HO ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

11 est toujours bon, d’ailleurs, de conduire simultanément deux essais sur la même matière, afin que leurs résultats se contrôlent mutuellement.

La scorification telle que nous venons de la décrire est susceptible de quelques variantes, peu importantes d'ailleurs. C'est ainsi qu'au lieu de mélanger la matière à essayer avec du plomb, on peut la mélanger avec de la litharge et du charbon de bois. C’est ainsi également qu’on peut ajouter du nitre pour faciliter l’oxydation des sulfures et que quelques chimistes conseillent de griller avant de scorifier, lorsque la substance à analyser renferme une assez forte proportion de sulfo-arséniures ou de sulfo-antimoniures.

Néanmoins ces diverses modifications ne sont pas indispensables, elles n’ont d’autre but que de faciliter l’opération elle-même, et l’on peut dire que dans tous les cas il sera possible de procéder ainsi que nous l’avons indiqué, pourvu qu’on détermine avec soin les quantités de plomb et de borax exigées par la nature de la substance.

Avantages et inconvénients de la méthode par scorification. — La

méthode par scorification présente de nombreux avantages. Elle peut s’appliquer, en effet, à toute matière aurifère quelle qu’elle soit et permet de concentrer, sans perte sensible, dans le culot de plomb les métaux précieux contenus dans la matière à essayer. Cela tient aux deux causes suivantes : En premier lieu, le plomb fondu dans la phase initiale de l’opération, qui se trouve en excès considérable par rapport au poids de la substance aurifère, entraîne dès le début la presque totalité de l’or et de l’argent contenus dans cette dernière. L'action oxydante de l’air ne s’exerce donc ultérieurement que sur des matières extrêmement pauvres en métaux précieux et, par suite, les pertes par volatilisation sont moins à craindre. En second lieu, les scories sont toujours essentiellement basiques et ne renferment, à la fin de l’opération, que des éléments oxydés, car elles se chargent d’une proportion de litharge constamment croissante du commencement à la fin de la scorification. Elles n’auront donc, ainsi que nous l’avons établi plus haut (p. 106), aucune tendance à retenir les métaux précieux.

Un autre avantage de la méthode par scorification, c’est qu'elle conduit presque toujours à un culot de plomb assez pur pour être passé sans difficulté à la coupellation et, si ce culot de plomb est accidentellement impur, on a la facilité de le soumettre à une seconde scorification. A la vérité, dans ce dernier cas, qui se présente lorsqu’on a affaire à un minerai antimonial ou cuivreux, les pertes sont plus sensibles, mais elles sont toujours moins grandes que si l’on opérait directement la coupellation du plomb impur.

A côté de ces avantages, il faut signaler quelques inconvénients.

L’opération est plus difficile à conduire que la fonte au creuset, que nous décrirons plus loin. Elle réclame une grande attention de la part du chimiste et une habileté toute spéciale. De plus, comme on opère toujours sur une fraction très petite de la matière à essayer, lorsque cette dernière n’a qu'une faible teneur, la coupellation du culot de plomb conduit à un bouton trop petit pour que l’or puisse y être dosé avec une exactitude suffisante. Toutefois on peut obvier à cet inconvénient en procédant par concentration. La méthode

L'OR

consiste à opérer la scorification d’une série de prises d'essai de même poids, prélevées sur la matière à analyser, puis à réunir 2 par 2, ou 4 par 4, les culots de plomb ainsi obtenus et à les scorifier de nouveau. On réunit encore 2 par 2, ou 4 par 4, les culots de plomb donnés par celle seconde opération et 1 on continue de la même manière, jusqu’à ce que l'on arrive à un culot de plomb unique qui, par coupellation, donne un bouton aurifère d'un poids suffisant pour qu’on en puisse séparer l'or par les procédés de la voie humide.

Cette méthode, principalement usitée en Allemagne, donne, parait-il, d’excellents résultats, mais la multiplicité des opérations qu’elle exige constitue évidemment un sérieux inconvénient.

En résumé, la méthode par scorification, quoique susceptible de s’appliquer aux substances pauvres, est plus spécialement indiquée pour l’analyse des substances riches, et l’on peut dire que, quelles que soient ces dernières, elle conduira toujours à un dosage exact des métaux précieux.

Fusion avec divers réactifs. — La méthode par fusion avec divers réactifs comporte deux variantes, suivant qu’ou l'applique à des substances aurifères à gangue complètement oxydée, ou à des substances dont la gangue renferme des proportions notables d'éléments sulfurés, arséniés ou onlimoniés. Hans le premier cas, la méthode comprend une simple fusion réductive pour plomb d'œuvre; dans le second cas, elle comprend une fusion oxydante, suivie d’une fusion réductive. Nous allons successivement examiner ces deux procédés.

1° Fusion réductive simple. — Description de la méthode. — La méthode consiste à fondre la substance à analyser avec les réactifs nécessaires pour scorifier, d’une part, toutes les gangues quartzeuses, terreuses et métalliques et pour obtenir, de l'autre, un culot de plomb bien fondu, nettement séparé de la scorie et renfermant la totalité des métaux précieux.

Les réactifs à employer varient nécessairement avec la nature des gangues : On emploie le carbonate de soude pour scorifier les gangues quartzeuses, le horax pour scorifier les gangues terreuses et les oxydes métalliques, et enfin la litharge, mélangée de charbon de bois, pour produire le plomb, qui doit entraîner la totalité de l’or et de l’argent.

La litharge, d’ailleurs, étant presque toujours introduite en excès, remplit le plus souvent une fonction multiple. Elle ne donne pas seulement, en effet, le plomb nécessaire à l’entrainement des métaux précieux, mais elle agit aussi comme fondant, en formant avec les oxydes métalliques et la silice des composés extrêmement fusibles et enfin, comme oxydant, en cédant son oxygène aux éléments sulfurés, arséniés ou antimoniés qui peuvent, accidentellement, se trouver disséminés dans la substance à analyser.

U est à peine nécessaire de faire remarquer que la litharge employée doit •lire absolument exempte de métaux précieux.

En dehors des divers réactifs que nous venons d’énumérer et qui suffisent dans la majorité des cas, on est amené, quelquefois, à additionner la substance

d'une certaine quantité de silice, lorsque les gangues quarlzeuses font défaut et, plus rarement, d'une certaine proportion de spath fluor lorsque la gangue renferme du sulfate de chaux, du sulfate de baryte ou encore du phosphate de chaux.

Les appareils, exigés par l'opération, sont : le four à vent et le creuset en terre réfractaire. Nous donnons, à la figure 4, la coupe verticale d’un four à vent ordinaire : cet appareil est trop connu pour qu’il soit utile d’en donner une description détaillée.

Le creuset en terre réfractaire doit pouvoir résister à de hautes températures et à l’action corrosive des matières en fusion. Sa forme, assez variable, répond en général à l’un des trois types représentés par les figures 5, G et 7. La

Fig. 5. Fig. fl. . Fig. 7.

figure 5 représente le creuset de Saxe, la figure 6 le creuset français et la figure 7 le creuset de Hesse ù trois becs.

L'Oit.

On opère sur un poids de la substance à essayer variable avec la teneur et d autant plus grand que celle-ci est plus faible. Ce poids est généralement compris entre 20 et 100 grammes et, pour fixer les idées, nous dirons qu’avec des substances principalement quarlzeuses et de teneur comprise entre 0,000 02 % et 0,000 04 %> on opère sur un poids variant de 50 grammes à 25 grammes environ.

La substance, finement pulvérisée, est mélangée avec les réactifs nécessaires u la parfaite scorification des gangues ainsi qu’à la production du culot de plomb qui doit renfermer la totalité des métaux précieux.

Les proportions dans lesquelles il convient d’introduire chaque réactif varient d'ailleurs d’une substance à l’autre, et il est impossible de formuler à cet égard une règle précise quelconque.

Pour des minerais quartzeux, on ajoute, en général, à 1 partie — soit o0 grammes de minerai, — 1 partie de carbonate de soude, */ 2 à 1 partie de borax et 2 parties de litharge mélangées de 1 gramme de charbon de bois -, mais on conçoit que pour des substances qui renfermeraient des quantités notables <1 oxydes métalliques difficilement fusibles, tels que l’oxyde de zinc ou le sesquioxyde de fer, on soit conduit à augmenter sensiblement les proportions de carbonate de soude et de borax.

La quantité de charbon à introduire n’est pas non plus invariable.

Théoriquement, 1 gramme de charbon réduit 57* r , 15 de litharge pour donner 54« r ,G de plomb; mais, pratiquement, il est bien des causes qui viennent limiter celle action réductrice. C'est ainsi que le mélange de la substance et des réactifs étant intime, le charbon se trouve, non seulement en contact avec la litharge, mais aussi avec les oxydes de la substance à essayer et que ces derniers peuvent, par suite, brûler une certaine quantité du carbone destiné à la réduction de la litharge.

Il faudra donc, dans ce cas particulier, augmenter la proportion du réducteur. e t nous ajouterons qu’il est extrêmement difficile, même pour les chimistes les Plus habitués à ce genre d’essais, d’apprécier exactement la quantité de carbone qu’il convient d’employer pour obtenir un culot de plomb de poids convenable.

Quoi qu’il en soit, la substance, mélangée intimement avec les réactifs nécessaires, est introduite dans un creuset en terre réfractaire assez grand pour n’ètre rempli que jusqu’à moitié par le mélange. On chauffe ensuite lentement le creuset au four à vent et jusqu a ce que la matière soit parvenue à l’état de fusion tranquille.

La température ne doit pas être poussée trop vivement dès le début, car les globules de plomb métallique, provenant de la réduction de la litharge et disséminés dans toute la masse de la substance à essayer, mettent ainsi plus de temps à gagner le fond du creuset, restent, par suite, plus longtemps en contact avec la matière aurifère et entraînent finalement plus sûrement la totalité des métaux précieux.

L’autre part, la réaction du carbonate de soude sur les gangues siliceuses Provoque un dégagement d’acide carbonique, et il faut éviter que ce dégagement, qui amène toujours un boursouflement des matières en fusion, ne soit

assez vif pour donner lieu à des projections hors du creuset : dans ce but, il est prudent de tenir le haut du creuset à une température élevée, en le recouvrant de charbons ardents.

Lorsque la fusion est devenue tranquille, on laisse tomber le feu, puis à la surface des matières en fusion pâteuse on jette 15 à 20 grammes de litharge mélangée de 0* r ,25 de charbon de bois. On chauffe de nouveau vivement, de manière à rendre à la scorie sa fluidité primitive, puis on laisse une seconde fois tomber le feu et on répète l’addition de 15 à 20 grammes de litharge mélangée de 0* r ,25 de charbon de bois. On donne un dernier coup de feu pour amener la scorie à l’état de fluidité parfaite, et l’opération est définitivement terminée.

Le but de ces additions de litharge est de faire traverser la scorie par une pluie de gouttelettes de plomb, de manière à entraîner les dernières traces de métaux précieux. Il est utile, ainsi que nous l’avons indiqué, de laisser refroidir le creuset avant chaque addition de litharge, afin de prolonger le passage des gouttelettes de plomb à travers la scorie et aussi pour éviter le boursouflement que provoquerait le mélange de litharge et de charbon s’il élait introduit dans le creuset trop chaud. Aussitôt après le dernier coup de feu et pendant que la scorie est encore parfaitement fluide, on retire le creuset du four à vent, on le frappe 4 ou 5 fois contre le sol, de manière à bien rassembler le culot de plomb, puis on le laisse refroidir. Lorsqu’il est froid, on le casse, on détache le culot de plomb de la scorie et on le nettoie soigneusement en le martelant sur une enclume.

Ce culot, dont le poids est généralement compris entre 30 et 40 grammes, doit satisfaire aux conditions déjà mentionnées (p. 106) et sur lesquelles il nous parait inutile de revenir.

Quant à la scorie, elle doit être parfaitement homogène, nettement vitreuse et ne renfermer, disséminée dans sa masse, aucune grenaille de plomb.

Dans les laboratoires d'usine, où l’on a journellement une quantité d'essais à faire, on économise les creusets, en versant leur contenu dans des moules en fonte, de telle sorte que chaque creuset peut servir à 5 ou 6 opérations.

Avantages et inconvénients de la méthode. — La fusion plombeuse simple, telle que nous venons de la décrire, s'applique à toules les substances aurifères à gangue complètement oxydée, telles que les minerais quartzeux, les minerais terreux et tous les produits d’usine résultant du grillage de matières aurifères.

Elle permet d’opérer sur un poids de la matière à essayer plus grand que dans l’essai par scorification et convient, par conséquent, plus spécialement à l’analyse des substances pauvres : on peut même dire que pour ces dernières elle est seule susceptible de conduire, sans difficulté, à un dosage rapide et exact des métaux précieux. La voie humide, en effet, est complètement impuissante dans ces cas spéciaux, et si la scorification permet, comme nous l’avons montré (p. 110), d’arriver à un dosage également exact, c’est par une méthode beaucoup plus longue et certainement plus délicate dans son application.

L’OR

Toutefois, la méthode par fusion plombeuse n’est pas sans présenter quelques inconvénients. C’est ainsi qu’il est fort difficile d’apprécier exactement la quantité de charbon qu’il convient d’introduire pour arriver à un culot de plomb de poids convenable, car, d’une part, comme nous l’avons déjà fait observer, une partie du charbon peut être brûlée par les oxydes métalliques que renferme la substance à essayer, et, de l’autre, une certaine quantité de ütharge peut être réduite par les éléments sulfurés qui accompagnent fréquemment, bien qu’en petite quantité, les minerais aurifères à gangue oxydée.

C’est ainsi également que lorsque la substance à analyser renferme des proportions notables d’oxydes métalliques, tels qu’oxydes de cuivre, de fer et de zinc, il devient extrêmement difficile d’empêcher le passage d’une partie des métaux étrangers dans le culot de plomb, et l’on sait l’action défavorable qu’exercent ces derniers sur la marche de la coupellation.

Malgré ces quelques inconvénients, la méthode par fusion plombeuse simple n’en reste pas moins la méthode d’analyse par excellence des substances aurifères pauvres, et nous verrons plus tard, dans la deuxième partie de la docimasie, qu’elle n’est pas seulement usitée dans les recherches scientifiques du laboratoire, mais que son emploi est courant dans les usines à or pour déterminer avec rapidité et exactitude la teneur des minerais que l'on y élabore.

2“ Fusion oxydante suivie de fusion réductivc. — Description de la méthode. — La fusion oxydante suivie de fusion réductive s’applique, ainsi que nous l’avons déjà dit, aux substances aurifères renfermant des sulfures, des arséniures ou des anlimoniures en quantité notable.

La méthode consiste à fondre la substance avec les fondants nécessaires à la scorification parfaite des gangues et avec un réactif oxydant, le nitre, en quantité suffisante pour produire l’oxydation totale du soufre, de l’arsenic, de l’antimoine et du tellure ainsi que celle des métaux auxquels ces métalloïdes sont associés. Lorsque cette fusion est effectuée, on ajoute en plusieurs fois, dans la matière encore à l’état fluide, un mélange de ütharge et de charbon en proportions telles qu’on obtienne le plomb nécessaire à l’entrainement des métaux précieux.

En d’autres termes, l’opération se fait en deux temps : 1° fusion oxydante avec nitre et fondants accessoires ; 2° fusion réductive avec ütharge et charbon de bois pour plomb d’œuvre devant entraîner la totalité des métaux précieux.

Pour déterminer la quantité de nitre nécessaire à l’oxydation totale du soufre, de l’arsenic, de l’antimoine, du tellure et des métaux, on fait un essai préalable en procédant de la manière suivante : On fond 1 gramme de la substance à analyser avec 100 grammes de lilharge et l’on obtient ainsi un culot de plomb

de poidsp. Ce poids p de plomb correspond à un poids pX y ~-r ou p X 1.11

de ütharge et, si nous supposons que l’action oxydante d’une partie de nitre soit équivalente à celle de nr parties de ütharge, la quantité de nitre à em-

| | | jj

ployer pour une prise d'essai de ooids P sera évidemment de P X ————

Pratiquement, on n'en prend jamais qu’un poids marqué par —• La théorie

rx

donne pour nr un nombre voisin de 4, et de nombreuses expériences effectuées sur des minerais blendeuxet pyriteuxont donné, pour ce môme coefficient, des nombres compris entre 5 et 4. Chaque chimiste doit d’ailleurs effectuer une série d’expériences lui permettant de fixer la valeur de ce coefficient pour les. conditions spéciales qu’il adopte habituellement dans la conduite de ses analyses

Les fondants dont on fait usage sont, comme dans la méthode précédente, le carbonate de soude, le borax et la litharge; les proportions dans lesquelles il convient de les introduire sont, comme toujours, subordonnées à la nature des gangues et déterminées par tâtonnement.

L’opération elle-même doit être conduite de la manière suivante : La substance mélangée intimement avec le nitre et les fondants est introduite dans un creuset en terre réfractaire (fig. 5, 6 et 7) et chauffée lentement au four à vent. Il convient de prendre un creuset plus grand que celui qu’on emploie dans le cas de la fusion plombeuse simple, parce que le nitre provoque toujours un fort boursoutlement des matières en fusion ; de plus, il est prudent de conduire le feu avec une très grande lenteur, si l’on veut éviter des projections de matière hors du creuset.

Lorsque les matières sont arrivées à l’état de fusion tranquille, on introduit dans le creuset, en trois fois, 60 à 80 grammes de litharge intimement mélangée de l® r ,5 à 2 grammes de charbon de bois : avant chacune de ces additions, on laisse un peu refroidir le creuset, afin que la scorie devenant pâteuse ait un contact plus prolongé avec les globules de plomb métallique qui la traversent.

On termine l’opération par un coup de feu, de manière à rendre la scorie parfaitement fluide, puis on laisse lentement refroidir le creuset. Lorsque ce dernier est froid, on le casse, on sépare le culot de plomb de la scorie et on le nettoie en le martelant avec soin.

Le culot de plomb doit satisfaire aux conditions mentionnées déjà bien des fois. Il doit être d'un poids modéré et exempt de métaux étrangers : son état de pureté peut d’ailleurs se reconnaître, en partie au moins, à sa plus ou moins grande malléabilité sous le marteau. La scorie doit être vitreuse, parfaitement homogène et ne renfermer aucune trace de plomb métallique.

Si le poids du culot de plomb est trop faible, c’est qu’on a employé un excès de nitre et il convient de recommencer l’opération. Si le poids du culot de plomb est trop fort, c’est que le nitre n’était pas en quantité suffisante et qu’une partie de la litharge, introduite comme fondant dans la première phase de l’opération, a dû servir partiellement comme oxydant des éléments sulfurés, arséniés ou antimoniés.

D’après Rivot, on s’expose, dans ces conditions, à la formation d’une certaine proportion de sulfure ou d'arséniure d’or, dès les premiers instants de la fusion, et il n’est pas certain qu’ensuite ces corps soient complètement décomposés par la litharge et que l’or soit entièrement ramené à l'état métallique. Il sera donc prudent, pour éviter cette cause de perte, de se servir d'une quantité

L'OR

do nilre suffisante pour produire l'oxydation totale des métalloïdes et des métaux contenus dans la substance.

Avantages et inconvénients de la méthode. — La méthode que nous venons de décrire, permettant d’opérer sur une prise d’essai d’un poids plus fort que celui qui convient dans les essais par scorification, paraît, par suite, mieux appropriée que ces derniers à l’analyse de substances pauvres à gangue non oxydée. Elle conduit, en effet, plus rapidement au dosage des métaux précieux et, dans le cas spécial de substances principalement composées de sulfures et ne renfermant que des proportions insignifiantes de zinc, cuivre, arsenic et antimoine, elle permet d’obtenir la teneur en or et en argent avec une exactitude comparable, sinon égale à celle qu’on atteindrait en faisant usage du procédé par concentration (p. 111). Avec des substances plus complexes, renfermant des quantités notables de pyrites arsenicales, de cuivre gris, etc., etc., le culot de plomb n’est jamais pur, il renferme des proportions sensibles de cuivre, zinc, arsenic, antimoine, et, pour le passer à la coupellation, on est obligé de l’additionner d’une assez forte proportion de plomb pauvre. Dans ces conditions, les pertes en argent deviennent excessives et les pertes en or, quoique moins importantes, ne sont plus négligeables. Pour ces cas spéciaux, la méthode p3r scorification, bien que plus longue, conduirait certainement à de meilleurs résultats.

Le procédé par fusion oxydante, comparé d’autre part au procédé par grillage et fusion réductive que nous décrirons un peu plus loin, présente des avantages plus évidents. 11 est, en effet, beaucoup plus rapide, puisqu’il supprime l’opération du grillage, qui est toujours longue, et permet d’éviler les pertes par volatilisation qui accompagnent toujours, à un degré plus ou moins prononcé, le grillage des matières aurifères.

En résumé, la méthode par fusion oxydante suivie de fusion réductive ne conduit que dans un nombre de cas fort limité à un dosage exact de l’or et de l’argent, et ce n’est que [tour ces cas particuliers que son emploi est à recommander dans les recherches scientifiques du laboratoire.

Elle ne donne jamais des résultats d’une exactitude égale à celle que permet d'obtenir la méthode par scorification, mais, en revanche, elle offre une précision plus grande que la méthode par grillage et réduction et doit être choisie de préférence à cette dernière toutes les fois que cela est possible.

11 ne sera pas inutile de faire observer, en terminant, que le procédé par fusion avec le nitre conduit toujours à des résultats plus exacts pour l’or que Pour l’argent, et que, par conséquent, pour des substances exclusivement aurifères, les inconvénients que nous avons signalés acquièrent une importance un peu moindre.

Grillage suivi tic fusion avec divers réactifs.— Description de la méthode. — La méthode par grillage et fusion réductive s’applique aux substances aurifères qui renferment en proportions notables des sulfures, des arséniures et des antimoniures. Elle comprend deux opérations dislinctes :