Ces chiffres diffèrent de ceux donnés

par M. Bruno Kerl.

259. Bientôt après surviennent, quand le vent a été donné, d’autres nettoyages à faire, assez fréquents, de matières déjà plus molles, mais encore flottantes et noires sur le bain rouge cerise; elles ne sont pas encore suffisamment liquides pour pouvoir passer par la rigole des litharges : ce sont des matières surtout antimoniales; les abstrich, qui représentent 3 1/2 pour 100 environ du poids du plomb d’œuvre ; c'est-à-dire que c’est ordinairement ce poids de litharges impures n“ 2, qu’on tire du four, jusqu’au moment où l’écoulement normal des litharges courantes par la rigole s’établit.

MÉTALLURGIE DE LA DÉSARGENTATION DES PLOMBS ARGENTIFÈRES. 171 Cette période est quelquefois courte (Tarnowitz), quelquefois très longue (Rothenbach) : dans ce dernier cas, il se forme quelquefois un bord anulaire de matière scoriacée, qui doit être enlevée avant l’éclair : des ruptures de ce bord pourraient donner lieu à des cavités, où le vent s’engouffre et produit des vagues violentes de litbarges qui donnent lieu à des oscillations du bain et par suite à des écoulements de plomb.

Voici la composition fort variable des litharges n° 2 ou abstrich de plusieurs usines, d’après les analyses de P. Berthier, Rivot, Rammelsberg, Fournet, Ernst, von Lill, etc.

USINES DE

(France)

HcLni

(Freyberg]

(France)

KATZBXTHAL

(Allemagne)

n o a r [■ i : i (iNassau)

(France)

Cf (iïiirtz) 1 *

Oxyde de plomb (PbO). .

Oxyde de zinc (ZnOI . .

Oxyde de enivre (CuO). .

Oxyde de fer (FeO) . . .

Oxyde d’antimoine (Sb a 0 3 )

Acide arsénieux (As a 0 3 ).

Soufre (S).

Os mélangés de la cou-

totaox .!

USINES DE

(Allemagne)

(Allemagne] (4 bis)

PONTGlUAün

(France) (5 bis)

(Hongrie)

(Hartz)

Oxvde de plomb (PbO). .

Oxvde de zinc (ZnO) . .

Oxyde de cuivre (CuO). .

Oxyde de fer (FeO). . .

Oxydedantimoinc(S ! bO)

Acide arsénieux (As-Qÿ.

Soufre (S).

Silice.. .

Alumine.

Plomb.

Totaux ....

D’après Rammelsberg, l'analyse de Clausthal (3 bis) correspond à un sel défini : 3Pb0-t-Sb 2 0 3 ; l’analyse de Siegen à : 2Pb0-|-Sb , 0 3 .

L’analyse de Poullaouen (1) correspond à l’abstrich final, et celle (1 bis) à l’abstrich du commencement; celle de Katzenthal (4) correspond à l’abstrich final et

(4 bis) du commencement ; celle de Pontgibaud (3) à l’abslrich final et (3 bis) du commencement ; celle de Ilolzappel à l’abstrich final.

Ces deux catégories de lilharges impures : abz.ag et abslrich, sont mises à part, pour leur traitement ultérieur, comme antimoniales et donnant lie,u à des plombs laques; la teneur de l’antimoine, en effet, varie, dans les premières, de 1/2 à 5 pour 100, et dans les secondes, de 9 à 44 pour 100. Un peu de cuivre se présente surtout dans les abzug ; mais ce métal se trouve principalement dans les dernières lilharges avant l’éclair et même avec l’argent, dans la masse qui résiste à la filtration ; il ne s’écoule que fort petit à petit avec les litharges ordinaires n° 3 en normales.

260. Les litharges normales ou n° 3 se répartissent en trois lots ;

a) , une portion s’imbibe dans la masse poreuse de la coupelle;

b) , la partie principale s’écoule au dehors au moyen d’une rigole. La litharge étant plus légère que le plomb (son poids à l’état solide est de 7900 kilogrammes au mètre cube, celui du plomb de 13 570 kilogrammes) surnage le bain, lorsqu’elle est abondante. Le plomb fondu dans un vase creux prend une surface bombée, convexe, au contraire de la litharge qui prend une courbure concave, d’autant plus prononcée que le vent la repousse plus vivement vers les bords. Il y a donc au bord de la coupelle (voir fig. C0),

Côupelle

Fig. 60.

une épaisseur de a en b, au contact des os d, que l’ouvrier peut entamer par une coupure ou rainure a c, laissant le plomb dans le vase et permettant à la litharge de s’écouler au dehors du fourneau.

Fig. 61.

C’est ce canal de sortie ac des litharges (ou rainure ou rigole) qu’on rabaisse successivement avec un crochet ou avec une scie ou couteau (voir fig. 61), quand le niveau du bain baisse; qu’on bouche avec de la pâte d’os, si on veut le supprimer,

pour le remplacer par un nouveau canal ; — toutes manipulations qui exigent du coupelleur une assez grande habileté, s’il veut éviter l’écoulement au dehors d’un mélange de litharges et de gouttelettes de plomb métallique riche, car ce plomb a la teneur moyenne du bain. L’écoulement du petit filet de litharges par la rigole doit être rigoureusement proportionnel à la charge du plomb qu’on renouvelle, plomb qui a reçu le nom de filage. On fait filer le plomb nouveau remplaçant le plomb qui s’est oxydé, soit en le déposant par petits pains moulés circulairement sur les bords d’une porte du four (four allemand), soit en petites barres ou saumons de faible section, placés dans un canal de fonte, d’où ils disparaissent peu à peu, en les poussant de temps en temps, à l’état de gouttes, sous la réverbération intense du foyer (four anglais) ; soit enfin par cuillerées puisées dans un chaudron, où le plomb est fondu d’avance (four anglais). Le filage par gouttes facilile l’oxydation par toutes petites portions du plomb introduit et permet, à cause de cette lente fusion, un réglage peut-être plus facile du niveau du bain qu’avec l’alimentation à la cuiller, qui provoque aisément des bouillonnements du bain.

La composition des litharges normales est d’ailleurs de 92 pour 100 de plomb pour 8 d’oxygène : nous en donnons ci-après plusieurs analyses.

261. c). Les litharges riches ou de concentration sont désignées par ce nom lorsqu’elles procèdent de l’épuration du plomb concentré enrichi : la suppression du filage ; l’élévation croissante de la température par des soins spéciaux donnés au foyer; l’augmentation légère du vent.; une surveillance minutieuse pour empêcher la sortie du plomb dans la rigole des litharges ; un réglage du tirage pour éviter les fumées rouges, indicatrices de volatilisation exagérée de plomb et par suite d’argent : telles sont les caractéristiques de cette dernière phase de l’opération qui précède l’éclair. Le niveau du bain n’étant plus alimenté, le plomb diminue peu à peu de volume ; le tournoiement des litharges devient intense ; l’argent, sous un coup d’œil un peu horizontal, dessine parfaitement son globe miroitant dans la masse, plus foncée de couleur, quoique liquide et brillante ; les teintes de l’arc-en-ciel en mille nuances, dans lesquelles le bleu azur domine, parcourent les flancs du bain ; le gâteau d’argent émerge peu à peu ; l’éclair en grand se produit, sous les efforts du foyer, de la flamme et du vent, qui portent le four à près de 1000°. Aussi la volatilisation dans cette dernière période est-elle réelle et presque forcée, à moins d’un excellent ouvrier.

262. L’éclair s’étant produit, si le métal fin à l’état pâteux et miroitant, —dont on' prélève de petits dés d’épreuve (avec l’outil représenté figure 62), — indique

Fig. 62.

encore la présence du cuivre, on recharge quelques saumons de plomb, autant que possible d’une teneur élevée en argent. On repasse aussi â ce moment les résidus de raffinage des lingots d’argent, les particules d’argent incrustées dans les

briques et les creusets du raffinage broyés et lavés, le borax ou le verre fondus imprégnés de gouttelettes d’argent et qui ont servi de fondants dans celte opération d’épuration. De fréquents essais de l’argent brut, qu’on touche le moins possible avec l’outil et en tout cas très délicatement et qui se dépouille peu à peu des dernières matières étrangères dans la flamme oxydante, faits au four à coupelle d’essai ou par voie humide, révèlent l’état du métal, qui tant qu’il coupelle sans addition de plomb, est loin d’être à point. D’ailleurs les caractères de plasticité, de brillant, de couleur, de cassure, de consistance, après refroidissement dans l’eau des prises d’essai, caractères que le coupelleur acquiert pratiquement, à force d’exercer son métier, caractères qu’il examine de 5 en 5 minutes d’abord, de minute en minute ensuite, sont ceux qui le guident pour obtenir de l’argent brut convenable.

263. Pendant, cette phase de l'opération dernière, la maçonnerie du four subit des corrosions énergiques ; le plomb en vapeur qui s’élève du bain s’oxyde et s’attaque à la silice des briques même les plus réfractaires: celles-ci laissent tomber de la voûte du four des gouttes de silicate de plomb et chaux de couleur rouge sang, assez difficiles à éliminer, après refroidissement du gâteau d'argent ; aussi la qualité dos matériaux réfractaires des fours à coupelle a-t-elle une considérable importance.

Les briques faites avec de l’argile réfractaire anglaise de Stourbridge sont celles qui réussissent le mieux jusqu’à ce jour. La composition de cette argile est la suivante :

Silice (SiO 3 ). ... : 47,50 Alumine (ADO 5 ). . . : 57,40

Eau combinée. . . : 15,10

Ni fer, ni chaux, ni magnésie, ni alcalis 1 .

1. Peut-être convient-il d’indiquer ici, d’une façon tout à' fait générale, que l’oxyde de zinc étant indubitablement un des corps les plus réfractaires connus, il pourrait servir de base aux briques métallurgiques devant résister à de hautes températures et à certaines réactions. L’oxyde de zinc exige de 25 à 50 fois son poids de lilharge pour devenir fluide, — ce qui est certes une caractéristique formelle de la qualité réfractaire. — On devrait, croyons-nous, faire des essais pour l’introduire comme base dans la fabrication des briques réfractaires destinées à supporter des températures du blanc éblouissant et les corrosions des matières métalliques s’attaquant à la silice, comme celles développées dans les fours à coupelle, et surtout dans les fours de ressuage : Martin, Siemens, Ponsard, etc., et dans la cornue ou convertisseur Bessemer.

D’aprcs les rapports de M. Lan, professeur de métallurgie à l’École des Mines, inspecteur des Mines {la Métallurgie à VExposition de 1878, §11 : Préparation des matières réfractaires, p. 529, t. XV, des Annales des Mines, 1882), les diverses tentatives faites sur les briques à base d’alumine (Bauxite), à Saint-Étienne, n’ont pas donné tous les bous résultats qu’on en espérait. L alumine, du reste, n’est pas, d’après M. Lan, la base la plus énergique et la plus efficace sous ce point de vue. L>. magnésie a réussi mieux dans les briques siliceuses de Dinas à lvry, et surtout dans celles de Danowitz.

Des briques préparées et formées d’oxyde de zinc (60 pour 100) et quartz ou sable (40 pour 100) avec assez d 'oxychlorure de zinc pour agglomérer la matière, de façon à en faire une pâte presque dure, qui, avant d’être tout à fait sèche, a été comprimée sous une presse hydraulique sous forme de briques dans des moules, nous ont donné à un haut degré la qualité réfractaire. Ces briques, séchées ensude fortement à l’air, durant là à 20 jours, puis portées dans un four à haute température, pour la cuisson, résistent bien aux réactions de la lilharge, le plus corrosif des réactifs à chaud.

Nous avons donné récemment le conseil à l’ingénieur directeur des grandes briqueteries des Deux- Nceth, à Duppel, défaire un essai de cette fabrication en grand, et de pousser dans cette voie ses

264. Le gâteau d’argent est noyé avec de l’eau, envoyée avec un conduit de tôle dans le four, lorsqu’on a laissé baisser la température, jeté à bas le vent et le feu du foyer : on le coupe ensuite au ciseau pour le raffinage, après l’avoir frappé avec des marteaux sur les points où les taches de litharges ou de briques fondues sont adhérentes. Dans la coupelle anglaise (voir fig. 76), on a l’habitude de laisser rocher et de percer la sole en dessous en c, en faisant un nouveau réchauffage pour amollir le gâteau d’argent et profiter de son état pâteux et semi-fluide, pour le grenailler dans l’eau d’un bassin h amené au-dessous du trou de coulée. Ce trou s’ouvre à l’aide d’un vilebrequin bd ; l’outil, manié par la poignée a, prend ses points d’appui en c et d, à l'aide d’un petit tasseau en acier, appuyé sur une barre de fer rigide ef. Le bassin armé de roues est guidé par un ringard dont le crochet s’introduit dans l’anneau y.

Dans plusieurs usines où la coupelle allemande est en usage, on introduit dans le gâteau d’argent, vers la fin de l’opération, alors qu’il est encore pâteux, un certain nombre de ciseaux en fer, qui divisent la masse en fragments ou secteurs. Lorsqu’on a versé l’eau, à l’aide d’un canal pour le noyer, on exécute le défournement du gâteau, et de cette façon le dépècement en morceaux devient plus facile : briser une plaque d’argent tout d’une pièce est, en effet, chose dure et longue; des débris et des particules sont lancées en toutes directions, sous le choc des outils et principalement du marteau sur la tranche.

L’envoi d’une masse d’eau, dans les fours à coupelle allemands, offre plus d’un inconvénient. L’argent, saisi par l'eau, végète et tendà envoyer dans les profondeurs de la sole des racines plus ou moins adhérentes, au moment de sa solidification et de l’expulsion de l’oxygène occlus. De plus, malgré les soins apportés à la confection de la sole, il est bien rare que,— soit par des accidents de travail, des excavations des outils, soit par l’insuffisance ou l’inégalité du battage en certains points, — il ne reste point, à mesure que le plomb se retire, de petits lacs ou étangs, à la surface de la sole, où l’argent se coupelle isolément et donne lieu alors à de petites plaques terminées bien avant l’éclair définitif *. L’eau fait donc végéter et cracher ees plaques isolées, qui sont portées à une très haute température: d’abord, parce que la chaleur du four est volontairement et forcément élevée vers la fin de l’opération pour arriver à l’éclair et maintenir fondu un alliage de plus en plus infusible; ensuite, parce que la combustion du plomb ou, autrement dit, sa transformation en oxyde, s’exerçant maintenant sur une moindre masse, qui auparavant fournissait de ce fait un calorique considérable, diminue ; de sorte que cette source de chaleur disparaissant doit être remplacée à mesure à l’aide d’une flamme plus énergique du foyer, ainsi que d’une plus grande abondance de vent.

A Pontgibaud, on refroidit le gâteau, ea lui envoyant de l’air froid pendant quelque temps.

recherches, pour perfectionner encore davantage les qualités qu’on exige des matières tout à fait réfractaires. L’oxychlorure de zinc est fabriqué en dissolvant du zinc métallique dans l’acide chlorhydrique du commerce, jusqu’à neutralisation de ce dernier, puis en introduisant de l’oxyde de zinc, mélangé aux proportions indiquées de quartz blanc, jusqu'à consistance très épaisse de la pâte qui doit entrer dans les moules et subir ensuite le séchage. Ces briques sont blanches, assez lourdes et offrent certainement plus de résistance que les briques réfractaires siliceuses, alumineuses et magnésiennes aujourd’hui en usage dans les usines à plomb.

1. Des vols d’argent fort célèbres, à l’rzibram, ont été pratiqués de la sorte, en laissant à

264 bis. Les dernières litharges de concentration ou riches, ont une composition variable avec le plomb de concentration; c’est généralement le cuivre qui domine, quelquefois le bismuth, surtout à Muldahutte (Freyberg) et au Bas-Hartz.

Voici la composition des litharges riches bismuthifères de Muldahutte, d'après, Rammelsberg:

Oxyde de plomb (PbO) : .... 58,43

Oxyde de bismuth (BiO) :.35,25

Oxyde d’argent (AgO) :.0,71

Oxyde de cuivre (GuO) :. 0,28

Silice (SiO 5 ) (des parois du four). . . 3,75

D'après les raisons énoncées (21 à 24), il n’est point probable que l’argent soit à l’état d’oxyde dans ces litharges, mais à l’état de métal empâté dans l’oxyde de plomb.

Il y a, du reste, une raison assez péremptoire pour qu’il en soit ainsi : sous l'action du plomb métallique en excès du bain, l’oxyde d’argent, qui pourrait, croit-on, se fonner à la température de 900 à 980°, se réduira immédiatement à l’état métallique, l’oxygène passant au plomb qui en est très avide.

Le bismuth donne au gâteau d’argent un aspect vernissé et aux litharges, une couleur verte, noirâtre ; elles sont traitées pour bismuth, par le procédé Patera, (voir Métallurgie du Bismuth).

Ce métal se glisse surtout dans les litharges finales ou riches ; une partie reste avec l’argent, de l'éclair, et disparaît du reste au raffinage de l’argent, dans les os et dans les fondants. Le bismuth se rencontre également dans quelques plombs du Haut et du Bas-Hartz, et dans ceux de Joachimsthal ; on ne le trouve guère dans les plombs espagnols 1 (Voir les tableaux ci-après).

Voici un tableau qui résume différentes analyses de litharges faites par divers auteurs :

dessein des points faiblement battus dans la sole de la coupelle formant des sinuosités, des anfractuosités, etc.

t. La présence du bismuth dans les plombs facilite la coupellation, qui exige une température moindre, mais qui est plus lente; la volatilisation du bismuth paraît être de même ordre que celle du plomb. D'après Kayser, les gouttelettes sphériques bismuthifères, qui se forment à la surface des gâteaux d’argent comme des excroissances, tiennent peu d’argent (2, 3, jusqu’à 25 ° 0 ), lorsque l’argent n'est pas avancé en fin, et 45 jusqu’à 98 "/o d’argent, lorsque le gâteau est à peu près pur.

Les alliages plombo-argento-bismuthifères, avant l’éclair, qui présentent ces mêmes petites sphères bismuthifères, sont, au contraire, très riches en argent, tandis que la masse de l’alliage reste encore relativement assez pauvre.

Dans les produits de la coupellation allemande à Przibram, M. Mrazek a trouvé les teneurs suivantes de bismuth :

a) Dans les fonds de coupelle, au-dessous du centre d’argent : 0,798 pour 100

b) — — près des bords. 0,657 —

c) — — en dehors. 0,032 —

il) Dans les plombs fournis par la réduction des litharges. 0,553 —

c) Dans les plombs marchands pattinsonnés en provenant. 0,002 —

La fluidité et la couleur des litharges indiquent la température du four et guident le coupelleur. Les vapeurs plombeuses, en bonn’e marche, dans le four à coupelle allemand, doivent laisser voir la moitié du four clairement ; si Vœuvre a trop chaud, les vapeurs empêchent de voir, les litharges ne se figent que très lentement et coulent loin du four ; si l'œuvre ù froid, leur course est lente, et la surface du plomb tend à se rider et à se figer ; la production en litharges est alors presque nulle.

A Pontgibaud, on soumet les litharges au broyage, lavage et séchage au vent pour les livrer au commerce.

265. La conduite des rigoles dans les fours à coupelle est chose essentielle. La règle que suivent en général les ouvriers habiles, c'est de les faire assez profondes pour qu’elles s’écoulentrapidement en un grand ruisseau, sans toutefois atteindre au plomb sous-jacent : de la sorte on a un travail rapide ; 2° de les tailler de façon à ce que, si le vent s’arrête, elles ne coulent plus ; 3° que le plomb soit toujours largement couvert d'une bonne couche de litharges : cette dernière doit être telle qu’elle protège le bain de plomb contreunetrop rapide volatilisation de métaux et n’exige point cependant, pour se maintenir bien liquide, une trop haute température; en sus d’une plus grande dépense en combustible, cela donnerait lieu à une absorption considérable de plomb oxydé dans la sole, à une perte de métaux par volatilisation, et surtout à un enrichissement en argent des litharges qui s’écoulent au dehors.

266. Les fonds de coupelle sont des magmas de phosphate de chaux ou de marnes calcinées, contenant : potasse, chaux, oxyde de plomb et généralement toutes les bases formant les impuretés de plomb. Comme la silice est présente, souvent par enlèvement aux briques du four, ces fonds de coupelle forment en réalité un phosphosilicate de plomb, de chaux et d’autres bases métalliques.

Voici quelques analyses de fonds de coupelle :