfermant beaucoup d'oxyde de fer.

La fusion est conduite avec rapidité, elle est terminée en moins d'un quart d'heure : avant de retirer le creuset, on doit constater que les matières no laissent pas dégager de flammes bleues : ces flammes démontrent la présence de l'oxyde de cuivre dans la scorie, et, par conséquent, l'insuffisance du flux réducteur et sulfurant. Lorsqu'elles apparaissent, on doit mettre dans le creuset une nouvelle quantité de tartre et de fleur de soufre. L'apparition des flammes bleues est due à la formation de chlorure de cuivre, par suite de l'action du chlorure de sodium sur le silicate et sur le borate de cuivre.

La perte de cuivre qui résulte de la formation du chlorure de cuivre ne peut être attribuée qu'à l'inhabileté de l'essayeur, au

moins lorsque le minerai ne contient pas d'arséniate, d'antimo* niafte, de phosphate de cuivre. Les flammes bleues indiquent donc la oonvenance de recommencer Fessai, en employant une proportion plus forte de tartre et de fleur de soufre.

Lorsque dans l'essai d'un minerai pur ces flammes bleues sont faibles, l'essayeur peut considérer la perte de cuivre comme négligeable ; il doit cependant en tenir compte dans l'estimation de la valeur du minerai.

2'' Grillage de la motte. ^ La matte est pulvérisée et grillée aussi complètement que possible : elle est ordinairement plus riche et moins chargée de fer que les mattes qui proviennent des essais des minerais pyritoux ; mais il est tout aussi difficile de décomposer complètement les sulfates. La matte grillée contient certainement une proportion très -notable de sulfate de enivre, et une proportion variable de sous-sulfate de fer.

3* Fonte pour cuivre noir. — On fond rapidement la matte grillée avec le mélange de réactifs dont nous avons donné précédemment la composition pour les minerais pyriteux : on obtient aisément du cuivre noir renfermant seulement quelques centièmes de soufre et de fer, et une scorie peu riche en cuivre.

Les sulfates métalliques sont facilement décomposés par les carbonates alcalins ; il ne se forme pendant la fusion qu'une trèspetite quantité de chlorure de cuivre. La perte de cuivre est par conséquent très-faible.

4* Purification, — Le cuivre noir contenant seulement un peu de fer et de soufre, sa purification se fait avec facilité. On fond une première fois le cuivre noir avec du flux blanc et du sel desséché ; on fond ensuite le nouveau culot au contact de l'air, jusqu'à ce que le centre devienne obscur, les bords étant encore clairs ; on ajoute un peu de flux blanc et de sel desséché. Ces deux parties de la purification donnent des scories riches en cuivre, et un culot de cuivre parfaitement pur.

Le cuivre noir renferme peu de soufre, et la plus grande partie du soufre se volatilise à l'état d* acide sulfureux dans la seconde partie de la purification, pendant la fusion au contact de l'air. Il ne se produit que très-peu de sulfate de cuivre, et par conséquent il ne peut se former qu'une quantité très-faible de chlorure de cuivre. La perte par volatilisation est très-faible.

5* Traitement des scories. — On fond les scories provenant de

la fonte pour cuivre noir et de la purification, avec du tartre. Les scories ne contiennent pas d'arséniates, d*antimoniates ; elles ne renferment que très-peu de sulfates : on peut donc employer le tartre en quantité suffisante pour réduire la totalité de l'oxyde de cuivre. La grenaille obtenue contient seulement du fer et un peu de soufre ; on peut la purifier aisément, sans perdre beaucoup de cuivre.

Le poids du culot principal et de la grenaille doit donc donner pour le cuivre contenu dans le minerai un nombre peu différent de la teneur réelle. Du reste, pour les minerais oxydés purs, comme pour les minerais pyriteux, les pertes sont à peu près indépendantes de la richesse du minerai. L'écart entre le rende* ment à l'essai et la teneur qui serait indiquée par la voie humide, est plus grand pour un minerai pauvre que pour un minerai riche.