PLOMB PUR

48. Le plomb du commerce le plus fin contient toujours des matières étrangères» malgré les soins de l’affinage.

Le degré de pureté des plombs ne s’estime point en millièmes, comme pour l’argent : 1 gramme d’argent vaut au moins 18 centimes; 1 gramme de plomb ne vaut que 5 millièmes de centimes, et aujourd’hui seulement 5 millièmes. La valeur de l’argent est donc 625 fois celle du plomb (1 kilog. de plomb = 0 fr. 52 ;

1 kilog. d’argent = 200 francs environ). On peut donc industriellement et financièrement négliger 600 grammes de plomb, avant de négliger 1 gramme d’argent. C’est pour cette raison que les industriels ne s’attachent pas à une pureté du métal plomb, à moins qu’on ne la rétribue.

Les marques commerciales de plomb réputées les plus pures sont celles de W. B. [William Blackett) pour l’Angleterre; Rolschild frères pour la France; Figueroa pour l’Espagne. Ce ne sont peut-être pas les meilleures marques aujourd’hui, mais elles ont pour elles l’ancienneté d’une constante bonne fabrication : nous renvoyons à l’article Marché des plombs doux pour les observations relatives aux qualités du métal commercial (3 me section).

49. La pureté du plomb commercial s’obtient par l’affinage, la cristallisation et la coupellation, suivie, cette dernière, d’une réduction. L’affinage consiste à expulser les corps étrangers, soit au four à réverbère, soit à la chaudière, par un bouillonnement avec du bois vert ( poling ), soit avec de la vapeur surchauffée (procédé Cordurié), soit avec de l’air comprimé (procédé Roswag), soit avec de l’air lancé superficiellement à petite pression (ventilateurs et machines soufflantes), le plomb au rouge vif, soit enfin à l’aide de réactifs oxydants. Le fer, l’antimoine, l’arsenic, le soufre sont expulsés les premiers ; le zinc vient ensuite, mais il entraîne déjà beaucoup plus de plomb oxydé que les métaux précédents ; le cuivre vient après, très résistant ; l’argent et l’or en dernier lieu : car toutes ces matières sont des impuretés du plomb 1 .

Ces deux derniers métaux, que dans la désargentation il s’agit précisément d’isoler de tous les précédents, tout en réservant le plomb, doivent ce privilège d’extraction à leurs qualités spéciales d’inaltérabilité, d’homogénéité, de divisibilité, de malléabilité, etc., qui leur ont créé une place à part, une valeur commerciale double : valeur marchande et valeur monétaire. Nous avons dit tout à l’heure que cette valeur est telle qu’elle est 600 fois plus considérable pour l’argent, à poids égal, que celle du plomb qu’il contient. Elle est pour l’or 15 fois 1/2 plus grande que celle de l’argent. Bien des mines de plomb seraient évidemment inexploitables et abandonnées, si l’appoint d’argent, même minime, dans leurs minerais ne venait aider par son contingent, souvent indispensable, à constituer une valeur finale de plomb argentifère rémunératrice.

Nous traiterons à l'article spécial du raffinage préalable et à l’article spécial du

1. Get ordre est modifié quand le zinc est abondant, ainsi qu’il sera dit plus loin.

second raffinage, dans la deuxième partie de ce travail, des manipulations importantes ayant pour but d’enlever les impuretés aux plombs commerciaux, bruts et doux.

50. Le plomb métallique natif, qu’on trouve très rarement dans les filons, existi cependant dans la mine de San Guillermo (État de Vera-Cruz au Mexique) (Stein Annalen der Chemieund Pharmacie, t. G, p. 127) : il n’est pas chimiquement pur.

Pour obtenir le métal pur, il n’est même pas suffisant de le cristalliser ou de le distiller : le plomb est un des dissolvants les plus généraux de la nature et par suite des plus difficilement purifiables.

51. Le plomb chimiquement pur s’obtient en décomposant par la chaleur du nitrate de plomb cristallisé à deux reprises : l’oxyde qui reste est fondu dans un creuset avec du charbon de sucre. On peut aussi fondre dans un creuset du sulfate de plomb, précipité et bien lavé, avec du flux noir (crème de tartre et nitre qu’on a fait fuser sur une tôle au rouge sombre).

On peut également l’obtenir en précipitant de l’acétate de plomb ou du chlorure de plomb par un fil de zinc ou une lame de zinc métallique, en lavant à fond et calcinant le produit dans un creuset brasqué.

La réaction de l’acétate sur un fil de zinc suspendu dans le liquide donne lieu à une arborescence, à une grappe de cristaux, connue sous le nom d 'arbre de Saturne. La figure \ représente un vase en verre contenant de l’acétate de plomb ou sucre de plomb très pur, dissous dans l’eau distillée, à une densité de 1,487 (ce qui correspond â 51° de l’aéromètre de Baumé). A un morceau de bois qui surmonte le vase est attaché un fil vertical de zinc. En ajoutant quelques gouttes d'acide acétique, le fil se charge immédiatement de petits cristaux de plomb métallique, qui, au bout de quelques jours, forment des arborescences très remarquables.

En employant le chlorure de plomb, à l’état cristallin et dissous à chaud dans de l'acide chlorhydrique pur étendu de la moitié de son poids d’eau distillée bouillante, et une lame de zinc, on obtient le même phénomène : les cristaux sont moins nets et plus arrondis. Us affectent la forme de feuilles de fougère, quelquefois.

On obtient les mêmes cristaux en précipitant par un courant électrique faible la dissolution d’acétate de plomb. Nous reviendrons sur ce précipité de plomb spongieux par le zinc, au paragraphe des Essais, section II-

52. Par voie sèche, le plomb cristallise en octaèdres et il peut être isolé sous cette forme par une fusion, suivie d’un refroidissement lent et d’une décantation, avant la solidification totale de la masse.

Dans l’industrie de la désargentation, on obtient les cristaux successifs qui fournissent le plomb pur de la même façon. On porte une chaudière de 10, 20, 30 tonnes de plomb à la fusion ; puis, lorsque la masse est bien liquide, on jette à bas le feu et on laisse refroidir. Comme la masse est considérable et qu’il faudrait un long temps pour obtenir des cristaux, on provoque un refroidissement plus rapide, soit en jetant de l’eau à la surface du bain, soit en projetant de la vapeur humide. Il se forme une croûte peu épaisse de plomb refroidi; on la casse avec des ringards taillés en ciseaux. En promenant dans la masse ces parties solidifiées et cristallines et remuant, on en produit de nouvelles quantités, de façon que le bain se trouve bientôt divisé en deux parties : l’une composée de grumeaux et l’autre de liquide. On a l’habitude, dans les usines, de donner le nom de cristaux à ces grumeaux, et de culots ou plombs mères à la partie liquide, — ce dernier mot par analogie avec ce qui se passe dans la cristallisation des dissolutions salines, où la liqueur dont on enlève les cristaux reçoit, comme on sait, le nom d’eaux mères. Les cristaux sont plus purs que les culots.

Citons à ce propos textuellement M. Leplay, notre regretté maître et professeur de métallurgie à l’École nationale des mines, qui le premier fit connaître, dans un mémoire resté célèbre dans les Annales des mines de 1836, les procédés de cristallisation du plomb inventés par Patlinson.

« Si après avoir porté à fusion complète un alliage de plomb et argent, on le « laisse refroidir lentement, en agitant sans cesse avec un râble la masse métal- « lique, on observe qu’à partir d’un certain moment il se dépose dans le liquide « une quantité incessamment croissante de cristaux imparfaits, que l’on peut enlever « avec une écumoire, absolument comme ceux que laisserait déposer dans les « mêmes circonstances un liquide saturé d’un sel plus soluble à chaud qu’à froid.

« En soumettant à l’analyse le métal enlevé ainsi à l’état cristallin et celui qui « compose la masse, qu’on pourrait comparer à une liqueur mère, on trouve que « le premier est beaucoup plus pauvre en argent et le second beaucoup plus riche « que l’alliage primitif. »

De même que l’argent, l’or, le zinc, le fer, l’antimoine, l’arsenic, le soufre, autres impuretés du plomb, sont éliminés : le phénomène est identique à la cristallisation des dissolutions salines impures, où le sel qui cristallise se débarrasse des corps étrangers et les laisse dans les eaux mères.

Il y a donc deux sortes de cristallisations : 1° celle qui se fait par le refroidissement d’un liquide pur, saturé (métal ou solution) et qui abandonne dans sa masse des groupements de cristaux, que l’on sépare à un moment donné en enlevant, avant la solidification complète, la partie demeurée liquide; et 2», celle qui se fait par le refroidissement d’un liquide impur (métal ou solution) et qui abandonne des cristaux moins impurs que la masse, laquelle s empare nécessairement des impuretés éliminées. En répétant plusieurs fois cette seconde espèce de cristallisation, par sections ou fractionnement, on ari'ive en dernier lieu à un produit pur cristallisé et à des eaux mères excessivement chargées d’impuretés.

Ceci a lieu également pour le plomb, qui peut donner, par la première méthode,

des cristaux très purs, et par la seconde, des plombs de plus en plus purs et des plombs mères chargés de toutes les impuretés. C’est là précisément le principe fondamental de la désargentation inventée par Pattinson : on obtient d’une part du plomb commercial de très bonne qualité et d’autre part des culots qui renferment, outre l’argent et l’or, s’il est présent dans le plomb d’origine, l’antimoine, l’arsenic, le cuivre, etc.

Les cristaux formés dans la masse sont petits, de forme octaédrique, tronqués sur les angles, disposés assez peu symétriquement : ils ont plutôt l’aspect de grumeaux que de cristaux.

Même formés dans une masse de plomb commercial assez pur, les cristaux ne donnent pas encore la pureté chimique absolue.

Les cristaux de plomb, précipités par voie humide, ainsi qu’il vient d’être dit, dans l’acétate de plomb, sont plus purs, mais très oxydables : on fabrique avec eux facilement de la céruse, quand on prend des dissolutions faibles d’acétate, de façon à obtenir de très petites molécules cristallines, qui s’attaquent alors rapidement sous l’action de l’acide carbonique de l'air, lorsqu’on laisse les cristaux mouillés d’eau acidulée par l’acide acétique.

Ces cristaux de plomb précipité se présentent aujourd’hui dans divers procédés de traitement par voie humide des minerais et matières plombeuses ; procédés récemment créés et qui tendent à se substituer aux procédés antiques et souvent dispendieux de la voie sèche. Ces cristaux sont employés également dans les appareils récemment inventés pour accumuler l’électricité ; ils servent de base aux accumulateurs électriques de MM. Planté, d’Arsonval et Faure.

53. Relativement au plomb chimiquement pur, il nous reste à citer le passage suivant de M. Schutzenberger, qui complétera ce que nous avons à dire sur cette question.

« 11 existe un plomb obtenu par voie humide qui est une modification allotropique du métal et qui se distingue du métal ordinaire par son état amorphe et son oxydabilité à froid ou à une température peu élevée.

« Pour l’obtenir, on emploie une petite auge rectangulaire de 4 à 5 centimètres pour le petit côté, en prenant comme électrode positive une large lame de plomb occupant l’une des faces longues de l’auge ; un fil de platine horizontal, auquel on peut suspendre des lames de platine étroites, placées en regard de la lame de plomb, à 3 ou 4 centimètres de distance, est mis en communication avec le pôle positif d’une pile Bunsen à 1 ou 2 éléments. On verse dans l’auge une solution de potasse caustique à 10 pour 100. Au début, il se dégage de l'hydrogène, et l’oxygène provenant de l’électrolyse de l’eau dissout le plomb de la lame positive en donnant du plombite de potasse. Dès qu’il s’est accumulé dans le bain un peu de métal, celui-ci commence à se séparer sur les lames de platine, sous forme d’une couche grise, spongieuse, complètement amorphe. Comme l’eau continue à être décomposée, il se dissout plus de plomb qu’il ne s’en précipite ; le bain s’enrichit, et à un moment donné on voit apparaître des cristaux de plomb ordinaire. Le dépôt amorphe peut être lavé à l’eau bouillie, légèrement aeidulée avec de l’acide acétique, puis à l’eau pure, égoutté sur du papier joseph et séché dans le vide. Préparé ainsi, il est très combustible et se transforme assez vite à l’air, à la température ordinaire, en lamelles de litharge jaunâtres et cristallines.

54. « Wœhler a constaté qu’en faisant passer un courant électrique dans une solution d’azotate de plomb, on voit quelquefois les cristaux de plomb qui se séparent au pôle négatif prendre une couleur rouge de cuivre. La coloration ne s’étend jamais à tout le dépôt, et sa production est des plus capricieuses. Les lamelles rouges, lavées à 1 eau et à l’alcool, ont l’aspect du cuivre et conserver» leur couleur et .leur éclat à l’air. L’acide chlorhydrique, l’acide azotique étendu et les alcalis caustiques ne les altèrent pas ; l’acide azotique chaud les dissout, les lamelles gardant leur couleur jusqu’à la fin. Exposées à l’air humide et humectées d’eau, elles donnent rapidement de l’hydrate d’oxyde de plomb, sans disparaître toutefois entièrement, même après des mois. Le perchlorure de fer fait instantanément disparaître la couleur rouge, qui est remplacée par la couleur grise du plomb. Dans l’hydrogène pur, elles se maintiennent inaltérées jusque vers 200°, puis fondent en donnant des globules de plomb ordinaire. Cette matière rouge peut être ou une modification allotropique du plomb, ou un hydrure. La modification rouge, si elle existe réellement, serait plus altérable que le plomb ordinaire (Ann. der Chem, und Pharm., supplément, t. II, p. 135). »

55. Le plomb se présente fréquemment dans les alliages commerciaux. La liste des alliages industriels est considérable ; nous ne citerons que les plus importants :

Plombs laques : (fort abondants dans les usines de désargentation), antimoine : jusqu’à 15 et même 18 pour 100.

Plombs de clichage : étain : 18,75 pour 100; bismuth : 50 pour 100.

Caractères d'imprimerie : antimoine : 20 pour 100.

Planches à graver la musique : étain- : 5 pour 100 ; antimoine : 20 à 25

pour 100.

Soudure des plombiers : étain : 33 pour 100.

Soudure des ferblantiers : étain : 50 pour 100.

Alliage très dur pour locomotives : étain ; 11,52 pour 100; zinc: 62,64 pour 100; cuivre : 6,10 pour 100.

Le reste, jusqu'à 100, est du plomb.