AFFINAGE DES MÉTAUX PRÉCIEUX

Pris dans son acception la plus large, le mot affinage est synonyme de purification. C’est ce sens qu’on lui donne lorsqu’on parle de Vaffinage du cuivre, de Vaffinage de la fonte, de Vaffinage de l’argent, etc. Cependant, dans ce dernier cas, la purification de l’argent est plus généralement désignée sous le nom de raffinage. Nous avons fait l’étude, dans la première partie, des principaux procédés de raffinage de l’argent.

Mais, lorsque le mot affinage est employé seul, il s’applique plus particulièrement aux métaux précieux, et presque toujours aux alliages dans lesquels se trouvent à la fois l’or et l’argent, et dont on veut extraire ces métaux à l’état de pureté.

Ainsi l’affinage des métaux précieux a pour but de séparer l’or et l’argent des alliages, ou bien d’isoler l’or contenu en minime proportion dans l’argent, ou encore d’extraire de très petites quantités d’argent contenues dans l’or ou dans les alliages d’or et de cuivre.

Ces méthodes, ainsi définies, appartiennent au domaine de la chimie industrielle, autant par les réactions qu’elles utilisent que par leur objet même. Leur importance tient, en effet, à des causes qui n’ont rien de théorique, et qui dépendent à la fois de la valeur différente des métaux que l’on cherche à séparer et de la législation spéciale des alliages d’or et d’argent. Cherchons à préciser ces causes.

L’or ayant une valeur beaucoup plus gi’ande que l’argent, puisque légalement 1 kilogramme d’or vaut 15‘»,o d’argent, il y a évidemment intérêt à enlever à l’argent, ou aux alliages d’argent et de cuivre, les dernières traces d’or qu’ils peuvent retenir, car, tant que l’or n’est qu’en faible proportion, il ne modifie pas les propriétés de l’argent, dont la valeur vénale n’est pas plus grande que si ces traces d’or étaient remplacées par de l’argent. On crée donc une valeur nouvelle lorsqu’on sépare ces petites quantités d’or, qui, devenu libre, reprend sa valeur propre. Industriellement, il y aura intérêt à effectuer cette séparation tant que les frais qu’elle occasionne n’atteindront pas la valeur de l’or ainsi isolé.

Mais raffinage a également pour but de séparer de petites quantités d’argent contenues dans l’or ou dans les alliages d’or et de cuivre; l’utilité de cette opération s’explique par la législation spéciale qui régit la fabrication des alliages d’or et des alliages d’argent.

La loi a fixé le titre des matières d’or et d’argent, en n’indiquant que la proportion du métal précieux qui forme la plus grande partie de l’alliage;

ainsi, légalement, les monnaies d’or sont au titre de 900 millièmes d’or et 100 millièmes de cuivre; et les monnaies divisionnaires d’argent au titre de 835 millièmes d’argent et 165 millièmes de cuivre. Il en résulte qu’une monnaie d’or qui contiendrait 900 millièmes d’or, 95 millièmes de cuivre et 5 millièmes d’argent n’aurait pas une valeur supérieure à celle d’une monnaie à 900 millièmes d’or et 100 millièmes de cuivre, à poids égal. La petite quantité d’argent retenue dans le premier cas est donc comptée comme cuivre, et sa valeur propre est perdue (1). Industriellement, il y aura avantage à effectuer l’affinage de semblables alliages, toutes les fois que la dépense de ce traitement sera inférieure à la valeur perdue.

Si l’on suppose que les frais d’affinage sont les mêmes, à poids égal, pour l’alliage d’or contenant des traces d’argent, et pour l’alliage d’argent contenant des traces d’or, on voit immédiatement que, dans le premier cas (alliage d’or argentifère), l’affinage sera moins parfait que dans le second, la limite correspondant à un poids d’argent 15 fois 1/2 plus grand que le poids de l’or qu’on peut négliger dans un alliage d’argent aurifère.

L’analyse des anciennes monnaies égyptiennes, grecques ou romaines montre que les procédés d’affinage, tels que nous les comprenons aujourd’bui, étaient inconnus des ancien.s. Hoefer (2) donne l’analyse d’une monnaie de Crotone, de l’an 600 avant notre ère, qui contenait, sur 1 IS^^O 1 :

.Argent. 109,50

Cuivre. 1,00

Or. 0,13

Perte. 3,00

Une autre analyse, publiée par d’Arcet (3), a fourni :

Argent Or....

Cuivre

On employait évidemment l’or et l’argent natifs pour la fabrication des monnaies; on ne soupçonnait pas l’utilité de les allier à un peu de cuivre pour augmenter leur dureté, et on ignorait l’art de la séparation. Aussi les pièces de monnaie, de composition et souvent de poids très variables, n’avaient-elles qu’une valeur purement conventionnelle, attestée et imposée parles empreintes qu’elles portaient.

Cependant, les anciens savaient que l’or et l’argent ne se rencontrent que rarement à l’état de pureté dans la nature, et qu’ils sont souvent associés. Pausanias nous apprend même que l’alliage naturel d’or et d’argent prenait le nom A'electrum. D’après Pline r « Tout or est allié d’argent ; la proportion

(t) Plus ex.'ictement, la valeur perdue est égale à la différence entre celle des 5 millièmes d’argent et celle d’un poids égal de cuivre.

(2) Histoire de la chimie, t. I, p. 120.

(3) Annales de chimie, t. LXXU, p. 50.

i ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

seule varie; c’est quelquefois la dixième, la neuvième, la liuilième partie du poids. Lorsque la proportion de l’argent est d’un cinquième, l’or pei’d son nom et s’appelle eleclrum. » Pline {Hist. nat., liv. XXXIII) signale la mine d’AIbicrate, dans les Gaules, comme très estimée, parce que l’or qu’elle fournissait ne contenait qu’un trente-sixième d’argent, tandis que les autres donnaient, en moyenne, un dixième et même un huitième.

Ils connaissaient même quelques méthodes, imparfaites il est vrai, pour séparer l’or de l’argent et généralement des autres métaux. L’or natif qui était à peu près pur était désigné sous le nom de àîtupoç, or saws feu ou or

apyre, parce qu’on n’avait pas besoin de le traiter par le feu pour le purifier.

Strabon, en décrivant le mode d’exploitation des mines d’Espagne, nous explique que l’on obtenait, comme premier produit, un -mélange d’or et d’argent, qu’on faisait subir à ce corps une nouvelle calcination, que l’argent était alors détruit ou brûlé, et que l’or restait pur au fond du creuset. Pline est encore plus explicite (1) :

« On met, dit-il, avec l’or, dans un vase de terre, deux parties de sel commun, trois parties de nmy (probablement du sulfate de fer ou de cuivre) et, de nouveau, deux parties d’un autre sel et une partie d’une pierre appelée schiste (terre argileuse); on expose ce vase à l’action du feu; le mélange s’empare alors de tout ce qui est étranger à l’or, qui demeure pur. »

Le mélange indiqué par Pline devait proiluire, sous l’influence de la chaleur, de l’acide chlorhydrique qui transforme l’argent en chlorure. Ce dernier métal était ainsi éliminé dans un état où ses propriétés physiques ordinaires ne se retrouvaient pas; on pensait alors qu’il avait été brûlé et détruit.

Un procédé tout à fait analogue est décrit dans un des papyrus de Leyde. Cette méthotle n’est autre que celle du cément royal, dont parlait Macquer en 1778, et qui fut suivie constamment jusqu’au douzième et au treizième siècle, époque à laquelle on lui substitua le départ de l'argent au moyen de l’eauforte (2).

Ce procédé du cément royal était, du reste, très imparfait, et les anciens ne l’ignoraient pas. Nous trouvons, dans les histitutes, cette comparaison : « De même que le vin et le miel donnent naissance à une espèce d’émulsion, ainsi l’or et l’argent, fondus ensemble, donnent un alliage appelé electrum, dont il est également difficile de séparer les éléments (3). »

Avant l'emploi de l’eau-forte, les essayeurs se servaient aussi de l’affinage au moyeu du sulfure d’antimoine. Dans ses Recherches sur la métallurgie des anciens (chap. vin), Savot nous apprend que : « On peut affiner l’or et le séparer de l’argent et du cuivre au moyen de l’antimoine (sulfure d’antimoine), en fondant, avec l’or, de l’antimoine, plus ou moins, selon qu’il y a plus ou moins d’argent ou de cuivre allié à l’or. L’antimoine étant ainsi fondu avec l’or non pur, il s'emboit et s’abreuve du cuivre et de l’argent, quittant l’or, lequel tombe peu après, comme une régule, au fond du creuset; mais d’autant que

(I) //is(. nal., 1. XX.\III, c. xxv.

{■i) Quel.|iies auteurs pensent que t’emplui de feau-forte ne s’est générali^ qu’au commence ment du seizième siècle.

(3) L. II des histitutes, titre I, g 27.

tet or demeure aigre, ne se pouvant qu’il ne retienne et emporte avec soi quelque chose de l’antimoine, pour en retirer tout à fait l’antimoine, on fait exhaler et évaporer tout ce que l’or aurait pu tirer d’antimoine avec soi, en l’éventant avec prudence; car, si on chasse l’antimoine un peu trop fort, il emporte de l’or avec soi (1). »

Ce procédé au sulfure d’antimoine est très défectueux ; l’or ainsi séparé est peu malléable ; on est obligé de le calciner de nouveau et d’en chasser les fleurs d’antimoine qui se forment pendant cette seconde partie du traitement.

On a encore proposé, à une époque plus récente, de purifier des alliages d’or et d’argent au moyen du soufre et de la litharge ; mais celte opération ne permet d’obtenir qu’un affinage très incomplet. On y a recours encore aujourd’hui, mais seulement pour enrichir l’alliage que l’on veut traiter par l’acide azotique.

Enfin, en 1820, Dizé a imaginé le traitement par l’acide sulfurique; dans l’alliage d’or et d’argent, ce dernier métal seul est attaqué par l’acide; l’opération est possible quel que soit le titre d’alliage, et la séparation est parfaite. L’affinage par l’acide sulfurique fut organisé simultanément, en 182'), par Serbat, à la Monnaie de Paris, et par .Michel Poirat, dans une usine particulière. C’est cette méthode à l’acide sulfurique à laquelle on a recours presque exclusivement aujourd’hui ; nous l’exposerons avec plus de détails.

Nous citerons encore, comme pouvant être enfployées dans certains cas spéciaux, les méthodes par le chlore, et, pour mémoire seulement, les méthodes très insuffisantes de purification par oxydation et fusion prolongée en présence de l’air; le traitement par le salpêtre ou par le bichlorure de mercure, ces dernières opérations n’ayant pas passé dans la pratique industrielle.

En résumé, nous aurons à examiner trois procédés de purification assez imparfaite ;

1° Séparation de l’or par le soufre et la litharge ;

2“ Séparation par le sulfure d’antimoine;

3“ Séparation par cémentation (cément royal);

Et trois procédés d’affinage proprement dits :

4” Affinage par l’acide azotique ;

5° Affinage par l’acide sulfurique ;

6” Affinage par le chlore.

1° SÉPARATION DE l’OR PAR LE SOUFRE ET LA LITHARGE.

Comme le fait remarquer R. Wagner (2), ce procédé n’a pas pour objet de séparer complètement l’or des métaux (argent, cuivre) avec lesquels il est allié, mais seulement de le concentrer dans une quantité d’argent plus petite que celle de l’alliage primitif. C’est donc une simple concentration de l’or, et on n’a

(1) Hoefer, Ilist. de la chimie, t. I, p. 501, en note.

(2) Nouveau traité de chimie industrielle, par P,. Wagner et L. Gautier, t. I, p. 230

guère recours à ce trailement que lorsqu’on doit affiner par voie humide, spécialement par l’acide azotique, et dans le but d’économiser cet acide. Voici, d’après le même auteur, en quoi consiste cette séparation :

« Dans un creuset de graphite chauffé au rouge, on introduit l’alliage aurifère granulé avec i de son poids de fleurs de soufre humides et l’on couvre le tout avec de la poudre de charbon. Le creuset est maintenu pendant deu.x heures à deux heures et demie à la température rouge faible, puis chauffé jusqu’à la fusion du mélange. Si l’alliage contient de grandes quantités d’or, il se sépare un argent aurifère riche, tandis qu’il ne reste qu’une très petite quantité d’or dans le plagma. Si, au contraire, l’alliage est très pauvre en or, la séparation ne se produit pas du tout ou seulement d’une manière incomplète. Pour provoquer cette séparation, on répand sur la masse fondue de la litharge (30 à 45 grammes par kilogramme d’argent), dont l’oxygène transforme le soufre d’une partie du sulfure d’argent en acide .sulfureux, tandis que la quantité équivalente de l’argent devenue libre se précipite avec la plus grande partie de l’or. Le plomb réduit fond avec les sulfures métalliques. »

2° SÉPARATION DE l’oR PAR LE SULFURE D’aNTI.MOINE.

L’alliage d’or et d’argent, qui peut contenir du cuivre, doit être au moins à 50 pour 100 d’or (1). On le fait fondre dans un creuset de graphite, et on y ajoute un poids double de sulfure d’antimoine en poudre. Lorsque toute la masse est fondue, on la coule dans une lingotière de fonte graissée intérieurement avec de l’buile. Après refroidissement, on la trouve séparée en deux couches ; la partie supérieure, ou plagma, est formée de sulfure d’argent, de sulfure de cuivre et de sulfure d’antimoine ; la partie inférieure est de l’or antiinonié {régule). Cependant le plagma retient encore un peu d’or, et il faut répéter le traitement pour éliminer complètement ce métal. Quant au régule, il doit être débarrassé de l’antimoine ; on obtient ce résultat en le chauffant dans un moufle ou sous le vent de la tuyère ; l’antimoine se sépare sous forme de fumées d’oxyde ; l’or qui reste inaltéré est purifié par fusion avec du borax, du salpêtre et de la poudre de verre.

Ce traitement assez imparfait ne diffère pas notablement de celui décrit par Savot.