PROFOND
IJ
l’opération
plomb
Clausthal (ISGOi . . .
Altenau (1860). . . .
Lautenthal (1860). . .
Nouv. four. id. (1877).
Vieux fours (1877). .
Fours à gaz (1877). .
Ah.
Fours ovales (1865) .
Id. (1874). . .
M. Capacci fait, entre autres remarques, les suivantes sur les progrès réalisés comme rendement dans le travail à la coupelle :
A Clausthal, d’un chargement de 8‘,4 de plomb d’œuvre, en 4860, on a progressé à 40‘, en 4877, et la consommation de combustible a également diminué par T. de plomb coupellé de 429 k e à SOS 1 » de bois.
Pour Altenau, on remarque que les conditions obtenues à Laulentbal sont bien
préférables, puisque le chargement a été augmenté de 5 l à 8 l ,50 et la dépense en combustible diminuée de 572 k s à 397 k s.
A Przibram, grâce à l’installation du four à gaz dont il a été question, non seulement on a passé 22‘,6 au lieu de 7‘,5, mais la dépense eu combustible est descendue de 200 k s à 170 k s de houille.
A Freiberg, les fours n’ont pas été changés, mais le travail des ouvriers est devenu plus habile, puisque de 17* de plomb d’œuvre chargé, on a passé à 26‘, et avec une économie considérable de combustible ; car on ne consomme par T. de plomb coupcllé que 192 k s de lignite au lieu de 515 k s de bois.
Nous donnons comme complément du précédent un tableau relatif à quelquesunes des usines ci-dessus nommées ainsi qu’à diverses autres : le lecteur y trouvera un résumé d’ensemble assez complet et, sous une forme succincte, tout ce qui concernant le travail de la coupelle allemande est digne d’intérêt.
(Voir le tableau pages 200 et 201).
B. Coupelle anglaise.
272. a. Appareils. — La coupelle anglaise est représentée fig. 71 : C’est un cercle de forme ovoïdeen fer, fait avec du fer plat ou bandes de 0 m ,015 d’épaisseur et 0 m ,12 de largeur; il est soutenu par cinq traverses de même épaisseur et force, qui retiennent lesTdeux cintres du cercle : a, a, a sont les canaux que le eoupelleur creuse successivement dans la pâte de la coupelle pour la sortie des litharges, qui s’écoulent par l’échancrure cl, ménagée entre la coupelle et le cercle. Le creux b qui forme le vase où le bain de plomb est reçu, est lui-même excavé et échaneré de manière à présenter vers les rigoles une assez forte épaisseur de pâte, afin d’offrir une résistance au travail de l'outil et au choc des litharges. Cette excavation d est creusée par l’ouvrier, avec un outil spécial (couteaux, raclettes, etc.), dans la masse de la coupelle, lorsqu’on l’a complètement remplie d’os et amenée au niveau supérieur de la carcasse de fer et alors que la pâte n’est pas encore trop sèche.
Fig- 71.
La figure 72 représente la perspective du four anglais : C est la coupelle mise en place, calée à l’aide de quatre coins en fer, s’appuyant sur deux solides barreaux représentés en F, F (voir coupe fig. 74).
Le foyer alimenté de houille est en A. D, D la porte de travail, fermée par deux plaques de tôle mobiles, dans le sens horizontal, d’où les vapeurs plombeuses s’échappent dans la hotte antérieure E. Les gaz de la combustion et de la réaction
représentée fig. 77 en élévation et fi g. 78 en coupe horizontale; la coupelle
273. Dans l’Amérique méridionale et aux États-Unis, on a remplacé la coupelle d’os par un vase en fonte, à double enveloppe, dans laquelle circule un courant d’eau : il a la forme de la figure 80, et résiste bien à l’action corrosive des litharges. Ce système, appelé fourneau Streitz, offre les avantages considérables suivants : point decuisson, ni de préparation d’os ; point de battage de sole, ni de séchage ; écoulement facile des litharges et danger nul de rupture. On ne pratique dans cette coupelle que la concentration du plomb jusqu’à 60 pour 100 environ de teneur en argent ; l'éclair est fait sur un four à coupelle d’os ordinaire (anglais).
Fi". 80.
a est le bassin ; o, o, o, o les quaire trous de coulée des litharges.
274. p. Manipulations. —Quelques coupelleurs ont soin de préparer d’avance le trou de coulée dans le centre de la coupelle, pour la décharger à volonté, après concentration. Ce trou est fait sur place, à l’aide du vilebrequin manié de loin par une petite bielle et une excentrique et dont nous avons donné la figure plus haut (fig. 76). La pointe corrodante est placée sur .le centre inférieur de la coupelle, et le point d’appui est fourni par une plaque en acier, appuyée sur une base transversale, qu’on soulève avec une pince en Ter, à mesure que le trou s’approfondit. D’autres coupelleurs font lo trou de saignée sur le côté, et produisent assez facilement l’écoulement du bain, en soulevant un peu le vase du côté opposé : le trou central est plus pratique.
Le trou par lequel lo plomb ou l’argent s’écoulent est bouché ensuite avec un peu de terre d’os placée sur une tôle ; cette dernière est appüquée, en guise d’emplâtre, contre le trou : dans le cas du trou central, à l’aide d’un levier du premier genre (fig. 75), dont le poids a est la puissance et la barre b le point d’appui : il suflit d’enlever le poids et de tisonner légèrement le trou, pour obtenir la coulée du plomb; cclui-ci est reçu, soit dans le chaudron à 5 roues d’où on le coule facilement en saumons numérotés, soit directement dans des moules à petite section, soit enfin dans le bassin h (fig. 76). Le bassin allongé sert plutôt, ainsi qu’il a é.é dit, pour le grenaillage de l’argent dans l’eau • le plomb s’y fige trop rapidement.
275. Le vent est fourni par des machines soufflantes. ventilateur, jet de vapeur, d’aii- comprimé, etc., et arrive par la conduite H (fig. 74) ; il est réglé dans la buse par une clef ou soupape.
Lorsqu’on marche au jet de vapeur (à Bindsfeldhammer, près Stolberg et dans quelques usines anglaises), le tuyau de vapeur de 0 m ,02 de section s’arrête un peu en avant de la buse de la tuyère, dans l’axe de cette dernière ; on crée ainsi un courant d’air entraîne par la vapeur, qui remplace l’air à pression des machines
Le replâtrage des îigoles, qu’on abandonne pour les remplacer par d autres, se fait également avec de la pâte d’os presque sèche : quand le replâtrage et le creusement d’une nouvelle rigole sont impossibles, il faut démonter la coupelle, pour la remplacer par une neuve. C’est une perte de temps qui est d’ordinaire de
i l heures, savoir :
Mise hors feu :. 3 heures.
Descente de la coupelle. 0 30“
Mise en place de la nouvelle coupelle :. 1 30 m
Réchauffage et séchage lent : . . 5 »
Chargement nouveau du plomb : 1 »
Dans les fours allemands, la mise hors feu définitive, pour cause de dégâts et avaries inéluctables, est de plusieurs jours; c’est là un des grands et principaux avantages du four anglais que de pouvoir être réparé rapidement. 11 en a d’autres encore : la facilité de la concentration ; le raffinage à 995 ou 996 millièmes de fin, dans le four même, si l’on veut ; une durée, à moins d’accidents, de près de 6 à 7 jours de coupelle, durant lesquels on peut passer 25 tonnes de plomb ; une perte en argent et en plomb moindre qu’à la coupelle allemande, parce que l’ouvrier domine son four facilement, etc., etc.
276. Les coupelles anglaises ont une dimension qui varie de l m ,25 à l m ,10 en longueur, de 0 m ,70 à 0 m ,75 en largeur, et de 0 m ,10 à 0“,06 en épaisseur. L’excavation laisse un bord de 0 m ,08 à 0 m ,10 le long du cerceau en fer, excepté à la poitrine, dans laquelle se taillent les rigoles, où le bord atteint alors de 0 m ,25 à 0“,55. Cette dernière dimension correspond à la suppression du vide antérieur des coupelles, suppression qu’on fait en Allemagne et aux États-Unis.
La coupelle avec un vide de 0 m ,06 à 0 m ,07 de profondeur tient de 2* à 4*,250 de plomb d’œuvre. La concentration se fait de manière à ramener 4* à environ 50 kil. de plomb riche. On saigne le plomb concentré, de 24 en 24 heures ordinairement; pour les plombs d'œuvre riches, de 10 en 10 heures; pour des plombs à moindre teneur, suivant le titre d’argent qu’on veut atteindre dans les plombs qu’on veut mener jusqu a l’éclair. Un type courant est une teneur de 70 à 75 pour 100 d’argent ; moins souvent de 55 à 60 pour 100 d’argent.
277. Dans une usine bien conduite, il y a toujours 3 à 4 cerceaux de coupelles battues d’avance, sèches depuis deux mois au moins et prêtes à entrer en travail ; car, quand les plombs sont très antimonieux et cuivreux, il est facile que les coupelles s’écaillent et se fendent quelquefois tout d’une pièce, sans raccord possible, ou bien s’inutilisent successivement et rapidement.
On calcule qu’on passe 2‘ de plomb par 24 heures au four à coupelle; 4*,40 est un maximum, quand le plomb est relativement peu riche, c’est-à-dire quand on pousse activement l’oxydation, parce qu’il n’y a aucune crainte de faire passer trop d’argent dans les litharges, qui sont alors fabriquées pour le commerce ou envoyées au four de réduction.
278. y. Coût de l’opération. — - Les fours à coupelle servent, si nous résumons tout ce qui précède :
1° A extraire l’argent du plomb d’œuvre directement obtenu des saumons venant de la fonderie, avec ou sans concentration préalable;
2° À l’extraire de plombs enrichis préalablement par le pattinsonnage ou par le zingage ;
5° A exécuter, en général, n’importe quelle oxydation de matières plombifères, entre autres celle des crasses riches ou alliage ternaire des plombs soumis à l’opération du zingage, comme nous le verrons ci-après.
Nous admettrons cette triple division dans l’examen des prix de revient respectifs des coupelles, allemande et anglaise, ainsi que dans l’ensemble des remarques qu’il nous reste à faire sur cette intéressante opération métallurgique.
Dans la coupelle (allemande ou anglaise), on procède par fdage ou par concentration. Ainsi qu’on l’a vu, la concentration est facile à la coupelle anglaise, puisqu’on peut non seulement pendant la marche remplacer la coupelle, mais percer le bain au-dessous de la sole, par le trou de vidange, quand on est arrivé au titre d’argent voulu. Cela n’est point possible dans la coupelle allemande, — où il faut ne charger la sole et ne filer du plomb à coupeller qu’en quantité limitée, en rapport avec la contenance et la capacité d’absorption de la sole unique en os ou en marnes, — à moins d’un écoulement par une rigole profonde ou d’un épuisement à la cuiller.
279. La coupelle anglaise, par sa mobilité, est plus maniable et plus pratique; elle ressemble complètement, comme travail, à celui de la coupellation au moufle du laboratoire, sauf les dimensions et les détails que nous avons cherché à indiquer au mieux.
Sous tous les rapports, même comme pertes de plomb et d’argent par volatilisation, la coupelle allemande est inférieure h l’anglaise ; aussi on ne comprend guère sa persistance à vivre, puisque même les coupelles à 50 % de marnes servent dans les fours anglais. On peut faire d’excellentes coupelles anglaises, surtout pour le travail des crasses riches zingueuses, avec un mélange de 70 °/o d’os calcinés et 50 °/o de marnes et même moins, — ce qui est plus économique que les os calcinés seuls ; on en a même fait avec de la chaux calcinée (probablement une marne très calcaire). (Chicago).
La coupellation à la vapeur ne réussit que difficilement, même avec des plombs très purs ; elle coûte d’ailleurs aussi cher que si l’on usait d’un ventilateur ou d’un autre injecteur quelconque d’air.
La coupellation à l'air comprimé, avec un réglage convenable, en relation avec la longueur de la conduite d’adduction, permet d’aller très vite (1 /3 du temps en moins), même quand on opère sur des matières très antimonieuses, cuivreuses et zingueuses, et sans plus de perte d’argent que celle de coutume.
11 ne faut pas croire que, malgré les grands avantages de la coupelle mobile, le vieux fourneau de coupelle allemande, à voûte mobile et sole fixe, soit prêt à céder la place aux coupelles anglaises ; il vit encore, dans la famille métallurgique
allemande, à Przibram, à Ems, etc.; etc., et il survivra encore longtemps, maintenant surtout qu’il a secoué un peu ses formes antiques *.
280. Les frais de l’opération sont considérables. Elle exige des ouvriers très soigneux et foncièrement honnêtes ; les Coupelles anglaises doivent être parfaitement établies et séchées longtemps d’avance. Cette opération absorbe, en outre, une certaine quantité du plomb mis en œuvre, qui est volatilisée avec entraînement d’argent.
Nous avons eu occasion d’examiner les frais de coupelle allemande d’une campagne de plus de 15 ans, faite dans les usines espagnoles de MM. Romero, à Aguilas (Espagne), à une époque où la coupelle anglaise, qui n’est venue qu’avec le pattinsonnage, commençait à s’introduire.
La moyenne générale de ces quinze années a été de 155 francs par tonne de plomb coupellé, en dehors des pertes de plomb (au moins 10 à 11 %, non retrouvés dans les fumées des galeries de condensation) et de celles d’argent (au moins 1/4 %) : ce chiffre est considérable, mais il ne faut pas oublier qu’il se rapporte à un pays où le combustible était alors très cher.
281. Voici les chiffres de la coupellation anglaise dans l’usine de M. Pattinson, à Newcastle (Dict. du D r Ure).
Le plomb coupellé est à la teneur moyenne de 400 onces anglaises à la tonne a (12 k &,4528 r à la tonne, soit 11/4 environ %) 5 I e coût par tonne de plomb d’œuvre est:
Coupelle : Salaires.€st :
Charbon : 160 k « à 5 sh la tonne. . . »
Machines : Salaires. »
Charbon (5 Hunderweight = 254 k «),
à 5 fr. la tonne. »
Divers : Os, potasse, divers. »
Réparations. »
£st :
0— 4 sh ,18 Ifr. 5,22 A » 0 ,80 1,00 » 1 ,58/ i
0 —11^,34 Ifr.’ 14,17 y
282. M. Pattinson admet que 100‘ de plomb brut espagnol pattinsonnées fournissent : 92 de plomb marchand et 8 de plomb riche à coupeller.
On verra plus loin que la répartition ordinaire est de 3',33 de plomb riche pour 26‘,66 de plomb d’œuvre, soit 12,50 % de plomb riche: 10 °/ 0 et à fortiori 8 % ne sont donc des moyennes de quantités à coupeller que pour des teneurs un peu nasses de plombs bruts.
1. En présence de cette tenace longévité, il n’est pins permis de s’étonner que dès progrès, d’une plus grande importance relative et d’une intensité plus directe, exigent des années considérables pour se constituer ; en métallurgie surtout, la durée de 15 ans d’un brevet est loin d’être suffisante pour consacrer une idée, fût-elle même très saine et très pratique, et surtout pour lui faire prendre véritablement pied et racine.
2. (400 onces anglaises X 1,08108) X 28* r ,75 = (452 onces espagnoles x 28«',75) = 18‘i,432 gr (Voir pages 10 et 11).
Salaires, etc. Combustible
7 fr. 19) 0‘, 160)
0 l ,414 k « (chiffre du combustible).
11 fr. 92 (chiffre constant) : ce qui donne pour formule, n désignant le prix delà tonne de houille: 11,92 + 0,41 n (I).
On trouvera plus loin (290) le prix de revient donné par M. Leplay, pour le travail à la coupelle, dans les premiers temps du pattinsonnage en Angleterre, notablement plus élevés que ceux-ci (50 fr. par tonne).
283. MM. Luce et Rozan, dans leur remarquable Mémoire sur le pattinsonnage à la vapeur, donnent les chiffres suivants :
La coupellation de 406 l ,580 tenant 726l k s,261 d’argent (17^,867 à la tonne, près de 2 °/ 0 ), a coûté :
Salaires :... 8.802 fr. 48
Combustible:. 8.405 48
Divers :. 1.138 00
Total. 18.346 fr. 02
ce qui donne par tonne de plomb coupellé :
Salaires :.21 fr. 66)
Combustible (661 k « à 31 fr. 26' :. 20 68>
Divers :. 2 84 )
Soit, par tonne ..... 45 fr. 18
fort voisin du prix de M. Leplay.
Ce chiffre peut se représenter, en désignant par n le pris*de la tonne de houille .
21 fr. 66 I
9 (chiffre constant)
24 fr. 50 + 0,66 n (II)
Elle diffère notablement de la précédente : 11,92-1-0,41 n (1) de Patlinson
Salaires Divers .
284. L’opération, dans les usines espagnoles actuelles, se chiffre comme suit:
Coupelle :
Salaires. . .
Combustible,
. 1 Salaires .
Machines: j Combnstible .
Divers : Os, potasse, réparations.
ce qui peut s’écrire :
15 fr. 70
20 55 (500 k « à 37 fr. la tonne)
10 17 (275 l « à 37 fr. la tonne)
57 fr. 52 par tonne,
Total 825 k e (chiffre du combustible)
Total 27 fr. 00 (chiffre constant)
et donne la formule : 27 + 0,825 n (III), n désignant le prix de la tonne de combustible.
285. Dans toutes ces formules, la perte en plomb et argent n’est pas estimée : 10 % du plomb (s’il n’y a pas de cheminées de condensation) est à peu près la moyenne des pertes : car cette perte, rapportée au plomb d’œuvre (le plomb des fonds de coupelle compris), s’élève, avec des plombs impurs, à plus de 11 % ; avec des plombs purs, très près de 9 moyennement, on perd donc 10 % de plomb, qui se retrouvent il est vrai, en partie, dans les cheminées de condensation, là où elles existent. La perte réelle n’est alors que de 5 % environ ; mais il faut retraiter ces fumées, souvent chargées d’antimoine et de zinc. La perte pour argent est surtout causée par entraînement, soit dans les vapeurs de plomb que l’on peut éviter, en ne dépassant pas 900 à 950° (température supérieure à la fusion de la litharge même cuivreuse), soit en évitant autant que possible l’entraînement du plomb enrichi dans les litharges, qui, lors de leur écoulement, hors du four, poussent souvent avec elles des gouttelettes de plomb mécaniquement mélangées, en quantité d’autant plus grande que l’ouvrier qui fait les rigoles de sortie de la coupelle est moins habile, et en teneur d’autant plus élevée que l’on est plus voisin de l’éclair final.
286. Les litharges produites pèsent le poids du plomb d’œuvre eoupellé. L’oxygène, pris par le plomb, pèse à peu près ce qui disparaît en plomb dans la cheminée par volatilisation. En effet : l’oxyde de plomb contient 92,8 % de métal. Il prend 7,20 °/o d’oxygène. 1‘ de plomb d’œuvre devrait donc donner, en dehors de l’ar gent: l‘,077 de litharge; on nlen trouve que 1000 k «à peine; les 7,70 % d’oxygène ne font pas défaut, mais c’est le plomb volatilisé qui manque.
287. En admettant, ce qui est normal, que la quantité de plomb à coupeller soit de 10 pour 100, provenant de 100‘ de plomb brut soumis au pattinsonnage ou au zingage, comme nous le reconnaîtrons plus loin, les formules ci-dessus trouvées
MÉTALLURGIE DE LA DÉSARGENTATION DES PLOMBS ARGENTIFERES. 201 pour pouvoir s’appliquer à la tonne de plomb brut s’écriront, en les divisant toutes par 10 :
(II) 2,45+0,066 n (Luce et Rozan, Marseille).
(I) 1,19 + 0,041 n (Pattinson, Newcastle).
(III) 2,70+0,082 n (Espagne).
288. La formule générale moyenne, en tant qu’applicable au pattinsonnage ou au zingage, serait donc (IV) : 2,115 + 0,065 n, par tonne de plomb brut ramenée au Vio- Elle est, du reste, applicable à tout autre travail : tant à celui de la coupellation directe, en la décuplant, qu’à l'oxydation de n’importe quelle matière plombeuse argentifère aurifère et cuprifère.
§ 111. COMMENT LA CRISTALLISATION S’EST TROUVÉE PLUS ÉCONOMIQUE QUE LA COUPELLATION DIRECTE.
289. Si nous revenons au chiffre espagnol de 135 francs indiqué (280) et si nous remarquons que: 23 réaux vellon = 5”,15 étaient à cette époque la valeur moyenne de l’once espagnole d’argent de 28® r ,75 (0",20 = valeur d’un gramme d’argent), — les 135 francs par tonne représentaient 675 grammes. Une tonne à 675 grammes ne payait donc plus les frais en Espagne : 67s r l/2 d’argent disparaissaient par suite dans chaque 100 kilogrammes de plombs marchands écoulés sur le marché commercial de celte époque ; en Angleterre, c’était l’équivalent de 5 francs ou 25 grammes.
Le pattinsonnage, en permettant de réduire 100 T de plomb brut à seulement 10 tonnes à coupeller, c’est-à-dire de ne plus dépenser que 1/2 once ou 14« r ,375 à 0",20 le gramme par quintal, soit 62 ,r ,38 par tonne (Voir la note 1 au bas de la page 5), il résultait de ce fait une économie des plus considérables : de 135 fr. — 62 ,r ,38 = 72 ,r ,62 par tonne, soit 53,33 pour 100, en Espagne, et 50 f —16 f ,20 == 33 f ,60 en Angleterre, etc., soit 33 %• (Dans ce dernier prix (anglais), la perte en plomb est comprise; elle ne l’est pas dans le premier.) Il y avait par suite le plus grand intérêt à adopter le pattinsonnage. Aussi a-t-il pris un essor assez rapide, mais cependant avec une lenteur relative assez grande. La routine et la concurrence : telles étaient les forces aux prises, comme toujours. C’est la lutte toujours existante, souvent acharnée, des intérêts. Il ne faut pas oublier du reste qu’un procédé n’est introduit effectivement dans le monde industriel que s’il devient tout à fait routinier pour le personnel ouvrier qui doit l’exécuter.
M. Grimer (pages 55 et 56 de son mémoire) dit : « Le pattinsonnage réduit de « moitié les frais de désargeutation : au lieu de 70 à 80 francs par tonne de plomb « que eoûte la coupellation directe, avec la réduction des litharges, les frais sont « ramenés par le pattinsonnage autour de 35 à 40 francs, en ne comptant, dans les « deux cas, que les déchets qu’éprouvent les plombs en sus de la perte résultant « de l’affinage 1 ».
1. Remarquons en passant que plus loin (page 68), M. Grüner indique que la coupellation directe de la tonne de olomb d’œuvre coûtait 55 francs à Tamowitz, lorsque le zingage, alors récemment
290. Les divers chiffres de frais de coupellation, savoir : 60, 70 à 80 francs comme types généraux; celui de 35 francs, particulier à Tarnowitz, ainsi que celui de *135 francs d’Espagne, dû surtout à la cherté du bois (broussailles), relatés plus haut, sont des résultats provenant des variantes d’un même travail, composé des mêmes éléments, savoir : Salaires, Charbons, Réparations, Réactifs, etc. ; et condensés dans les formules indiquées ci-dessus. Par ce premier exemple, on reconnaîtra l’exactitude de la réflexion consignée (5); il est, en effet, fort difficile de faire des comparaisons, si l'on ne groupe, surtout au point de vue du combustible et des réactifs, les prix de revient.
Nous nous en tiendrons aux formules consignées plus haut, parce que certains éléments, qui sont du'reste exclusivement anglais, se sont modifiés par 40 années d’expériences multiples et faites sur divers points du globe, et qu’elles sont établies de façon à nous servir dans les comparaisons ultérieures que nous ferons entre les divers procédés de désargentation.
