III

Telle est la marche au début ; mais il est évident qu’une fois la mise en train faite, il peut y avoir avantage à faire marcher simultanément tous les feux et à les mettre bas en même temps. Dans une exploitation en activité, on pourrait toujours faire alterner les traitements, de manière que les chaudières du rang pair ne chôment pas, tandis que les autres sont chauffées, mais la marche des unes est indépendante de celle des autres.

Cependant dans beaucoup d’usines, on préfère laisser vides les chaudières du rang pair lorsque les autres fonctionnent, et réciproquement, parce qu’immédiatement après la séparation des cristaux, on a sous la main des chaudières vides pour les recevoir. Le choix de la méthode à suivre dépend de l’organisation de l’exploitation industrielle.

Il ftiut environ quatre heures pour chacune des opérations décrites. Avec huit ou dix chaudières, on arrive à concentrer l’argent d’un plomb quelconque dans une masse de plomb environ dix fois moindre ; on peut même atteindre le chiffre de 10 à 20 lùlogrammes à la tonne. Il en résulte qu’on a un plomb assez riche pour pouvoir être soumis avec profit à la coupellation, et qu’une autre portion, la plus considérable (les ■^) du métal, est isolée à l’état de plomb mar chaud extrêmement pauvre (7 grammes d’argent à la tonne), dans lequel oa peut complètement négliger la valeur de la petite quantité d’argent qui trouve encore.

L'ARGEîiT ET SES COMPOSÉS.

B. — Zingage.

C’est en 1842 que Karslen (1) découvrit une propriété curieuse que possède le zinc, et qui donna naissance à cette branche importante du traitement métallurgique de l’argent.

Lorsque l’on fond à une température supérieure à celle de la fusion du zinc (412 degrés), un alliage de plomb et de zinc, en présence d’une petite quantité d’argent,, tout le zinc (ou à peu près) vient se réunir à la surface du bain métallique fondu pour y former une sorte d'écume qu’il est très facile de séparer de l’e.xcès de plomb. Cette écume est formée d’un alliage triple de plomb, de zinc et d’argent. Ce dernier métal est totalement enlevé au plomb, qui reste à la partie inférieure.

Dès lors, si l’on recueille ces écumes et qu’on les chauffe à une température supérieure à celle de l’ébullition du zinc, ce métal distille, tandis que l’alliage de plomb et d’argent laissé comme résidu est beaucoup plus riche que le plomb argentifère primitif.

Quant au bain de plomb appauvri, on le purifie des traces de zinc qu’il retient et on l’utilise comme plomb marchand lorsqu’il ne contient que de trop faibles traces d’argent pour être soumis économiquement à un nouveau traitement. Remarquons immédiatement que le zing 'ge, pas plus que la cristallisation ou patlinsonnage, ne permet d’extraire l’argent des plombs argentifères; ce sont seulement des méthodes d’enrichissement ; ces plombs, amenés à un titre en argent dix fois aussi fort, pourront être plus facilement soumis à la coupellation ; cette opération dernière sera beaucoup moins longue, la réduction des oxydes de plomb pour former du plomb marchand (traitement qui accompagne nécessairement toute coupellation industrielle), portera sur une dose d’oxyde beaucoup moindre, les du plomb étant immédiatement régénérés à l’état métallique. A ce point de vue, les avantages de ces deux méthodes d’enrichissement sont incontestables.

Mais, au premièr abord, ils paraissent tout à fait pareils. Cependant, lorsque le zingage fit son apparition dans l’industrie, il sembla que le procédé de cristallisation devait immédiatement lui céder le pas. La lenteur, la complication des fusions et cristallisations du patlinsonnage sont, en effet, manifestes, tandis que le zingage s’effectue en une seule opération. Mais peu à peu le pattinsonnage se perfectionna; dans beaucoup d’usines, on substitua au traitement à bras le traitement par la vapeur, ou le traitement mécanique ; et aujourd’hui, dans eette branche d’industrie métallurgique comme dans beaucoup d’autres, en présence des perfectionnements successifs apportés chaque jour aux méthodes primitives, il serait bien difficile de dire quelle est celle qui est préférable.

R’üilleurs, cette partie de la question a été longuement discutée dans 1 article ds M. Roswag {Désargentation des plombs argentifères). Pour nous, nous devons nous contenter de donner une idée générale de la méthode du zingage, eorame nous l’avons fait précédemment pour le patlinsonnage.

(') Kanten's Arch., t. XXV, p. iU à 19"2.

Le traitement par le zingage étant basé sur la propriété que possède le zinc d’enlever au plomb argentifère le métal précieux et de former un alliage ter, naire plus léger que le plomb et riche en argent qui vient flotter à la surface il est nécessaire, pour le mettre en pratique, d’incorporer au plomb argentifère une certaine quantité de zinc. Cette incorporation peut se faire de diverses manières, toujours à une température assez élevée pour que le plomb soit coinplètement fondu. Elle constitue la première série des opérations désignées sous le nom de zingage.

Mais ce n’est pas tout; l’alliage ternaire une fois formé et séparé du plomb, il importe d’en éliminer le zinc pour n’avoir plus à traiter qu’un alliage riche de plomb et d’argent, ce qu’on fait au moyen de la coupellation.

Enfin, d’autres opérations secondaires font aussi partie du zingage. Ainsi il est nécessaire de raffiner les plombs obtenus après séparation de l’alliage ternaire; ces plombs contiennent, il est vrai, une dose d’argent tout à fait négligeable, mais ils renferment plusieurs centièmes de zinc qu’il faut enlever pour que le plomb devienne marchand. Enfin, il est utile aussi, dans la plupart des cas, de traiter, dans le but d’en retirer le plomb, les différents résidus de fabrication qui prennent naissance pendant les diverses phases du traitement.

Aussi, pour pouvoir résumer en quelques pages ce traitement du zingage, dont les variantes sont très nombreuses, diviserons-nous ce sujet entrois paragraphes :

§ 1. Incorporation du zinc;

§ 2. Travail de l’alliage ternaire;

§ 3. Opérations secondaires.

§ 1. — INCORPORATION Dü ZINC.

Cette opération peut se faire de plusieurs manières :

1” En faisant fondre le plomb et plongeant le zinc au fond de la chaudière; le zinc est alors maintenu à la partie inférieure en le pressant au moyen d’un outil particulier, ou en le plaçant dans une boîte plongeante percée de trous, ces deux procédés empêchant le zinc plus léger de remonter au-dessus du plomb avant d’être fondu; il ne revient à la surface qu’à mesure qu’il fonde! en fines gouttelettes. La température du bain de plomb doit être notablement supérieure à celle de la fusion du plomb (335 degrés) et atteindre celle de la fusion du zinc. C’est la méthode dite par immersion.

2” On peut aussi fondre le zinc dans la chaudière et y faire ensuite couler le plomb fondu à part et divisé en filets minces, à l’aide d’un tamis placé audessus du bain. C’est la méthode par imbibition. On y a généralement renonce, parce que le zinc et surtout le plomb divisés fournissent de grandes quantités d’écumes et d’oxydes. D’après Roswag, la désargentation se ferait cependant plus facilement et plus nettement sans cet inconvénient; c’est la méthode employée par Karsten, l’inventeur du zingage.

3“ Enfin, on peut encore déposer les saumons de zinc solide sur le plomb fondu et brasser ensuite avec des écumoires. C’est la méthode pur flottaison ou flottage. Elle est bonne, mais elle est longue. On y a rarement recours.

L’ARGEKT ET SES COMPOSÉS

L’usage de la boîte, par immersion, paraît donc préférable dans la pratique. Cette boîte peut se réduire à une simple feuille de tôle forte percée de trous, pliée à la façon d’une reliure de livre, de manière à pouvoir loger à son intérieur 4 à 6 plaques ordinaires de zinc à la fois.

Dans la figure, z, z, z représentent les plaques de zinc ayant 0'",03 environ d’épaisseur, 0“,16 à 0'^,'20 de largeur et 0™,30 de longueur.

Fig. 42.

Une forte tige permet de manier la boîte : cette tige percée d’un trou central se fixe par une goupille à une traverse en fer ou barre transversale qui lui sert de support ; cette dernière se place horizontalement à la hauteur de la chaudière, sur laquelle elle est vissée latéralement.

Fig. 43.

P est la chai’nière; m, un demi-anneau que pénètre le piton percé n, dans le trou duquel se loge la goupille o; ç est la vis de pression, dont r est la tête, terminée en manivelle.

La boîte touche au fond du bain; par le centre, de sorte qu’elle se trouve assujettie dans l’axe et au plus près du foyer ; l’ouvrier n’a point à s’en occuper tout le temps que dure le traitement.

L’agitateur qui sert quelquefois à remuer le bain de la chaudière peut être supprimé, l’agitation donnant des écumes trop abondantes et n’étant avantageuse ni au point de vue de la rapidité, ni à celui de l’économie du réactif.

La figure 44 représente un des appareils usités, il confient un agitateur central mû par la manivelle F, et porteur du panier c; la substitution de la feuille de tôle, précédemment décrite, au panier et à l’agitateur ne modifie pas les dispositions essentielles de l’appareil; G est le foyer; H le cendrier; K le massif de la chaudière; A la chaudière; L l’escalier du chauffeur; E un tuyau abducteur de la vapeur d’eau, destiné à raffiner le plomb désargenté, qui retient encore du zinc. Nous reviendrons, dans le troisième paragraphe, sur l’usage de ce tuyau E.

pour le raffinage. Cette dernière disposition est d’ailleurs celle de l’appareil primitif employé pour le zingage et désigné sous le nom d’appareil Cordurié. Peu à peu on en a simplifié la construction, d’abord en supprimant la seconde chaudière et faisant le double travail (zingage et raffinage) dans la chaudière A; puis en supprimant l’agitateur et remplaçant la boîte à zinc par l’appareil décrit au début.

Quelles que soient d’ailleurs ces dispositions de détail, le résultat est toujours le même : fe zinc fondant peu à peu à la partie inférieure du bain de plomb remonte à la surface en fines gouttelettes qui, sur leur passage, attirent tout l’argent primitivement uni au plomb. Il se rassemble à la surface une croûte solide constituée par un alliage ternaire de plomb, argent et zinc, très riche en argent, alliage bien moins fusible que le plomb et désigné souvent sous le nom de crasses. Ce dernier métal qui ne contient plus alors que des traces d’argent reste liquide au fond de la chaudière.

Considérons une chaudière dans laquelle on vient de faire une opération de

Fjg. 46.

zingage. Après un repos suffisant, voici quelle est la loi de distribution du zinc dans la masse :

La croûte a de zinc argentifère solide contient 2 pour 100 de plomb et 98 pour 100 de zinc argentifère, dont le titre en argent varie avec la richesse du plomb primitif.

La zone plombeuse x, à 42 centimètres. en contre-bas de la croûte, tient 8,6 pour 100 de zinc; la zone plombeuse y, à 45 centimètres en contre-bas de la croûte, tient 2,5 pour 100 de zinc; le reste, soit la zone z, tient 0,75 pour 100 seulement de zinc. Ces petites quantités de zinc retenues par les zones inférieures, quantités qui ne sont pas négligeables, expliquent suffisamment! utilité du raffinage ultérieur de ces plombs, qui doivent être purifiés du zinc qu’ils eontieniient pour devenir marchands.

En outre, les proportions de 2 pour 100 de plomb et 98 pour 100 de zinc argentifère des croûtes supérieures ou crasses montrent que l’alliage ternaire très riche en zinc; l’opération qui consistera à traiter cet alliage pour éliniiner le zinc est donc de la plus haute importance; c’est principalement dans les différentes méthodes employées pour réaliser cette élimination que résident

les différences des procédés de zingage, car on vient de voir que rincorporaüon du zinc se fait partout à peu près de la même manière.

Mais, avant d’étudier dans le paragraphe 2 ce traitement de l’alliage ternaire demandons-nous quelles sont les doses de zinc qu’il convient d’employer pour mener à bien une opération de zingage, et aussi de quelle manière ces doses de zinc doivent être ajoutées au plomb.

Et d’abord, quelle est la dose de zinc nécessaire pour désargenter un plomlj d’une teneur d’argent donnée? Cette question est très controversée.

La plupart des ouvrages qui traitent cette question se bornent à indiquer que le poids de zinc nécessaire est d’environ 10 fois celui de l’argent.

Cependant, d’après Roswag {loc. cit.), la solution de la question posée n’est pas aussi simple. La dose de zinc nécessaire varie avec la quantité d’argent contenu, mais n’augmente pas proportionnellement au titre du plomb argentifère.

Tout d’abord, l’e.xpérience démontre que le zinc n’enlève pas l’argent au plomb argentifère pur, il ne se combine au métal précieux pour former l’alliage ternaire que lorsque le plomb argentifère est déjà allié à une petite quantité de zinc. Il y a donc lieu, au début de tout traitement, de sacrifier un certain poids de zinc, avant toutes choses, pour que le plomb zinco-argentifère puisse céder son argent à de nouvelles doses de zinc ajoutées.

Ce poids minimum du zinc qu’on doit ainsi incorporer préalablement aux plombs est précisément indiqué par l'analyse de la zone z, qui est au-fond de la chaudière après l’opération du zingage. Nous avons vu que cette couche.?contient environ 0,75 pour 100 de zinc; avec des plombs très impurs, contenant des traces dosables d’antimoine ou de cuivre, il faut aller jusqu^à 1,04 pour 100.

Roswag indique comme formule générale donnant assez exactement dans la pratique la dose de zinc à dépenser :

Z = lO^ajaQ + 0,35 T,

formule dans laquelle Z désigne le nombre de kilogrammes de zinc à employer par tonne de plomb argentifère non zingueux; 10'‘s,39 est une constante pour chaque tonne de plomb, constante qui représente précisément la dose mininia de 1,04 pour 100 de zinc; T est la teneur en kilogrammes d’argent par tonne de plomb argentifère.

Il est évident que si le plomb argentifère employé contient déjà une petite quantité de zinc, ce poids de zinc devra être déduit de 10''S,39.

En appliquant cette formule à des plombs de richesses différentes, on trouverait :

Pour T — 2'‘3,500 à la tonne. Z =: ll‘'V,26

— =5 . — . Z — i’2yo,U

— =10 . z^is^^sg

On voit que les quantités de zinc nécessaire ne sont nullement proportion

L’ARGENT ET SES COMPOSÉS. I 73

nelles à la richesse en argent, la valeur de la constante 10,39 surpassant celle de la variable jusqu’au titre de 30 kilogrammes d’argent par tonne de plomb. Avec des plombs beaucoup plus argentifères, la constante deviendrait, au contraire, très petite par rapport au terme variable, et les doses de zinc finiraient par devenir à peu près proportionnelles au titre du plomb en argent.

Dans tous les cas, on voit que le rapport de 10 de zinc pour 1 d’argent occasionnerait une perte inutile de zinc; il n’est exact que dans le cas où le titre est très faible, voisin de 1 kilogramme d’argent par tonne (1). Ces considérations sont d’une grande utilité dans la pratique de la métallurgie des plombs argentifères, le zinc employé étant une matière première d’un prix relativement élevé et qu’il est difficile de régénérer complètement.

On s’efforcera même d’amoindrir, autant que possible, la dépense inutile de zinc; on peut notamment diminuer la valeur de la constante lOi'CjOG en faisant rentrer aux chaudières à désargenter les plombs liquatés ou ressués provenant du traitement des alliages ternaires des opérations précédentes.

On peut encore se demander si l’incorporation du zinc au plomb argentifère doit être faite en une seule fois ou bien en plusieurs additions successives.

Depuis longtemps l’expérience a décidé; il est bon de charger le zinc en trois ou quatre étapes, par doses déterminées de réactif, suivies chacune d’un refroidissement de la chaudière, pendant deux, trois, même quatre heures, suivant leur capacité, jusqu’à ce que le travail d’ascension lente du zinc dans la masse du plomb zingueux soit fait, et que la disposition en couches superposées par ordre de densité croissante de haut en bas soit bien terminée. Ce dernier phénomène se produit plus rapidement loi'sque la masse se refroidit en cessant complètement de chauffer. La croûte supérieure de zinc se fige sur une épaisseur de 2 à 3 centimètres ; on réchauffe alors de nouveau le bain progressivement et l’on écume cette croûte, qui constitue une première portion des crasses riches.

Dans la plupart des usines, on ajoute tout d’abord la moitié seulement du zinc nécessaire; on laisse refroidir lentement; lorsque la croûte est formée, on réchauffe le bain en enlevant la croûte et on introduit encore un quart du zinc; on laisse de nouveau refroidir; on chauffe une troisième fois le bain en enlevant les secondes crasses et on ajoute le dernier quart du zinc. En opérant ainsi et recueillant à part les trois croûtes successives qui contiennent l’alliage ternaire, on enlève complètement l’argent au plomb. Les crasses argentifères contiennent environ 26 pour 100 de zinc, un peu d’argent (quelques centièmes) et le reste de plomb; le plomb fondu qui reste à la partie inférieure retient, avons-nous dit, environ 0,75 à 1 pour 100 de zinc, et est totalement désargenté.

Rosvvag (/oc. cit.) donne les exemples suivants, pour indiquer la marche des opérations :

(1) On a en effet Z = 10,39 + 0,35 X 1 = pour T = 1 kilogramme.

k?- kg.

Teneur du plomb d’origine en

argent. 2,830 » 1,250

Après la première dose de zinc

et le premier écumage. 0,736 (1) 74 0,250

Après la deuxième dose et le

deuxième écumage. 0,500 (1) 83 0,042

Après la troisième dose et le troisième .écumage.' 0,062 (1) 98 0,005

La limite de l’enlèvement de l’argent au plomb par le zinc paraît être de 2 grammes à la tonne; arrivé à ce point d’appauvrissement, le plomb ne cède plus d’argent. Cette dose peut d’ailleurs être négligée.

Ce serait une erreur de croire que l’alliage ternaire ne contient que du zinc, du plomb, et de l’argent; en effet, le zinc enlève encore au plomb le cuivre, l’or, et aussi un peu d’antimoine, de bismuth et d’arsenic. Ce fait complique singulièrement le traitement de ces crasses riches, traitement dont nous allons maintenant nous occuper.