DES CHAUDIÈRES EN BATTERIE. CRISTALLISATION MÉCANIQUE ET A LA VAPEUR

313. Le type de partage d’une chaudière de plomb à cristalliser, désigné plus haut par m et qui se retrouve désigné par cette même lettre dans presque toutes les formules que donnent la plupart des auteurs s’occupant de cette question, caractérise les divers modes de pattinsonnage. Pour déterminer le meilleur procédé de cristallisation pratique et économique, ce rapport a été l’objet, dans maintes usines, d’expériences et d’essais multipliés. Nous y avons consacré, pour notre part, surtout à l’usine de Sampierd’Arenà (Gênes), un temps considérable, et nous sommes arrivé à ce résultat : c’est que, pratiquement, la facilité du travail que donne m= 3, c’està-dire la division du plomb en 1/3 de plombs-mères ou culots qui remontent la batterie et en 2/3 de cristaux qui la descendent, est très commode pour la direction de la batterie.

En effet, le soin du chargement des chaudières intermédiaires est peu de chose dans ce cas, et la vérification de la marche de la batterie excessivement facile, puisque les titres doivent être sous-doubles les uns des autres, en descendant, et doubles les uns des autres, en remontant. Si cette marche est sévèrement tenue et si tout travail qui la trouble est corrigé rapidement (ce qui exige souvent d’assez habiles passes et combinaisons spéciales de la part du directeur), le roulement du pattinsonnage est normal et facile. Les séries de titres qui ne sont plus sousdoubles ou doubles, suivant le sens de la batterie, produisent forcément des cristallisations plus nombreuses que ce qui serait nécessaire et, de plus, elles dérangent la batterie. Avec une mesure exacte du niveau auquel on doit arrêter l’extraction des cristaux, ce qui s’obtient à l’aide d’une lame en feuillard, à index variable avec la capacité de la chaudière, on atteint le dédoublement correct des titres, sousdoubles et doubles, et l’on évite facilement tous dérangements.

MÉTALLURGIE DE LA DÉSARGENTATiON DES PLOMBS ARGENTIFERES. ‘221

Ce mouvement routinier facile est donc la vraie cause de l’adoption générale du chiffre m — ? ; c’est le type consacré à Marseille, en Espagne, en Allemagne (Haut Hartz, Tarnowitz, Freiberg, etc.), à Londres, à Newcastle, à Przibram, même pour le procédé mécanique à vapeur de MM. Luce et Rozan, dont il sera spécialement question ci-après».

M. Grüner indique le fait, page 57 de son Mémoire sur l’état actuel, etc., lorsqu’il dit : « Les rapports simples : (m=5et m = 8) sont commodes dans la pratique. »

Insistons quelque peu sur les divers rapports de partage m, et désignons, dans le

tableau suivant, par — le poids du culot et par -

: celui du cristal eu égard au

plomb chargé. Les rapports en tant pour 100 sont consignés, pour leurs valeurs successives, depuis m = 1 jusqu’à m= 9, dans le; deux dernières colonnes dudit tableau :

Remarquons que le rapport -g- ou m = 5,55 est si voisin de m= 3 que, dans.la

pratique, les deux se confondent aisément. En eflet, les ouvriers mesurent la quantité de cristaux totale enlevée d’une chaudière, à l’aide d’une lame de fer, dont la courbure suit celle de la chaudière et dont la longueur est déterminée à un niveau auquel doit se réduire le bain de plomb (à l’aide du sabre, suivant leur expression). Or, pour une ehaudière de 15 tonnes décontenance, le niveau de plomb est généralement à 0 m ,85 du fond et souvent moins encore, pour la facilité des manœuvres de la cuiller de cristallisation : chaque centimètre de hauteur correspond donc sensiblement, malgré l’étranglement dufondde la chaudière, à 1‘,760. Dans le cas de m—o.

1. Le procédé au zinc a remplacé depuis le pattinsonnage à Tarnowitz, ainsi que dans U Haut Hartz, à Freiberg, à Marseille, en Espagne, à Newcastle, etc

il faudra donc laisser dans la chaudière 5 T , ce qui correspondra à une longueur de sabre de : 85 cent — 2 ccnt ,80 = 82 cent ,20. Dans le cas de m= 3,33, il faudra n’y laisser que 4‘,5 comme culot, ce qui correspond à une longueur de sabre de : 8o cent — 2 cent ,55=:82 ceul ,45. L’ouvrier cristalliseur n’est en général pas assez minutieux pour faire une grande différence entre les deux niveaux qui ne s’écartent entre

eux que de 1/4 de centimètre ; pour cette raison, le rapport : m = — peut-être considéré comme voisin et pratiquement l’équivalent de m— 3. Il en est de même des rapports ~ > soit 36 et 64 pour 100, que recommande M. Bouheden dans l’em¬

ploi de l’appareil mécanique de son invention et dont il sera question ci-après Le rapport, comme on le voit par le tableau, est très-voisin de m = 3.

En dehors des rapports m = o, m= 6, qui ne sont pas usités, il reste donc les rapports usuels suivants :

m— 2, qui correspond à 50 0/0 de cristaux extraits.

m = 7,m=8,etm=9, » 85 à 89 0/0 —

Comme on ne peut épuiser les cristaux d’une chaudière, à partir de 85 pour 100,. que dans le cas où le plomb de ladite chaudière est essentiellement pauvre, les coefficients m = 7, 8, et wi=9, ne s’appliquent que lorsqu’on veut séparer, aussi

rapidement que possible, des quantités faibles d’argent de plombs pauvres.

314. Le rapport m = 8 est usité dans les usines de Binsfeldhammer, du Bleiberg : il l’était à Conimern autrefois.

Lorsqu’on partage le plomb qui se cristallise en deux lots ; 2/3 cristaux et 1/3 culot (:m — 3), la teneur diminue, comme on l’a vu : dans le premier, successivement de 1 à -,et la teneur augmente, dans le second, successivement de 1 à2. Lorsqu’on

sépare le plomb en deux lots : - de cristaux et s culot (m = 8), la teneur diminue,

dans le premier, successivement de 1 à ^ et la teneur augmente, dans le second, successivement de 1 à 3.

L’enrichissement, dans ce dernier cas, est donc triple dans le culot, mais la teneur dans la masse cristalline, qui reste à 87 pour 100 du poids primitif, n’a diminué que de moins de moitié (40 pour 100). On conçoit par suite que ce n’est que lorsque le plomb est pauvre et qu’il y a peu de cristallisations ultérieures à opérer, qu’on emploie cette marche.

Dans plusieurs usines, on opère de la façon suivante, avec m = 7 :

Sil’on recueille, surlcs ~ de cristaux à extraire, d’abord | (qui sont passés à la chaudière voisine en dessous), ceux-ci ont une teneur moindre que la teneur primitive; mais le cinquième est à peu près au titre primitif. Si doneon le dépose à terre,

on évite d’abord de faire remonter la teneur des cristaux qu’on a isolés, et on s’épargne ensuite un travail nul sur ce petit lot. Le culot des ^ reste à un titre double de la

teneur primitive et rentre alors dans le cas de m — 3, grâce à ce petit artifice : il est fréquemment employé pour corriger la batterie hors règle.

On a employé quelque temps cette méthode, appelée d’isolement, à Freiberg, à l’usine de la Mulda (Saxe), sous la direction de M. Stetefeld ; mais on y a renoncé dans le Haut Hartz. On a même augmenté l’enrichissement, dit M. P. Hautefeuille, en traitant le plomb riche par le zinc.

Depuis on a assez généralement renoncé partout à la méthode fondée surm = 8.

315. L’introduction du zinc dans le pattinsonnage, que nous venons de signaler, est, soit dit en passant, une bonne tentative, dans ce que nous appellerons la voie de conciliation des deux méthodes : pattinsonnage et zingage. La terminaison de l’affinage des plombs zingueux pour les rendre marchands par une cristallisation, qui les amène à un degré excellent de pureté, et la classification préalable de plombs pauvres ou moyens en deux lots : 1° cristaux à pattinsonner jusqu’au plomb marchand et 2" culots enrichis, à traiter par la méthode du zinc, sont deux autres envahissements de la méthode de cristallisation dans celle du zinc, que nous avons cru devoir depuis longtemps conseiller.

Nous reviendrons sur ce point assez important, lorsqu’il s’agira du raffinage des plombs zingueux.

316. Revenons aux rapports de partage des chaudières en voie de cristallisation. Réciproquement, l'épuisement à 50 pour 100 (m = 2), n’a d’objet que lorsque les plombs sont très riches. Les types m = 3 et m =4 restent donc seuls, pour les cas des plombs riches et moyens, respectivement. Avec les avantages signalés plus haut pour la commodité du travail, dans le cas de m — 3, on comprend que ce rapport soit aujourd’hui très généralement préféré, tant pour les plombs riches que pour les plombs moyens ; c’est ce type normal que nous admettrons par conséquent dans les raisonnements ultérieurs.

517. Abordons maintenant un ordre de faits fort intéressants. II s’agit de répondre aux questions suivantes :

a) Étant donnée la teneur en argent d'un plomb à pattinsonner, à quelle chaudière d'une batterie, supposée de 11 chaudières à la file 1 , convient-il de le charger pour une bonne marche?

b) Quel est le nombre de chaudières qu'il faut cristalliser, pour mettre la batterie en train, c'est-à-dire en marche normale?

c) Quels sont les plombs marchands et les plombs riches obtenus, pour une quantité donnée de plomb brut mise en travail, dans une batterie marchant normalement ?

1. Généralement on nâ que 9 à 10 chaudières dans une batterie, mais il faut toujours une petite batterie auxiliaire, pour préparer des titres ou numéros nécessaires à compléter sans cesse une marche

d) Quel est le stock en plomb et en argent qu’il faut toujours maintenir pour le roulement d'une batterie?

e) Quelle est la quantité de plomb manœuvrée, pour obtenir ce résultat?

Ces réponses sont assez ardues ; mais il nous faut une solution positive, pour pouvoir juger à fond les différents procédés de pattinsonnage et ceux de zingage, par comparaison.

Pour ne pas fatiguer le lecteur par les calculs qu’engendre la solution de ccs problèmes, nous les renvoyons aux Notes finales de la seconde édition.

Résumons ici les résultats fort nets qu’ils donnent et qui sont fondamentaux.

318. Auparavant disons que la détermination du nombre d’opérations des cristallisations nécessaires, pour une teneur de plomb brut donnée et pour un appauvrissement ainsi qu’un enrichissement donnés, a fait l’objet des études de divers auteurs, entre autres de M. Slettefeld. Un assez grand nombre de formules générales mathématiques du pattinsonnage ont été publiées : elles ne résolvent point suffisamment la question pratique. Nous nous limiterons à consigner ici la formule en usage dans les usines de Saxe ; dans les Notes finales sus mentionnées, se trouvent également quelques remarques sur les lois de périodicité dans le travail de cristallisation en batterie, avec le rapport m — 3.

La formule en usage à Freyberg, indiquée par M. F. de Lalande et publiée par M. Bruno Kerl, est la suivante : Soit n le nombre d’opérations de cristallisation à opérer pour arriver au plomb appauvri jusqu’à une teneur b; soit n' le nombre d’opérations qu’il faut pour arriver au plomb enrichi jusqu’à la teneur c; soit a la teneur initiale du plomb brut argentifère ; soit enfin p le rapport d’appauvrissement et q le rapport de l’enrichissement, on a :

l°g ~ log ^

Les rapports p et q sont d'ailleurs :

pour m = 5 : p = 0,62, q=l, 76 pour m = 8 : p = 0,714, q = 3

Dans le cas de l’usine de Freiberg, d’après M. Bruno Kerl (Berg und Hütt. Zeilung, 1865, p. 423), où la teneur initiale en argent est de 500 à 600 grammes par T. de plomb brut d’origine, le plomb pauvre à 2 grammes, le plomb enrichi a l k î,5, on trouve n = 11 à 12 opérations, pour atteindre l'appauvrissement de 2 grammes être' = 2 opérations, pour l’enrichissement, dans le système m=3; dans le système m — 8, on trouve n —17 à 18 et n! — 1 *.

Notons que les rapports p et q dépendent de la valeur de m, avee qui ils varient tous les deux. M. Grimer a trouvé les relations suivantes entre m, p et q, mais sans déterminer de fonction mathématique qui les relie entre eux; p dépend évidement de m et de la teneur primitive a-, p et q sont d’autant plus faibles que

En refaisant les calculs sur d’autres types, les formules de Freiberg sont loin de réussir et de concorder avec les faits; nous les donnons donc sous toutes réserves.

MÉTALLURGIE UE LA DÉSARGENTATION DES PLOMBS ARGENTIFERES. 225 a est plus petit; en d’autres termes, l’appauvrissement et l’enrichissement marchent l’un et l’autre d’autant plus rapidement que les plomb bruts d’origine sont plus pauvres. Il a constaté à l’usine de Tarnowitz et M. Carnot a constaté dans l’usine de la Mulda, à Freiberg, que p acquiert un minimum, dans le cas do 171 = 5, vers a = 80 grammes, de 0,35 à 0,40, et un maximum, vers a = 4 kilg. de 0,75 à 0,80.

Voici le tableau que donne M. Grüner pour les plombs bruts d’origine de diverses teneurs :