MERCURE MÉTALLIQUE

Le mercure livré au commerce contient quelquefois de petites quantités de divers métaux, de Tétain, du plomb, du bismuth, du zinc. Ces métaux n'existent pas en général dans le mercure natif, et dans le mercure qu'on retire dans les usines des appareils de condensation.

On reconnaît aisément la présence de ces métaux étrangers, toutes les fois qu'ils sont en proportion appréciable, à la forme que prend la surface du liquide métallique dans un tube de verre de petit diamètre, ou même à la forme des globules, à la difficulté de leur réunion en un seul globule bien mobile, et enfin au son que donne le métal quand il est secoué dans im vase de verre.

On met ces métaux en évidence en distillant très-lentement le mercure dans une cornue de verre, qu'on chauffe progressivement jusqu'au rouge naissant. Lorsque la distillation est conduite avec une lenteur convenable, le mercure n'entraîne qu'une proportion négligeable des métaux étrangers.

Ces métaux restent dans la cornue ;.il est ensuite très-facile de les peser ensemble, et de constater leur nature. Le zinc est entraîné par les vapeurs de mercure plus facilement que l'étain, le bismuth et le plomb.

Lorsqu'on a pu constater la présence du zinc dans le résidu de la distillation lente du mercure, on doit considérer comme trop faible le poids de ce résidu ; mais il est, en général, peu utile de déterminer exactement la proportion du zinc. C'est le métal dont il est le plus facile de purifier le mercure, soit par l'acide azotique étendu, soit par le perchlorure de fer, soit par le bichlorure de merciu'e. Les procédés de purification du mercure sont décrits ^ans tous les traités de chimie minérale.

614 MÉTAUX PROPKEMEiNT DITS.

nnnÉEs ou suies.

La composition des fumées ou suies, recueillies dans les appareils de condensation, est très-irrégulière, et, en général, trèscomplexe ; elles contiennent jusqu'à 60 et même 70 pour 100 de mercure métallique, un peu de sulfure de mercure, des sulfites et des sulfates de chaux, d'ammoniaque, une quantité variable des gangues terreuses, du minerai, du carbone très-divisé, des matières organiques riches en carbone provenant de la distillation des combustibles, de l'eau, de Tacide sulfurique, etc. Il n'est jamais utile d'en faire l'analyse ; on serait, d'ailleurs, très-embarrassé pour prélever un échantillon moyen.

Ainsi que nous l'avons déjà dit, on retire la plus grande partie du mercure métallique par compression ou par lavage : les matières comprimées ou les boues du lavage sont repassées au traitement.

n y a lieu de déterminer par la voie sèche la teneur de ces matières ; c'est là la seule opération qu'il soit utile de faire au laboboratoire, car l'analyse n'indiquerait pas avec une netteté suffisante l'état chimique du mercure, et la convenance de mélanger ces matières avec de la chaux avant de les reporter dans les fours de calcination.

aÉiiBUS.

Les résidus du traitement des minerais contiennent rarement une proportion appréciable de mercure ; cependant il est nécessaire de les soumettre très-fréquemment à l'essai, afin de consta* ter que la température a été suffisamment élevée, que la calcination a été prolongée convenablement. Il faut multiplier ces essais ; car les résidus contiennent des morceaux de toutes dimensions; une partie est même à l'état de sable très-fin ; la chaleur n'a pas la même énergie dans les différentes parties des fours.

Il faut choisir pour les essais des morceaux et des matières fines, à diverses hauteurs au-dessus de la grille , près du centre et des parois. Ces prises d'essai, très-nombreuses, doivent être traitées séparément^ afin qu'on puisse se rendre compte des défauts que peut présenter le mode de chargement, ou bien la construction du four et la conduite du feu.

Les essais de ces matières, presque toujours très-pauvres, oxip

gent des précautions spéciales, sur lesquelles nous insisterons dans le paragraphe suivant.

Il n'est jamais utile de faire l'analyse des résidus, car on connaît la nature des gangues des minerais, et on peut aisément se rendre compte des modifications qu'elles ont pu subir dans le traitement.

OniABM n VMMtf.T.O».

Le cinabre et le vermillon, fabriqués en général avec beaucoup de soins, sont ordinairement très-purs ; mais ces produits d'art peuvent être mélangés frauduleusement avec diverses matières rouges d'un prix moins élevé, par exemple avec de la brique pilée, avec de l'oxyde dé fer, avec du minium, avec du réalgar, avec des matières organiques.

Il est toujours facile de reconnaître la fraude et la nature des corps mélangés.

l"" On fait l'essai par voie sèche^ en opérant sur 3 grammes do réchantillon proposé; on pèse le mercure métallique. Avec les produits non falsifiés, on obtient aisément 86 pour 100 de mer*cure. Si donc on retire de l'essai, fait sur 8 grammes, un poids a

de métal, on peut admettre que l'échantillon contient ~ a -~-,

ou 38,76 a pour 100 de cinabre ou de vermillon pur.

2" Lorsque l'essai par voie sèche indique la présence des matières étrangères, on doit chercher à reconnaître leur nature.

On introduit 8 grammes de l'échantillon proposé dans une petite cornue de verre ; on chauffe lentement un peu au-dessus du rouge sombre, de manière à volatiliser le sulfure de mercure. L'absence de résidu fixe démontre que la matière étrangère mélangée est jie nature organique. Pour étudier plus complètement cette matière, on traite un poids un peu fort, 10 ou 15 grammes, du cinabre ou du vermillon par l'alcool, et on examine la dissolution alcoolique.

Lorsque, pendant la distillation, on voit couler un peu de mercure métallique, on peut admettre que la matière mélangée est du minium, car cet oxyde seul décompose partiellement le sulfure de mercure au rouge sombre, avec production d'acide sulfureux et de mercure métallique.

Enfin, lorsque Téchantillon proposé laisse dans la cornue un

résidu fixe, sans qu'il se produise du mercure et de l'acide sulfureux pendant la distillation, on doit examiner ce résidu, et y chercher Toxyde de fer et la brique pilée.

3" Dans le cas où l'essai par voie sèche démontre la pureté du cinabre ou du vermillon, il peut être intéressant de doser le soufre, dans le but de vérifier que la composition de la matière minérale se rapporte exactement à la formule H^S. On doit employer la potasse et le chlore pour faire passer le soufre à l'état d'acide sulfurique, et prendre pour la précipitation et pour la pesée du sulfate de baryte les précautions ordinaires.

§ S. *- BmmU» par la Taie aèclie.

Ainsi que nous l'avons indiqué dans les précédents paragraphes, on a fréquemment recours à la voie sèche pour déterminer la teneur exacte en mercure des minéraux, des produits d'art, du sulfure de mercure obtenu dans les analyses par l'action du sulfhydrate d'ammoniaque, ou par celle de l'hydrogène sulfuré. Nous avons même exposé, pour plusieurs exemples, la marche générale qu'il convient de suivre. Il nous reste maintenant à décrire avec détails les précautions qu'il faut prendre dans les essab. Nous devons considérer trois cas principaux :

1** L'essai d'un minerai très-riche, du cinabre, du vermillon, du sulfure obtenu dans les opérations de la voie humide ;

2** L'essai d'un minerai très-pauvre ;

3* L'essai des minéraux et des produits d'art ou de laboratoire, qui contiennent le mercure à l'état de chlorure, de bromure ou d'iodure.

1" Minerais tbès-riches. — Prenons pour exemple un minerai sulfuré, tenant une faible proportion de gangues terreuses, de matières bitumineuses, et de sulfures métalliques tels que la pyrite de fer, le cuivre pyriteux, la blende.

On opère sur 5 grammes ou sur IQ grammes de minerai : on mélange aussi intimement que possible le minerai porphyrisé avec deux fois son volume de chaux éteinte en poudre, ou mieux encore avec deux fois son volume de chaux sodée ; on introduit la

matière dans une cornue de verre, en se servant d'un long entonnoir , afin qu'aucune poussière n'adhère au col de la cornue ; la panse doit èti'e remplie à peu près à moitié.

On place la cornue sur un trépied en fer, dans un four à réverbère de forme circulaire ; le col est incliné à 3S degrés au moins, et vient s'appuyer sur le bord d'une capsule de porcelaine contenant de l'eau. Le col de la cornue plonge en partie dans l'eau, c'est-à-dire que la surface du liquide coupe à peu près à moitié l'ouverture du col ; un fragment de linge fin ou de papier à filtre plonge en partie dans l'eau, et pénètre dans le col de la cornue sur une longueur de O^^OS à O'^^OG.

L'appareil étant ainsi disposé , on met dans le fourneau des charbons allumés, de manière à recouvrir entièrement le dôme de la cornue. Les matières contenues s'échauffent avec une certaine lenteur : la chaux, ou bien la chaux et la soude, décomposent lentement le sulfure de mercure ; le métal mis en liberté se volatilise, et les vapeurs viennent se condenser dans le col de la cornue, sur le linge ou sur le papier; on voit quelques gouttes de mercure couler dans la capsule.

Il importe essentiellement de conduire le feu avec une lenteur telle que la chaleur puisse pénétrer jusqu'au centre des matières, avant que le verre de la cornue commence à se ramollir : cela est, du reste, assez facile dans le cas que nous considérons maintenant, parce que la cornue est de petites dimensions.

Environ un quart d'heure après le commencement de l'expérience, toutes les matières sont portées à une chaleur un peu plus élevée que le rouge sombre ; les parois de la cornue s'allongent sous le poids des matières contenues ; la décomposition du sulfure de mercure et la volatilisation du métal sont presque terminées ; on met une nouvelle quantité de charbon dans le fourneau, et on place le dôme. La cornue est portée en quelques minutes à la températiure de fusion du verre : le carbonate de chaux, que contient toujours la chaux éteinte , est décomposé partiellement ; l'acide carbonique expulse de la cornue les dernières vapeurs mercurielles.

On admet que la distillation est terminée lorsqu'on voit le verre de la cornue couler sous la grille du fourneau. On projette alors une goutte d'eau sur la partie du col la plus rapprochée de la paroi extérieure du fourneau ; le verre se fend immédiatement.

618 MÉTAUX PROPREMEOT DITS.

On relève verticalement le col de la cornue ; on dort le linge ou le papier en l'agitant dans l'eau de la capsule, afin de faire tomber la totalité du mercure condensé dans les plis ; on fait tomber la rosée de mercure, adhérente aux parois du col, en projetant de l'eau par la partie supérieure ; on enlève le col.

On obtient alors la totalité du mercure dans la capsule. On ajoute un peu d'acide chlorhydrique ; on fait chauffer pendant quelques minutes à 100 degrés; on laisse refroidir; on décante le liquide ; on lave le mercure par décantations, à deux ou trois reprises ; on sèche le métal en le comprimant avec du papier à filtre. Quand on est parvenu à le réunir en un seul globule, on le fait passer dans une petite capsule exactement tarée ou pesée ; on pèse le métal dans la capsule ; on calcule ensuite la teneur du minerai.

Observations. — On acquiert très-promptement l'habitude de ce genre d'opérations, et on arrive facilement à conduire le feu de telle manière que la décomposition du sulfure de mercure soit rigoureusement terminée lorsque le verre de la cornue entre en fusion : il ne peut alors se perdre du mercure que par suite d'une condensation imparfaite. On évite assez aisément cette perte en suivant la marche que nous avons tracée, en chauffant avec lenteur dans les premiers moments de l'opération, afin que la volatilisation du mercure ait lieu progressivement.

Les dernières vapeurs du mercure sont expulsées de la cornue par la fusion du verre qui réduit considérablement le volume, et par le dégagement d'acide carbonique du carbonate de chaux. Il n'est pas nécessaire d'ajouter du carbonate de chaux à la chaux éteinte, qui en contient toujours une proportion suffisante; on doit mémo éviter cette addition, car elle produirait vers la fin de l'expérience un dégagement nuisible d'acide carbonique : en effet, lorsque la proportion du gaz est trop grande, elle s'oppose à la facile condensation des vapeurs de mercure.

La perte de métal, dans un essai bien conduit, s'élève au plus à quelques centigrammes, et elle est indépendante de la richesse du minerai : l'importance de la perte est donc relativement bien moindre quand le poids de mercure obtenu est plus fort. Nous ferons observer cependant que la difficulté de conduire le feu augmente à mesure qu'on opère sur un poids plus grand de matières, et qu'on ne doit pas chercher à obtenir dans l'essai plus de 3 ou 4 grammes de métal.

On peut arriver à retirer d'un poids a de minerai, contenant environ 4 grammes de mercure, la totalité du métal à moins de 0*%04 : Terreur est moindre de ! pour 100 du métal contenu; tandis qu'en opérant sur le mémo poids a d'un autre minerai contenant à peu près i gramme de mercure, on commet à peu près la même erreur de 0*^,04, soit de 4 pour 100 environ du métal contenu.

La réunion du mercure en un seul globule et la pesée offrent bien quelques difficultés ; mais elles ne sont pas d'une importance comparable à celles que présentent la décomposition totale du sulfure et la condensation parfaite des vapeurs. Nous n'avons même à faire à ce sujet qu'une seule recommandation, c'est de ne porter à l'ébuUition que pendant un temps très-court la liqueur cblorhydrique qui surmonte le mercure condensé et plus ou moins divisé. En prolongeant l'ébuUition, on s'exposerait à une perte appréciable de mercure , entraîné par les vapeurs d'eau et d'acide.

Certains minerais riches, par exemple ceux d'Idria, contiennent une proportion un peu forte de matières bitumineuses qui donnent, par distillation lente, des produits liquides, se condensant dans le col de la cornue en même temps que le mercure. 11 est alors assez difficile de réunir le mercure en un seul globule, et la pesée du métal est un peu incertaine.

On évite presque complètement la formation de ces produits organiques facilement condensables, en modifiant la nature du réactif mélangé avec le minerai ; au lieu d'employer la chaux éteinte ou la chaux sodée, on se sert de chaux éteinte et de potasse caustique à peu près en parties égales. Comme la potasse attaque rapidement le verre, cette modification du réactif oblige à élever bien plus lentement la température pendant l'essai.

En employant pour 1 partie de minerai 1 partie de chaux éteinte et i partie de potasse caustique écrasée en sable, on arrive encore assez aisément à la décomposition complète du sulfure de mercure avant que la cornue soit percée ; il vaut mieux cependant se servir d'une cornue enduite d'une couche mince de lut argileux. Ce lut se fendille dans les premiers moments de l'opération; mais les fentes sont remplies ensuite par le verre ramolli ou fondu par la chaleur et par l'alcali, et le lut forme ainsi une enveloppe imperméable aux gaz et aux vapeurs.

2* Minerais très-pauvres. — L'essai d'un minerai pauvre doit être fait de ]a même manière que les essais des minerais riches, c'est-à-dire en chauffant progressivement au rouge, dans une cornue, le mélange intime du minerai avec une proportion convenable de chaux éteinte, de chaux sodée, ou de chaux et de potasse caustique. On ne peut espérer une approximation suffisante que si on obtient par l'essai un poids un peu fort de mercure, de 1 à 2 grammes. On est donc obligé d'opérer sur un poids trèsfort, quelquefois sur 100 et même sur 200 grammes.

On peut réduire la proportion de réactif que nous avons indiquée pour les minerais riches, et ne prendre que 1 partie ou même i/2 partie de réactif pour 1 partie de minerai ; mais il n'en faut pas moins se servir de cornues de grandes dimensions, et il est à peu près impossible de faire pénétrer la chaleur jusqu'au centre avant que le verre entre en fusion. On doit donc employer des cornues de verre recouvertes d'une couche assez épaisse de lut argileux, ou mieux encore des cornues de porcelaine ou de grès.

Ces cornues présentent cependant un inconvénient assez grave : on ne peut pas se rendre compte de la rapidité avec laquelle le mercure est vaporisé ; on est exposé à conduire le feu trop rapidement, et à perdre une partie du mercure par suite de la condensation imparfaite des vapeurs trop abondantes, ou bien à interrompre l'opération avant que le sulfure de mercure soit entièrement décomposé. A cet égard, les cornues de- verre lutées sont préférables aux cornues de grès et de porcelaine ; d'ailleurs leur prix est moins élevé, et il est plus facile de séparer le col du corps de la cornue lorsque l'essai est terminé.

Dans les usines, il n'est pas possible de se servir de cornues de verre, de porcelaine, ou de grès, en raison du nombre considérable d'essais qu'il faut faire annuellement. Il faut employer des cornues en fer composées de deux pièces, analogues aux cornues do plomb ou de platine qui sont en usage dans les laboratoires pour la préparation de l'acide fluorhydrique. Ces cornues sont très épaisses, et doivent être, en outre, recouvertes d'une couche de lut qu'il faut renouveler à chaque essai : sans cette précaution, elles seraient très-promptcment mises hors de service. La chaleur pénètre lentement dans leur intérieur, et les essais exigent un temps assez long.

Nous dirons seulement quelques mots sur la conduite de l'essai dans le cas où on emploie une cornue de verre lutée, une cornue de grès ou de porcelaine ou une cornue de fer. Nous admettrons qu'on opère sur 100 grammes de minerai mélangé avec 50 grammes de chaux éteinte.

Cornue de verre hitée.^ Le lut doit avoir au moins 0",005 d'épaisseur, et recouvrir toute la partie de la cornue qui sera contenue dans l'intérieur du fourneau à réverbère. Le lut est séché lentement, d'abord à la température ordinaire, ensuite à 100 degrés. Les fissures qui se produisent sont bouchées avec de l'argile*.

On introduit les matières dans la cornue à l'aide d'un entonnoir ; on place la cornue sur un fromage, dans un fourneau à réverbère ; on prend pour la condensation des vapeurs de mercure les dispositions précédemment indiquées. On entoure la cornue de charbons bien allumés et on fait chauffer pendant une demi-heure, en renouvelant les charbons à mesure qu'ils sont consumés. On met ensuite en place le dôme du fourneau, on fait chauffer fortement pendant un quart d'heure. La décomposition du sulfure est alors terminée ; on coupe le col de la cornue et on procède à la réunion et à la pesée du mercure.

Cornue de grès ou de porcelaine. — Ou doit se servir d'une cornue vernie à l'extérieur, et d'une capacité telle que la panse soit remplie un peu plus qu'à moitié par le mélange du minerai et du réactif. On chauffe la cornue dans un fourneau à réverbère, à peu près comme nous venons de l'indiquer pour le cas d'une cornue de verre lutée, avec cette différence qu'après avoir mis le dôme en place il faut faire chauffer pendant une demi-heure au moins. On détache le col, soit avec de l'eau projetée sur la partie chaude, soit à l'aide d'un ciseau ; on fait tomber dans la capsule le mercure adhérent; on réunit le métal en un globule qu'on pèse après dessiccation.

Cornue de fer lutée, — On introduit le mélange du minerai et du réactif dans la panse de la cornue ; on fixe le dôme sur la panse ; les deux parties doivent s'assembler à frottement très-dur. On recouvre de lut toute la surface qui doit être exposée à l'action directe du feu.

* Le lut est composé, comme pour les tubes de porcelaine, d'argile réfrsctaire et de sable quarUeux très- fin, à peu prës en parties égales.

On assujettit la cornue sur un fromage dans le fourneau, et on prend pour la condensation du mercure les dispositions ordinaires ; on met des charbons noirs et quelques charbons enflammés dans le fourneau ; on place le dôme et on fait chauffer de plus en plus fortement pendant au moins une heure. La volatilisation du mercure est alors terminée ; mais une partie seulement du mercure se trouve dans la capsule ; une autre partie est dans l'intérieur du col ; il faut la faire tomber dans la capsule avec une barbe de plume. On procède ensuite à la pesée du métal.

y Cmx^RURE DE MERCURE. — L'cssai par voie sèche du chlorure de mercure donne des résultats peu exacts lorsqu'on opère comme nous venons de l'exposer pour le sulfure ; une partie du chlorure se volatilise avant que la terre alcaline ait pu produire la décomposition. On ne parvient à obtenir la réduction complète q^u'en employant la potasse caustique, et en élevant très-lentement la température. Dans ces conditions, il est impossible de se servir d'une cornue de verre, il faut employer une cornue de porcelaine ou de grès.

On introduit dans la cornue le chlorure, mélangé aussi bien que possible avec son poids de potasse caustique réduite en sable, et avec une petite quantité de carbonate de chaux. On chauffé très-progressivement jusqu'au rouge, et on maintient la cornue à ce degré de chaleur pendant un quart d'heure. La décomposition du chlorure est alors terminée, et l'acide carbonique produit par le carbonate de chaux a expulsé de la cornue 1& totaUté des vapeurs mercurielles.

On détache le col de la cornue; on fait tomber dans la capsule le mercure condensé dans le col ; on procède à la pesée du métal , comme nous l'avons indiqué précédemment pour l'essai des minerais sulfurés.

Observations, — Dans le traitement par voie sèche des matières contenant du mercure, on peut toujours craindre de perdre une partie du métal; on ne doit considérer les résultats comme certains qu'autant que deux essais consécutifs , faits sur la même matière, donnent des nombres rigoureusement concordants.

On ne peut se dispenser de faire au moins deux essais, que dans

des cas très-rares, par exemple lorsqu'il s'agit de doser le mercure daos un précipité de sulfures produit par le sulfhydrate. Dans ce cas, en effet, on opère sur un volume peu considérable, dans une très-petite cornue ; il est possible d'écarter presqu'à coup sûr les causes de pertes.