H8 ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

1° Un grillage, ayant pour but d’expulser la majeure partie du soufre, de l'arsenic et de l’antimoine et de transformer la totalité des métaux en oxydes ;

2° Une fusion réductive de la matière grillée pour plomb d’œuvre devant contenir les métaux précieux.

Cette fusion réductive ne diffère en aucune façon de celle que nous avons étudiée antérieurement (p. 111) pour l’analyse des substances à gangue oxydée, nous nous bornerons donc ici à étudier le grillage dans ses traits principaux. Le grillage s’effectue, soit au four à moufle, soit sur un feu de charbon, suivant la nature de la substance que l'on a à traiter. Avec le four à moufle, on règle plus facilement la température, mais on évite difficilement un excès d’air; sur un feu de charbon on peut, au contraire, régler à volonté l’action oxydante de l’air, mais l’opération est infiniment plus longue.

Les pyrites, lorsqu'elles ne renferment que de faibles proportions d’arsenic et d’antimoine et qu'elles ne sont pas associées à des quantités notables de blende et de galène, peuvent être grillées sans inconvénient ati four à moufle. Les substances qui sont, au contraire, principalement constituées par des pyrites arsenicales et antimoniales ou par de la blende et de la galène, doivent être grillées sur un feu de charbon.

Supposons, pour fixer les idées, que l’on ait à faire l'analyse d’une substance principalement composée de pyrites de fer, associées à des pyrites cuivreuses, à une proportion très faible de pyrites arsenicales et antimoniales et à une certaine quantité de quartz.

On opère sur 50 grammes environ de la substance broyée aussi finement que possible ; on les met dans un tôt à griller (fig. 8 et 9) en terre réfractaire

enduit intérieurement de sanguine et on introduit ce têt dans un four à moufle à peine chauffé au rouge sombre. Il est essentiel de commencer le grillage à une température extrêmement basse, afin d’éviter l'agglomération des pyrites de fer qui sont très fusibles. D'ailleurs l’oxydation, qui est très vive dès le début, porte le minerai à une température bien supérieure à celle du moufle et provoque presque toujours une fusion superficielle des sulfures : aussi, pour éviter toute agglomération, faut-il avoir soin de remuer constamment le minerai avec une tige de fer froide.

Lorsque, malgré toutes les précautions, on n’a pu empêcher l’agglomération, il convient d’écraser immédiatement les parties agglomérées : on retire le têt du moufle et on effectue le broyage dans le tôt lui-même à l’aide d’un pilon en fonte. Si l’on ne s’y est pas pris à temps, les parties agglomérées ont acquis une dureté telle qu’il devient nécessaire de les broyer dans un mortier, et l’opération s’en trouve, par suite, fort relardée.

Le grillage doit être maintenu au rouge sombre pendant une heure environ. Au début de cette période, l’acide sulfureux se dégage vivement et l’arsenic et l’antimoine sont entraînés en majeure partie à l’état d’acide arsénieux et

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d’oxyde antimonieux. Puis le dégagement d'acide sulfureux se ralentit au point que son odeur devient à peine perceptible et il se forme principalement des sulfates, des arséniates et des antimoniates. On pousse alors le feu avec plus d’activité, et l’on retire de temps en temps le têt du moufle pour s'assurer qu’il n’y a pas agglomération des sulfures et pour vérifier si l’acide sulfureux continue à se dégager. Lorsque ce dégagement a complètement cessé, on peut considérer la période d’oxydation proprement dite comme terminée.

La matière grillée renferme des oxydes, des sulfates, une petite quantité d’arséniates, antimoniates et silicates et enfin du quartz libre. On donne alors un dernier coup de feu pour décomposer les sulfates. Cette décomposition s’effectue en partie sous l'influence de la chaleur, en partie sous l’influence du quartz et, au bout d'une demi-heure d’un feu vif, on peut la considérer comme complète. L’opération est alors terminée et la substance grillée est principalement constituée par des oxydes et des silicates ; elle ne renferme plus que des proportions insignifiantes de sulfates, arséniates, antimoniates et du quartz libre.

On détache alors la matière du têt, on broie avec soin les parties agglomérées, on additionne le tout des réactifs nécessaires à la fonte plombeuse et on effectue celle-ci, comme il a été indiqué pour les minerais à gangue complètement oxydée.

Si l’arsenic et l’antimoine sont en quantité sensible dans la substance à essayer les précautions à prendre dans la conduite du grillage deviennent plus grandes encore. L’agglomération est moins à craindre, il est vrai, qu’avec les pyrites ferrugineuses ; mais, en revanche, il est extrêmement difficile d’éviter la formation de proportions un peu notables d’arséniates et d’anlimoniates. Il est essentiel alors d’opérer sur un feu de charbon et de limiter autant que possible, en tassant le charbon autour du tét, la quantité d’air qui arrive à chaque instant au contact du minerai. On doit conduire le grillage avec la plus grande lenteur, remuer constamment la matière avec une tige de fer froide et maintenir la température au rouge sombre, tant qu’il se dégage de l'acide sulfureux ou des fumées blanches d’acide arsénieux ou d’oxyde d’antimoine. On termine l’opération par un coup de feu, comme pour les minerais pyriteux.

Si la substance renferme de la blende et de la galène en forte proportion, il faut éviter, autant que possible, la formation des sulfates de zinc et de plomb. On y arrive en conduisant le grillage sur un feu de charbon, comme s'il s’agissait de minerais arsenicaux. Le coup de feu final décompose, à l'aide du quartz, les petites quantités de sulfates qui se forment toujours, quelles que soient les précautions qu’on ait prises.

Nous insisterons, en terminant, sur le rôle éminemment utile que joue le quartz dans toutes ces opérations. Interposé, en effet, entre les diverses particules de sulfures, il prévient l’agglomération pendant la première période du grillage et agit ensuite comme réactif, en décomposant les sulfates dans le coup de feu final; on se trouvera donc toujours bien de sa présence et il conviendra, par suite, d’en ajouter une certaine quantité aux substances qui n’en renfermeraient pas une proportion suffisante.

Avantages et inconvénients de la méthode. — La méthode que nous venons de décrire ne présente pas des avantages bien décisifs sur la méthode par fusion oxydante ; elle est toutefois mieux appropriée que cette dernière à l’analyse des substances particulièrement pauvres.

Dans ce cas, en effet, la prise d’essai sur laquelle on opère, doit être d’un poids assez considérable, et il devient fort difficile de conduire, une fusion oxydante sur un poids un peu fort de sulfures, arséniures, etc., sans s’exposer à des pertes par projection.

La méthode par grillage préalable ne comporte pas le même inconvénient, mais il faut ajouter que, si elle conduit quelquefois à un dosage exact de l’or, elle ne donne jamais des résultats suffisamment approchés pour l’argent.

Avec des minerais pyriteux ne renfermant ni arsenic, ni antimoine, l’or est finalement concentré en totalité dans le culot de plomb, mais il y a des pertes d’argent par volatilisation pendant le grillage.

Avec des minerais complexes, il y a à la fois des pertes d’or et d’argent et l’on ne peut compter sur aucune exactitude dans les résultats.

De plus, le grillage de pareils minerais est une opération extrêmement longue, fort délicate à conduire, et les difficultés de la méthode ne sont pas compensées par des avantages sérieux.

En résumé, la méthode par grillage et fusion réductive conduit à un dosage exact de l’or dans le cas de minerais exclusivement pyriteux; elle ne donne jamais de résultats satisfaisants pour l’argent et enfin elle devient complètement insuffisante pour des recherches précises à effectuer sur des minerais complexes.

2“ Coupellation.

Principe de la méthode et description de l’outillage. — La coupellation est une fusion oxydante à laquelle on soumet, soit le plomb d’œuvre aurifère obtenu par l'un des procédés quelconques que nous venons de décrire, soit quelques alliages d’or, additionnés d’une quantité convenable de plomb pauvre, et qui permet de séparer l’or non seulement du plomb auquel il est associé, mais aussi des métaux étrangers qui l’accompagnent.

On opère sous le moufle (fig. 10) et dans une capsule poreuse, appelée coupelle (fig. 11), formée d’os calcinés réduits en poudre et comprimés dans un moule.

Sous l’influence oxydante de l’air et à une température suffisamment élevée, le plomb se convertit en litharge qui fond au rouge et s’élimine peu à peu en pénétrant, à cet état, dans les pores de la coupelle. Tous les métaux sauf ceux de la série noble, sont oxydés également, et les oxydes ainsi formés donnent avec la litharge des composés plus ou moins fusibles qui disparaissent également dans le corps de la coupelle. Lorsque tout le plomb a été transformé en litharge et que celle-ci a été complètement absorbée, tous les métaux précieux restent isolés et forment, au centre de la coupelle, un petit boulon sphérique qu’on recueille avec soin.

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On voit, d’après cela, "que la coupellation repose sur les quelques faits suivants :

1° L’or, de même que l’argent, est inoxydable à la température de sa fusion et n'est pas sensiblement volatil à celte même température.

2° Tous les autres métaux, en exceptant toutefois ceux de la mine de platine, sont oxydables au-dessous de celte température.

5° La litharge forme avec les oxydes de ces métaux des composés plus ou moins fusibles.

4° La matière poreuse qui constitue la coupelle est perméable à la litharge et aux composés fusibles que cette dernière forme avec les oxydes des autres métaux, mais ne se laisse pas traverser par les métaux fondus et non oxydés.

Fig 10. Fig. 11.

Nous allons actuellement décrire en détail la coupellation d’un plomb d’œuvre, les diverses phases de l'opération, l'influence exercée sur sa marche par la présence des métaux étrangers et enfin les causes de pertes que comporte le procédé.

La coupellation des alliages aurifères, ne constituant qu’un cas très particulier de l’analyse de ces derniers, ne saurait être étudiée ici et sera décrite dans le paragraphe consacré à l’analyse de ces alliages.

Descrition de la coupellation. — Supposons que l'on ait un culot de plomb aurifère d’un poids de 40 grammes environ et ne renfermant que des proportions insignifiantes de métaux étrangers. On fait choix d'une cou-

pelle assez grande pour pouvoir absorber toute la litharge qui proviendra de l’oxydation du plomb d’œuvre et l’expérience a montré qu’à cet effet, il suffit de prendre une coupelle d’un poids un peu supérieur au poids du culot de plomb à coupeller.

La coupelle est introduite dans le moufle sur la sole duquel on a eu soin d'étendre une petite couche d'os calcinés pulvérisés, puis on allume le feu et, lorsque le moufle est au rouge cerise, on introduit rapidement le culot de plomb dans la coupelle. On place sur le devant du moufle quelques charbons ardents, afin d’empêcher l’arrivée de l'air froid sur le métal, et l’on ferme la porte du moufle.

Le plomb fond rapidement, mais en restant couvert dans les premiers instants d’une petite croûte noirâtre qui ne tarde pas elle-même à fondre et à disparaître, en laissant apercevoir la surface brillante du métal sous-jacent : on dit alors que le bain est découvert.

On retire les charbons, on laisse la porte du moufle entr’ouverte et c’est à partir de ce moment que commence la période d’oxydation proprement dite. La litharge se montre presque aussitôt sous formes de petites taches circulaires et brillantes qui traversent lentement la surface du bain métallique pour disparaître ensuite dans les pores de la coupelle, des fumées blanches d’oxyde de plomb se produisent en même temps et s’élèvent plus ou moins rapidement vers la voûte du moufle, suivant la température à laquelle on opère.

Celte température doit être réglée avec le plus grand soin : elle ne doit pas être trop élevée, sinon les pertes, par volatilisation, des métaux précieux s’exagèrent ; elle ne doit pas être trop basse, car on s’expose à manquer l'essai. Ce n’est guère que par la pratique qu’on arrive à saisir la température convenable et celle-ci ne saurait s’apprécier à des indices absolument certains. On peut toutefois formuler, à cet égard, les quelques règles générales suivantes. La température est convenable lorsque les fumées plombeuses s’élèvent lentement en serpentant vers la partie supérieure du moufle, que la surface du bain est brillante et qu’enfin il ne se forme point de cristaux de litharge sur les bords de la coupelle.

La température est trop élevée, lorsque le bord de la coupelle devient indistinct et que les fumées plombeuses sont presque invisibles ou qu’elles s’élèvent trop rapidement vers la voûte dn moufle. Il faut, dans ce cas, rapprocher la coupelle de l'ouverture du moufle ou diminuer le tirage du four.

Enfin, la température est trop basse lorsque les fumées sont lourdes, qu’elles s’élèvent trop lentement sans atteindre la voûte du moufle et qu’il se forme sur le pourtour de la coupelle un anneau de cristaux indistincts d’oxyde de plomb : il faut alors pousser la coupelle vers le fond du moufle et activer le feu.

A mesure que l'opération s’avance, l'oxydation fait des progrès et les taches de litharge se multiplient en prenant un mouvement plus rapide. Le bain métallique diminue d’ailleurs progressivement de volume et laisse, en baissant, une trace circulaire rougeâtre sur le bassin de la coupelle ; sa surface devient de plus en plus convexe et acquiert un éclat croissant.

11 faut alors élever la température aussi rapidement que possible, surtout

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dans le cas d'alliages très riches, car le plomb diminuant de volume devient proportionnellement de plus en plus riche en or et la fusibilité de l’alliage qu’il forme avec ce métal précieux est par' suite de moins en moins grande.

Lorsque l'opération touche à sa fin, les particules brillantes de litharge fondue deviennent de plus en plus grandes; elles prennent un mouvement gyratoire extrêmemement rapide auquel le plomb sous-jacent semble quelquefois lui-même participer, puis elles disparaissent et le bouton perd un instant son éclat, pour se couvrir aussitôt après de bandes vivement irisées qui se meuvent dans tous les sens avec une très grande rapidité. Ces bandes disparaissent à leur tour et le bouton perd de nouveau son éclat, mais, au bout de quelques secondes, les dernières traces de litharge, qui masquent encore le métal précieux, sont absorbées par la coupelle et le bouton d’or apparaît soudain en jetant une vive lumière. Ce phénomène ne dure qu’un instant et le bouton semble de nouveau disparaître. On dit que Y éclair a passé et la coupellation est terminée.

On rapproche alors lentement la coupelle de la porte du moufle, de manière que le refroidissement ne s’effectue que graduellement, et on ne relire la coupelle que lorsque le bouton aurifère est entièrement solidifié. Cette précaution permet d’éviter le rochage, qui est à la vérité moins à craindre avec les boutons aurifères qu’avec les boutons d’argent, mais qui, cependant, est susceptible de se produire, ainsi que l’a montré Levol, dès que l’or est allié à une quantité suffisante d’argent.

On sait qu’on désigne sous le nom de rochage les projections que l’on observe après la coupellation d’un bouton d’argent, lorsqu’on provoque trop rapidement le refroidissement de ce dernier. Samuel Lucas, essayeur à la monnaie de Londres, Chevillot, essayeur à la monnaie de Paris, et Gay-Lussac ont montré successivement que ces projections étaient dues à l’oxygène qu’absorbe l'argent fondu et qui se dégage trop brusquement lorsque le refroidissement du métal précieux n’est pas lentement progressif.

Levol a fait voir ultérieurement que l’argent allié à l’or ne perdait la faculté d'absorber l’oxygène que lorsque la proportion de l’or dans l’alliage dépassait le tiers du poids de l’argent.

Comme les matières aurifères soumises à la fonte plombeuse renferment fréquemment des quantités importantes d'argent et que cet argent passe avec l’or dans le culot de plomb, on voit qu’il est prudent de prendre toujours les précautions nécessaires pour éviter le rochage. D’après quelques chimistes, la présence de 1,5 à 2 % de cuivre dans le bouton aurifère préviendrait complètement ce phénomène, qui n’est d’ailleurs jamais à craindre pour des boutons dont le poids ne dépasse pas 1 centigramme (Rivot).

Le bouton, si l’opération a été bien conduite, présente une surface brillante et régulièrement arrondie et n’adhère que faiblement à la coupelle par sa face inférieure. On le détache avec précaution, à l’aide d’une petite pince spéciale (fig. 12) et on le nettoie parfaitement en le frottant vivement avec un pinceau formé de fils de laiton. Lorsqu’il est bien nettoyé, on le porte sur le plateau d’une balance donnant le dixième de milligramme et on le pèse. Si le bouton n’est formé quo par de l’or pur, on a ainsi immédiatement la teneur de la

substance soumise à l’analyse ; mais le plus souvent l’or est accompagné par des quantités variables d’argent et parfois aussi par du platine, de l’iridium, du rhodium, et l’analyse ne peut être terminée qu’en appliquant les procédés de la voie humide.

La présence de ces divers métaux est facile à constater au seul aspect du bouton.

C’est ainsi qu'une petite quantité d’argent suffit à donner à l’or une coloration jaune pâle.

C’est ainsi également que quelques millièmes de platine rendent le bouton cristallin et rugueux, et que le rhodium et l’iridium donnent de petites taches noires qu’on ne peut apercevoir qu’à l’aide de la loupe : ces deux derniers métaux provoquent quelquefois le rochage.

ÆSSÎS iTmi. Iïittii

Fig. 12.

Lorsque la coupellation a été mal conduite, on s’en aperçoit également à quelques caractères facilement discernables. Si la surface du bouton est terne au lieu d’être brillante, c’est qu’on a coupellé à une trop haute température, et l'on dit alors que l’essai a eu trop chaud. Si l'on n’a pas passé l’éclair à une température suffisamment élevée, l’or peut retenir une certaine quantité de plomb et des traces de métaux étrangers; le bouton est cassant au lieu d’être malléable, et l'on dit que l'mai a eu trop froid. Dans ce cas, Van Riemsdyk conseille de coupeller le bouton, à nouveau, avec addition de 10 % de chlorure de cuivre et une quantité convenable de plomb pauvre : on expulse ainsi les métaux étrangers dont les chlorures sont volatils.

Influence des métaux étrangers sur la marche de la coupellation.

— Lorsque le culot de plomb à coupeller renferme des proportions sensibles de fer, de zinc, d'étain, de cuivre, de nickel, de cobalt, d’antimoine et d’arsenic, la coupellation devient plus difficile à conduire; elle est toujours plus longue et les pertes en or sont fréquemment plus grandes que dans le cas d'un plomb d’œuvre ne renfermant que des traces de métaux étrangers.

Ces divers métaux ne sont pas d’ailleurs tous nuisibles au même degré, cl nous allons rapidement analyser leur influence respective.

Le fer n’exerce une action nuisible que parce que son oxyde ne forme pas avec la litharge un composé suffisamment fusible. Il en résulte que le déc,ouvert est long à se faire et que l’oxyde de fer, au lieu d’étre entraîné dans les pores de la coupelle, forme sur le pourtour de celle-ci un anneau scoriacé facilement discernable à sa couleur brun-foncé. Cet anneau, si son épaisseur est assez