ENRICHISSEMENT DU PLOMB D’ŒUVRE

Nous avons vu que le plomb d’œuvre obtenu par les fondeurs contient au plus de 6 <à 7 pour 100 d’argent. Dans certains cas très rares, la teneur en métal précieux peut aller jusqu’à 17 pour 100; mais le cas ne se présente qu’exceptionnellement, avec des minerais très riches en argent natif, et on doit, en général, considérer les plombs d’œuvre comme étant au titre maximum de 0,5 à 7 pour 100 d’argent, et souvent à un titre inférieur.

Pour retirer l’argent de ces plombs d’œuvre, un procédé très simple se pi'é* sente tout d’abord à l’esprit : c’est la coupellation directe. L’alliage est chauffé au rouge dans une coupelle, dont le fond est formé de cendres d’os ou (la matières analogues, destinées à absorber la litharge. L’oxygène de l’air qui arrive librement à la surface du bain et peut y être injecté par des tuyères oxyde le plomb, qui disparaît peu à peu à l’état de litharge dans les pores de la coupelle, véritable filtre, tandis que le bouton d’argent reste inaltéré, souillé sfU'

L’ARGENT ET SES COMPOSÉS

lement de traces de plomb. Ce procédé est, en effet, employé, et dans une desription raisonnée des procédés industriels employés pour extraire l’argent du *^lomb d’œuvre, son étude devrait trouver sa place ici, à la suite de celle de la formation du plomb d’œuvre. C’est, en effet, la marche suivie dans la métallurgie de la désargentation des plombs argentifères.

Cependant, comme le fait remarquer Roswag au début de son ouvrage, ce procédé de la coupellation directe, jadis exclusif, tend aujourd’hui à être remplacé complètement par deux opérations successives qui ont l’avantage d’être moins coûteuses que la coupellation directe. Avant de soumettre l’alliage à la coupellation, on l’enrichit, c’est-à-dire qu’on l’amène à un titre en argent bien supérieur à 6 ou 7 pour 100, soit au moyen du zingage, soit au moyen du pattinsonnage. Ce n’est que lorsqu’on a obtenu un alliage beaucoup plus riche en argent qu’on le coupelle.

Cette coupellation dernière étant conduite tout à fait de la même manière que la coupellation directe, nous réserverons les détails très succincts que nous donnerions ici sur la coupellation directe pour le troisième paragraphe, où nous traiterons de la coupellation industrielle en général.

11 peut paraître, au premier abord, paradoxal que le zingage suivi d’une coupellation, ou bien le pattinsonnage suivi aussi d’une coupellation, puissent être moins coûteux que la coupellation seule. Tel est, cependant, le cas de certaines industries chimiques, où la multiplication des traitements diminue souvent les frais. Voici d’ailleurs un exemple frappant pour le cas qui nous occupe :

D’après les renseignements recueillis par Roswag, la coupellation directe de 1 tonne de plomb argentifère revient à 135 francs. Cette somme correspond à 675 grammes d’argent (à 0 fr. 20 le gramme), de sorte que Ton devrait rejeter les plombs argentifères dont le titre n’est pas supérieur à 675 grammes d’ar. gent par tonne. R en résulte qu’à l’époque où ce traitement était seul en usage 675 grammes d’argent disparaissaient dans chaque tonne de plombs marchands écoulés sur le marché ; leur valeur se trouvait perdue.

Aujourd’hui, le pattinsonnage permet de réduire beaucoup le poids de 1 alliage à traiter par la coupelle. Il en résulte une économie de 72 fr. 62 par tonne ; les frais, en combinant les deux méthodes, ne sont donc plus que de 135 72,62 = 62 fr. 38 par tonne, ce qui correspond seulement à 31l9'-,9. Il y a donc une économie considérable.

Ces chiffres, il est vrai, sont exceptionnels ;le coût de la coupellation directe atteint seulement 50 francs par tonne en Angleterre : le prix de 135 francs s’explique pour certaines mines d’Espagne par la cherté du bois. Cependant, l’économie n’est pas moins frappante, car la dépense des deux traitements (pattinsonnage et coupellation), en Angleterre, est de 33 fr. 60, au lieu de 50 pour la coupellation directe; l’économie est encore de 33 pour 100.

D’après Grüner, qui s’appuie sur des chiffres empruntés à différents pays, «le pattinsonnage diminue de moitié les frais de désargentation; au lieu de 10 à 80 francs par tonne de plomb que coûte la coupellation directe, avec la réduction des litharges, les frais sont ramenés, par le pattinsonnage, de

35 à 40 francs ».

Si, au lieu d’employer le pattinsonnage, on a recours à la méthode du zin-

gage, qui permet aussi d’enrichir les plombs d’œuvre et de livrer à la coupella

tion des plombs beaucoup plus riches en argent, on arrive à des résultats

analogues.

Aussi, ces procédés d’enrichissement ont-ils pris un essor rapide, et, aujourd’hui, la question n’est plus de savoir si l’on doit coupeller directement ou enii chir tout d’abord le plomb avant de le coupeller. Le procès est jugé par l’expérience, et la lutte se circonscrit entre les pattinsonneurs et les zingueurs.

Nous examinerons plus loin les avantages relatifs de ces deux méthodes différentes d’enrichissement, lorsque nous en aurons étudié les détails. Constatons seulement pour le moment que la coupellation directe a été abandonnée,

Ce résultat pourtant ne s’est produit qu’avec une lenteur assez grande, les industriels disposés à adopter les procédés nouveaux ayant à lutter comme toujours, avec tes habitudes et la routine, et reculant souvent longtemps devant les frais d’installation des méthodes d’enrichissement. « C’est, ditRoswag,la lutte toujours existante, souvent acharnée des intérêts. » Il ne faut oublier, du reste, qu’un procédé n’est introduit effectivement dans le monde industriel que s’il devient tout à fait routinier pour le personnel ouvrier qui doit l’exécuter, Il faut donc constamment lutter, pour introduire des perfectionnements, avec ces habitudes anciennes, et la concurrence seule est un facteur assez puissant pour contre-balancer la routine.

Réservant donc les procédés de la coupellation pour le moment où nous aurons obtenu des plombs argentifères assez riches, nous nous occuperons successivement des deux méthodes d’enrichissement actuellement employées, le pattinsonnage et le zingage.

A. — Pattinsonnage.

Ce procédé d’enrichissement, qui est très employé et connu aussi sous le nom de cristallisation, est fondé sur la propriété suivante :

Lorsqu’on chauffe jusqu’à fusion complète un alliage de plomb et d’argent, pauvre en argent, et qu’on le laisse refroidir lentement, on obtient des cristaiu de plomb qui se déposent peu à peu au fond de la chaudière, sur les parois et à la surface. Si, avec une écumoire, on enlève de temps en temps ces dépôts cristallins, on peut ainsi séparer une grande partie de l’alliage, tandis que le reste est abandonné dans la chaudière. En faisant l'analyse de ces dépôts successifs de cristaux, on trouve que les premiers sont presque complètement exempts d’argent, la dose du métal précieux augmentant un peu dans les dernier tandis que le résidu de la chaudière est beaucoup plus riche en argentque les cristaux et que l’alliage primitif.

Celte propriété n’est pas spéciale à l’argent, car en même temps se concentrent dans les résidus les autres impuretés du plomb, telles que l’or, le zinc, le fer, l’antimoine, l’arsenic, le soufre, et les cristaux n’en contiennent que des traces.

Cette propriété n’est même pas spéciale aux alliages de plomb ni aux alliegÇ® métalliques. Le même phénomène se produit lorsqu’on abandonne au refioidissement lent une dissolution quelconque d’un corps solide, telle qu’une dis

L’ARGENT ET SES COMPOSÉS

solution aqueuse d’un sel métallique soluble et impur. Les premiers cristaux qui se séparent sont formés de sel pur, les autres dépôts qui suivent contiennent déjà des traces d’impuretés, dont la presque totalité est retenue dans les eaux mères.

Le résidu de plomb de la chaudière est comparable aux eaux mères d’une dissolution saline, et pour cette raison on l’appelle quelquefois plomb mère; mais tandis que dans un cas on se sert de cette propriété pour obtenir un sel métallique plus pur, ici, au contraire, nous cherchons à rendre notre plomb plus impur, puisque l’impureté principale est l’argent que nous cherchons à y accumuler.

Le principe du pattinsonnage étant ainsi établi, voyons comment son application se complique dans la pratique.

Dans l’industrie, on opère sur des chaudières contenant de 10 à 30 tonnes de plomb; lorsqu’il est fondu, on doit activer le refroidissement de ces masses énormes de métal qui serait beaucoup trop long si l’on comptait seulement sur l’air extérieur. On arrive à ce l’ésultat soit en projetant de l’eau à la surface du bain, soit en y faisant arriver de la vapeur humide; il se forme une croûte solide que l’on brise et dont on agite les fragments dans la masse; lorsqu’on juge que le premier dépôt est suffisant, on l’enlève avec des écumoires. On arrive à réaliser ces conditions industriellement au moyen de dispositifs très variés.

De plus, il n’est pas absolument exact de dire que les premiers cristaux sont tout à fait exempts d’argent, et, si cela était, il n’en serait plus de même des dépôts suivants, dans lesquels la dose de métal précieux augmente régulièrement. Aussi, lorsque, à la fin d’une première opération, on a séparé une grande partie du plomb à l’état de cristaux, le résidu, plus argentifère que l’alliage primitif, restant dans la chaudière, il faut encore traiter séparément et le plomb obtenu et le résidu ; le premier est traité pour lui enlever le peu d’argent qu’il peut encore retenir, le résidu pour d’amener à un titre supérieur.

C’est dire qu’une seule fusion suivie d’une seule cristallisation ne suffit pas, de même que dans les laboratoires on ne se contente pas, pour purifier un sel soluble dans l’eau, de le faire recristalliser une seule fois. De là l’aspect des usines de cristallisation et la marche générale de ce traitement, où l’on amène les alliages à la fusion dans une série de chaudières. Celle du milieu, par exemple, donne une première cristallisation ; les cristaux sont refondus dans la chaudière de gauche, et le résidu dans la chaudière de droite; ces deux nouvelles fusions, suivies de cristallisations, donnent elles-mêmes deux résidus, qui sont refondus dans les chaudières placées à droite, et deux lots de cristaux refondus dans celles de gauche. A la fin de ces opérations méthodiques, on obtient à l’extrémité droite de la batterie du plomb très riche en argent, et à la chaudière de gauche du plomb à peu près pur.

Cette nécessité de fondre ainsi dans des chaudières placées en batterie (1)

. (1) Dans les usines de moindre importance on se contente de deux chaudières, dites conjuguées : l’une reçoit l’alliage primitif; on y puise les cristaux qui sont fondus dans la deuxième. Cette seconde opération fournit des cristaux et un résidu qu’on ajoute au pre- ®'ur; les deux résidus sont purifiés par une seconde fusion; cette manière de procéder ne permet pas un travail continu.

CXCÏCIOP. CHIM. .

des plombs argentifères de richesse régulièrement croissante et décroissante a donné naissance à un grand nombre de dispositions de détail.

Nous n’indiquerons que les principales.

Tout d’abord, demandons-nous quel poids de plomb nous devons enlever à l’état de cristaux dans les différentes cristallisations successives. Un point sur lequel tout le monde est d’accord, c’est que dans toutes ces cristallisations faites sur un même alliage, ce qu’on appelle le rapport du partage, c’est-à-dire le rapport entre le poids total de l’alliage et le poids du résidu, doit être constant, Ainsi, si ce rapport est 2, c’est-à-dire si on enlève 50 kilogrammes déplorai) cristallisé à 100 kilogrammes d’alliage fondu en laissant 50 kilogrammes de résidu, dans les deux opérations suivantes, faites sur le plomb et sur le résidu, on doit encore enlever la moitié à l’état de cristaux et laisser l’autre moitié à l’état de plomb mère, et ainsi de suite.

Ce rapport varie d’ailleurs avec les usines. Il est très fréquemment 3, ou 4, ou 7, ou 8, ou encore 9. Grüner (1) indique aussi le rapport ^ ou 3,33, lequel, dans la pratique, se confond sensiblement avec le raitport plus simple 3.

Nous empruntons à l’article Désargentation des plombs argentifères, de Roswag, le tableau suivant, qui fixe nettement les idées sur ces différents rapports du partage ;

Rapport

Rapport

p. dOO.

le partage

Résidu

Cristal

Tir

Résidu.

Cristal.

Les rapports supérieurs à 9 ne peuvent être employés, parce qu’il devient impossible d’épuiser les cristaux d’une chaudière en ne laissant quelOpourlOO ou moins de résidu; même les rapports 7, 8 et 9 ne sont employés que pour e cas de plomhs argentifères très pauvres. Les rapports 3, 4 et 3,33 sont surtout usités.

Les ouvriers n’apprécient pas ces quantités au poids, mais au moyen d’une lame de fer dont la courbure suit celle de la chaudière, et sur laquelle se trouvent marqués les niveaux que doivent atteindre les alliages fondus lorsqu on a enlevé la quantité de cristaux indiquée par le rapport m adopté dans l’usine.

Pour fixer les idées sur la marche générale d’une usine de pattinsonnage, supposons que le rapport de partage m ait été choisi égal à 3. Le rapîio'l du poids du résidu au poids total est et le rapport du poids des cristaux au poids total est |. La batterie se compose de sept chaudières, numérotées ue I à VII, représentées sur les figures 39 et 40.

(1) Mémoire sur l’état actuel de la métallurgie du plomb [Annules des mines, IS®)-

,g^ encyclopédie chimique.

Les chaudières sont en fonte ; l’alliage y est maintenu au rouge sombre. La figure 39 représente le détail du fourneau MU : A est la chaudière, B la griHj du foyer, D le carneau, C le massif en briqués, E l’escalier de service des chauffeurs.

a, h, c sont de petits chaudrons dans lesquels on nettoie les écumoires ou cuillers en fer dans du plomb maintenu fondu à près de 500 degrés.

Ces écumoires pèsent vides 60 kilogrammes et pleines 200 kilogrammes.

Un manche en bois permet de les manier à distance ; il a à peu près 2 mètre» de longueur. Le diamètre de la cuiller est de 40 centimètres et celui des trous

{ ceatimètre. G est la chaudière, et E le taquet en fonte sur lequel on secoue la cuiller chargée pour faire l’égouttage.

Ces instruments, d’un poids considérable, sont ordinairement manœuvrés au moyen d’un treuil placé en arrière et de l’agrafe en fer A, qui permettent de retirer facilement la charge des cristaux et de les placer dans une chaudière voisine.

On commence par fondre l’alliage primitif dans une des chaudières, qu’on a soin de badigeonner d’un lait de chaux ou d’une bouillie d’argile fine et claire, avant le chargement du métal, pour la protéger. On écume avec soin les sousoxydes noirs, qui se forment toujours à la surface.

Lorsque le bain est fondu, on laisse refroidir, en activant un peu le refroidissement au moyen d’aspersions d’eau. Puis un des ouvriers, armé de l’écumoire, puise au fond de la chaudière les petits cristaux de plomb qui s’y foi’ment par refroidissement et se séparent sous forme de grumeaux du plomb mère, avec une richesse en argent beaucoup moindre que l’alliage primitif.

Si le rapport du partage est 3, on arrête la séparation des cristaux de plomb lorsque le résidu n’est plus que le tiers de l’alliage. L’expérience montre que 10 tonnes de plomb à 500 grammes d’argent à la tonne fournissent dans ces conditions :

6‘,66 de cristaux à 250 grammes d’argent à la tonne, et 3‘,33 de résidu à 1000 grammes d’argent à la tonne.

Ce résidu est alors ajouté à deux résidus des opérations précédentes, de manière à constituer de nouveau :

10 tonnes à 1000 grammes,

lesquelles, dans une seconde cristallisation, fournissent :

. 6S66 de cristaux à 500 grammes, et 3*,33 de résidu à 2000 grammes,

et ainsi de suite pour les résidus, qui s’enrichissent successivement.

Quant aux premiers cristaux recueillis (6‘,66 à 250 grammes), on les mélange à la moitié de leur poids de cristaux au même titre, ce qui fait en tout :

10 tonnes à 250 grammes,

lesquelles, dans une seconde cristallisation, fournissent :

6',66 de cristaux à 125 grammes,

3‘,33 de résidu à 500 grammes.

Ces deux secondes opérations sont faites dans deux chaudières placées l’une à droite, l’autre à gauche de celle qui a servi en premier lieu, laquelle reste

libre; on y met ensuite :

les 6‘,66 de cristaux à 500 grammes, et les 3',33 de résidu à 500 grammes.

obtenus dans les deux secondes opérations, ce qui fait en tout 10 tonnes à 500 grammes, qu’on traite comme au début.

Ainsi, avec ce rapport du partage m = 3, les titres sont doubles les uns des autres en remontant la batterie, et sous-doubles les uns des autres en descendant, et chaque chaudière est destinée à fondre des alliages qui ont toujours le même titre.

Soit,, par exemple, notre batterie de sept chaudières.

Supposons que dans une première opération, la chaudière IV contienne 10 tonnes à 500 grammes.

Pendant la seconde opération, cette chaudière étant vide, les chaudières Y et III (du rang impair) contiendront des alliages à 1000 grammes pour la première, à 250 grammes pour l’autre;

Pendant la troisième opération, ces deux chaudières du rang impair seront vides, tandis que celles du rang pair contiendront ;