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la fonte est en général de meilleure qualité lorsqu'on parvient k passer dans les fourneaux une proportion plus grande de caatine. Le soufre, le phosphore et T arsenic sont probablement combinés avec le calcium, car en attaquant le laitier par l'acide chlorhydrique, on ne trouve dans la liqueur acide aucune trace de ces métalloïdes.

Les alcalis n ont pas encore été cités dans les nombreuses analyses de laitiers qui ont été publiées ; ils doivent cependant exister en proportion très-appréciable dans les laitiers obtenus au charbon de bois; il est probable qu'on a reculé devant la longueur des opérations nécessaires pour constater leur présence.

Analyse. — Les grenailles de fonte, les fragments de combustibles, les morceaux de gangues terreuses ou de fondants, les cristaux de titane, sont toujours très-irrégulièrement répartis dans la masse des laitiers; ce n est pas à l'analyse qu'il faut demander de déterminer leur proportion. Les parties des lai#ers qui ont été plus ou moins altérées par le contact de l'air ont une composition différente de celle de la masse fondue sortant du haut fourneau ; les sulfures, les phosphures, les arséniures de calcium, de manganèse, etc., sont eux-mêmes disséminés avec très-peu de régularité. Il convient donc de prendre quelques précautions spéciales dans le choix de l'échantillon qui doit être soumis aux opérations analytiques; il faut qu'il représente aussi bien que possible la matière en fusion qui recouvre la fonte dans le creuset.

Supposons que l'échantillon ait été convenablement choisi : l'analyse doit servir à résoudre deux questions bien différentes : 1** quelle est la composition des silicates; Z* quelle proportion de soufre, de phosphore, d'arsenic a pu passer dans les laitiers.

La première de ces deux questions est celle à laquelle on attache ordinairement le plus d'importance ; la fluidité des laitiers, leur teneur en fer, indiquées par la composition des silicates, sont en relation évidente avec la bonne marche du fondage, avec la consommation de combustible, avec le rendement des minerais. L'analyse donne à ce sujet aux industriels des renseignements essentiels pour les modifications qu'ils doivent faire subir aux mé* langes de minerais et de fondants.

La seconde question a cependant une importance au moins aussi grande, car la valeur commerciale de la fonte obtenue aug-

mente beaucoup lorsqu'on parvient à faire passer dans les laitiers une proportion plus grande des corps nuisibles à la qualité de la fonte ou à celle des fers qui doivent être fabriqués avec la fonte.

L'analyse doit donc être divisée en deux parties distinctes. Dans l'une on détermine la quantité de soufre, de phosphore, d'arsenic, qui se trouvent à l'état de sulfures, de phosphures, d'arséniures ; il est impossible de reconnaître avec quels métaux sont combinés les trois métalloïdes, les silicates étant attaqués, au moins en grande partie, par tous les réactifs qui peuvent dégager le soufre, le phosphore et l'arsenic de leurs combinaisons. Dans la seconde partie on s'occupe seulement de déterminer la composition des silicates.

Première Détermination du soufre. — On traite S grammes de laitier, de analyse, pulvérisé OU porhyrisé, suivant qu"il est moins ou plus difficilement attaqué par Facide chlorhydrique ; on recueille les gaz qui se dégagent dans une dissolution ammoniacale de chlorure de cuivre ; on dose le soufre dans le précipité complexe qui se produit dans cette dissolution.

Ces opérations ont été déjà décrites plusieurs fois ; elles ne présentent pour les laitiers aucune difficulté particulière ; la détermination du soufre est même plus exacte, elle est faite avec plus de facilité que pour les fontes et pour les fers. Lorsque le laitier a été convenablement pulvérisé ou porphyrisé. l'attaque par l'acide chlorhydrique se fait lentement ; les gaz se produisent progressivement; ils arrivent dans la liqueur ammoniacale en bulles peu nombreuses et très-petites ; l'hydrogène sulfuré que contiennent ces bulles n'est mélangé qu'avec une proportion très-faible d'autres gaz, hydrogène, hydrogène arsénié et phosphore ; il est très-facilement et complètement absorbé par Tammoniaque.

Dosage du phosphore et de F arsenic. — La recherche du phosphore et de r arsenic doit être faite sur 5 ou 6 grammes de laitier bien porphyrisé. On commence par faire chauffer longtemps le laitier sous le moufle et dans une capsule de porcelaine, à la température du rouge sombre. On cherche, par ce grillage prolongé, à faire passer à l'état de phosphates et d'arséniates les phosphures et les arséniures disséminés dans les silicates. On ne peut reconnaître à aucun signe extérieur le moment où cette

transformation est complète; en général, le but qn*on se propose est atteint après deux heures de grillage.

On attaque alors le laitier par Tacide asotique, on évapore à sec, et on traite le résidu par l'acide azotique.

On sépare par filtration la partie insoluble, qui se compose exclusivement ou principalement de silice. La liqueur acide contient la totalité des acides arsénique et phosphorique, alors même qu'une partie des silicates a résisté à l'action de l'acide; cette liqueur renferme, avec les deux acides qu'il s'agit de déterminer, de l'alumine, de la chaux, de la magnésie, des oxydes de fer et de manganèse, etc.

On la traite comme nous l'avons indiqué déjà plusieuhi'fois; on ajoute un très-faible excès d'acide sulfurique, on chauffe de manière à volatiliser entièrement l'acide asotique, et à expulser la majeure partie de Teau ; on met du sulfate d'ammoniaque dans la dissolution suif urique concentrée et faiblement acide ; on ajouta enfin de l'alcool en très-grand excès. Après une digestion prolon* gée pendant un jour, on filtre ; on étend d'eau, on chasse Talcool par une douce chaleur, on précipite le fer et le manganèse à l'état de sulfures : on sépare les deux sulfures par filtration. On décompose le sulfhydrate par l'acide chlorhydrique. Dans la liqueur acide on cherche à constater la présence de l'acide phosphorique par addition d'ammoniaque et d'un sel de magnésie ammoniacal; on pèse^ s'il y a lieu, le précipité, ou du moins on fait l'estimation de l'acide phosphorique, d'après l'aspect et l'abondaiioe des cristaux de phosphate double qui adhèrent aux parois de la fiole. Dans le précipité de soufre qui est produit par la décomposition du sulfhydrate on cherche à évaluer l'arsenic, en se servant de l'appareil de Marsh.

L'estimation du phosphore est toujours inexacte ; l'évaluation de l'arsenic est faite, au contraire, avec une approximation gé-i néralemcnt suffisante.

Recherche de t acide phosphorique. — Il peut être intéressant, dans quelques recherches de métallurgie théorique, de reoon-r naître si le laitier contient la totalité du phosphore à l'état de phosphures, ou bien s'il renferme en même temps des phosphates. Cette question peut être résolue par les opérations suivantes :

On attaque le laitier porphyrisé, en opérant sur S ou fi grfuxi^

mes, par l'acide chlorhydrique : lorsque la décompositioa des silicates paraît être complète, on évapore à sec, on traite le résidu par l'acide azotique, et on filtre ; dans la liqueur azotique on cherche l'acide phosphorique en suivant la marche que nous venons de rappeler.

Ces opérations sont longues et délicates; elles ne donnent qu'un résultat qualitatif; mais ce résultat est certain, en ce sens que si on constate la présence de l'acide phosphorique dans la liqueur acide, on est assuré que le laitier lui-même contient de l'acide phosphorique. Dans ce cas, il resterait encore à démontrer que le laitier renferme des phosphures en même temps que des phosphates.

U faudrait pouvoir comparer les quantités de phosphate double de magnésie et d'ammoniaque qui sont obtenues dans les deux expériences ; la première (traitement par l'acide azotique, après grillage) donne à l'état de phosphate double la totalité du phosphore ; dans la seconde (traitement du laitier par l'acide chlorhydrique) on expulse d'abord à l'état d'hydrogène phosphore le phosphore des phosphures métalliques ; on n'obtient, à l'état de phosphate de magnésie et d'ammoniaque que l'acide phosphorique des phosphates. Il est presque toujours impossible do peser ces deux quantités ; souvent même elles sont tellement faibles que la différence, appréciée par estimation, peut être attribuée aux pertes inévitables dans des opérations aussi complexes. S««>pde Composition des silicates. — On attaque 3 grammes de laitier de Vanalyse. par l' acide chlorhydrique, en faisant chauffer très-doucement, à SO ou 60 degrés au plus, jusqu'à ce que la décomposition des silicates paraisse être complète ; on évapore à sec, on traite le résidu par l'acide chlorhydrique un peu étendu ; on laisse l'acide agir pendant plusieurs heures. La silice seule reste insoluble, on la reçoit sur un filtre, et on la pèse après l'avoir lavée à l'eau bouillante, séchée et calcinée. Dans la liqueur acide on effectue les séparations et les dosages de l'alumine, des oxydes de fer et de manganèse, de la chaux et de la magnésie.

Il ne faut pas se préoccuper du soufre, du phospjiore et de l'arsenic ; ces corps sont expulsés à l'état de composés hydrogénés pendant l'attaque par l'acide chlorhydrique : c'est là un avantage assez important, au moins pour les laitiers qui renferment une proportion notable de soufre, de phosphore ou d'arsenic. On

doit toujours employer Facide chlorhydrique de préférence à l'acide azotique, quand bien même le laitier proposé serait facilement attaqué par ce dernier acide S

Dans certains cas, il y a lieu de chercher si le laitier contient du titane à l'état d'oxyde ou d'acide titanique. D'après la marche suivie dans l'analyse, le titane se trouve à l'état d'acide titanique avec la silice ; après avoir pesé la silice, on la traite par l'acide sulfurique, et on cherche, par addition d'ammoniaque, si la liqueur sulfurique très-étendue contient une proportion appréciable d'acide titanique. La recherche est qualitative plutôt que quantitative ; les laitiers contiennent toujours très-peu de titane ; une partie de ce métal est certainement perdue dans les opérations qui précèdent la précipitation de l'acide titanique par l'ammoniaque.

Alcalis, — La recherche des alcalis doit être faite sur un poids un peu fort, sur au moins 8 grammes de laitier porphyrisé ; on attaque par l'acide azotique ; on évapore à sec, on reprend par le même acide. On suit alors la marche que nous avons indiquée plusieurs fois ; on sature l'acide par l'ammoniaque ; on lave le précipité, à deux ou trois reprises, par décantation ; on le dis* sont dans l'acide azotique ; on recommence la précipitation par l'ammoniaque. Les alcalis se trouvent à peu près en totalité dans la liqueur ammoniacale, avec la plus grande partie de la chaux et de la magnésie; les acides sulfurique, phosphorique, arsénique sont entièrement dans le précipité produit par l'ammoniaque ; ils ne peuvent avoir aucune influence sur la recherche des alcalis.

On évapore à sec la liqueur ammoniacale ; on calcine modérément, pour se débarrasser de l'azotate d'ammoniaque ; on traite le résidu par l'acide oxalique, afin de transformer les azotates en oxalates ; on calcine au rouge et on traite par l'eau : les carbonates alcalins seuls sont dissous ; on les met en évidence en évaporant à sec la dissolution.

Lorsque les alcalis sont en quantité appréciable, il faut encore

1 L'emploi de l'acide chlorhydrique présente cependant un inconvénient assez grave : il y a perte appréciable de tous les corps contenas dans le laitier ; les chlorures, notamment ceux de fer, de manganëse et d'alumÎDium, sont entraînés en petite quantité par les vapears d*acide chlorhydrique, pendant l'évaporation. 11 y a également perle sensible de silice et d'acide titanique.

doser Facide carbonique dans les carbonates alcalins, pour évaluer les deux alcalis ensemble ; il est toujours inutile do les séparer.

État d oxydation de P aluminium* — Les laitiers qui renferment comme bases l'alumine et les terres alcalines ont une très-grande fluidité en sortant des hauts fourneaux, alors même quMls renferment une proportion négligeable d'oxydes de fer et de manganèse. Il est tout à fait impossible d'obtenir une fusion aussi parfaite de silicates contenant beaucoup d'alumine dans les fours à réverbère, dans lesquels les flammes sont oxydantes, ou bien d'une faible énergie réductrice. 11 est possible d'expliquer cette différence par l'élévation beaucoup plus grande de la température dans les hauts fourneaux ; cependant cette explication ne peut pas être admise comme suffisante lorsqu'on a examiné avec attention les diverses opérations métallurgiques. On est conduit à comparer le rôle de l'alumine dans les silicates produits dans les hauts fourneaux , à celui du protoxyde de fer dans les scories des fours à réverbère.

Toutes les fois que la majeure partie du fer se trouve amenée dans les scories à l'état de protoxyde, la fluidité est obtenue très-facilement ; les mêmes scories deviennent pâteuses, mémo à une température plus élevée, lorsque le protoxyde de fer peut passer à l'état de peroxyde. L'alumine dans les hauts fourneaux, en présence d'une action réductrice très-énergique, donne des silicates très-fluides ; l'alumine dans les réverbères rend les scories pâteuses au même degré que le peroxyde de fer. Il est donc très-probable que l'aluminium ne se trouve pas au même degré d'oxydation dans les laitiers et dans les scories ; les laitiers contiennent peut-être le protoxyde d'aluminium, tandis que les scories renferment le sesquioxyde.

Diverses expériences ont été faites pour vérifier jusqu'à quel point cette opinion peut être fondée; on a choisi plusieurs échantillons do laitiers ne renfermant que des traces de protoxyde de fer, de soufre, de phosphore et d'arsenic^ assez purs pour être considérés, même au point de vue théorique, comme des silicates contenant comme seules bases l'oxyde ou les oxydes d'aluminium, la chaux et la magnésie. Ces laitiers porphyrisés, chaufl'és un peu au-dessus du rouge sombre et pendant plusieurs heures , dans un courant d'oxygène , î^ugfl^c^tent de poida d'une manière très-notable ; l'augmentation varie de i i/2 à

FER. ses

3 pour 100 du poids des laitiers ; elle est à peu près proportionnelle à la quantité de Talumine indiquée par l'analyse.

Ces mêmes laitiers, grillés, chauffés dans des creusets brasqués, à la température des essais de fer, donnent des culots dont les poids reproduisent presque exactement ceux des laitiers mis eu expérience.

Ces faits ne peuvent être expliqués que par une peroxydation de l'oxyde d'îduminium dans le courant d'oxygène, et par une réduction pendant la fusion au creuset brasqué. Les expériences faites jusqu'à présent ne sont pas assez nombreuses pour qu'on puisse en déduire comme conclusion certaine l'existence duprotoxyde d' aluminium dans les laitiers ; elles tendent ^u moins à la faire considérer comme très-probable.