II!. FONTE AU CREUSET

133. L’opération au creuset ou la réduction : 1° de matières plombeuses argentifères ; 2° de matières argentifères non plombeuses, et 3° de matières simplement plombeuses sans argent, peut se faire dans les fours à double effet que nous avons indiqués plus haut (114 et suivants), ou dans un fourneau de calcination ordinaire, composé d’un cendrier, d’une grille et d’un corps de foyer ou espace suffisant pour que le creuset, placé au milieu du charbon, soit bien entouré de combustible et puisse arriver facilement à la température de 800 à 950 degrés. Un chapeau de tôle, pour aider le tirage, complète au besoin ce très simple appareil.

On se sert de creusets en terre réfractaire et de creusets en fer : ces derniers ont l’avantage de pouvoir servir indéfiniment, jusqu’à fracture ou rupture par corrosion ; ils donnent des résultats très précis, mais exigent un nettoyage soigné à chaque fonte : ce nettoyage, au besoin, se fait à l’acide chlorhydrique.

Le creuset en terre réfractaire, au contraire, ne sert qu’une fois : lorsqu’on l’a tiré du feu, secoué la masse fondue à l’aide de petits chocs, qui ont pour but de rassembler le plomb obtenu au fond du vase en un seul bouton, on le laisse se refroidir, et on le casse, dans le but d’isoler le culot de plomb de la couche de scorie qui le surmonte. Dans le creuset en fer, on peut aussi laisser l’essai se refroidir, mais la conquête du paillon de plomb est alors plus difficile : aussi préfèret-on généralement couler toute la masse bien fondue, dans une lingotière ou dans un moule creux, frotté avec de la sanguine ou de l’huile et représenté figure 31.

Fig. 31.

La forme des creusets est empruntée à un des trois types suivants, représentés figure 32. Le n° 4 est le creuset de Saxe, de forme ovoïde ; le n° 2 est le creuset de Paris (Baufay) ; le n° 3 est le creuset de Hesse, à trois becs pour la coulée. On installe ces creusets sur les barreaux de la grille au-dessus d’un fromage, morceau de terre réfractaire cylindrique 5) et on le recouvre d’un couvercle 4).

1. Voir plus loin, pages 100 et suivantes, note sur les fourneaux à moufle marchant à gas ou ail pétrole, pour coupellation et scorification.

L’outillage est le même que celui de la coupelle, mais plus fort.

Fig. 32.

Pour les matières argentifères non plombeuses, on ajoute au minerai son poids de litharge.

Les mélanges employés pour la fonte au creuset sont les suivants :

100 grammes de minerai argentifère plornbeux pulvérisé, grillé ou non ;

300 grammes de carbonate de soude ou de potasse ;

10 grammes de charbon de bois en poudre fine.

On chauffe le creuset qui a reçu ces proportions de matières, graduellement, jusqu’à fluidité complète : on remue la masse en fusion avec une baguette en fer ; d’abondantes fumées de plomb s’échappent. Aussi y a-t-il une perte minima de 5 à 6 pour 100 de plomb, quand il s’agit d’une matière plombeuse argentifère.

134. Il convient de griller préalablement les matières à essayer pour plomb ou pour plomb et argent, lorsqu’elles sont sulfureuses, antimonieuses et arsenicales ; si l’on a affaire à des blendes, c’est-à-dire à des sulfures de zinc, l’essai sans grillage est très réfractaire : on peut l’éviter toutefois, en faisant une addition de plomb oxydé, qui permettra de scorifier le zinc : il est entendu que dans ce cas la teneur en plomb que l’on obtient n’est plus exacte.

Le grillage se fait dans des plats en fer (qui ne résistent guère), ou mieux, en terre réfractaire, représentés figure 53, et qui reçoivent le nom de têts ou rôtis-

soirs : ces plats s’installent sur un foyer quelconque à l’air libre, mais on préfère en général faire l'opération du grillage dans mi moufle. Le principal soin, en grillant, c’est d’éviter l’agglomération de la masse, en ne forçant pas la température. En Allemagne, on se sert souvent du sherben, moitié de creuset coupé suivant l’axe.

Comme le grillage est une opération assez longue, beaucoup d’essayeurs la négligent : cela n’a d’inconvénient réel que dans le cas de minerais blendeux et an timonieux-arsénieux.

135. Le creuset est tiré, aussitôt que la fusion, d’abord très agitée et souvent accompagnée de boursouflements, est devenue tranquille : la scorie fondue ne doit plus présenter à sa surface de globules de plomb métallique, mais au contraire l’aspect d'une roue, rouge clair, dont les rayons, un peu plus sombres, très mobiles, vont s’absorbant vers les bords du creuset, pour se reconstituer sans cesse. Lorsque ce phénomène se produit depuis quelque temps, et que l’on est bien sûr que toutes les matières sont fluides, il faut enlever le creuset du feu : si l’on attendait davantage, on risquerait de le voir se percer. Tous les fondeurs savent qu’il n’y arien de plus corrosif au rouge clair que le plomb ou la litharge pour les matières argileuses ou siliceuses, qui ne sont pas toujours des plus réfractaires, malgré leur nom.

Plusieurs fondeurs ajoutent au mélange cité ci-dessus une petite couche de borax, des clous en fer, des plaquettes de tôle, et remplacent le carbonate de soude par du flux noir : tout cela est très pratique.

Le fer, surtout quand il y a des sulfures en présence (galène, blende), active la désulfuration et par suite la réduction du plomb, tout en favorisant la formation d’une scorie très ferrugineuse et par conséquent très fusible.

Le creuset en fer a toutes les formes indiquées figure 32, mais plutôt celle du creuset de Hesse : il a toujours au moins un bec, sinon trois, pour couler facilement la matière fondue dans une lingotière.

Quand on se sert du creuset en fer, on évite l’introduction de fer en morceaux; comme le vase fournit alors le réactif aux dépens de sa substance, il s'use au fur et à mesure de son emploi.

On opère en chauffant d’abord le creuset au rouge sombre, sans chargement ; avec une cuiller en fer ou en cuivre, on y introduit ensuite le mélange suivant :

100 grammes minerai pulvérisé rendu plombeux au besoin, grillé ou non;

100 grammes de carbonate de soude fondu ;

50 grammes de potasse perlasse ou d’Amérique ;

15 grammes de tartre brut.

Sur ce chargement on place une légère couche de borax. Au rouge cerise, on brasse avec une spatule en fer, puis on pousse le feu au rouge brillant et, quand la masse sondée avec le ringard est bien fluide et devenue tranquille, en présentant la roue mobile à rayons sombres sur fond clair dont il a été question plus haut, on coule dans une lingotière.

Avec de la galène pure (sulfure de plomb), on obtient 84 pour 100 de plomb ; on devrait obtenir 86, il y a donc une perte d’à peu près 2 pour 100. Si le minerai ne tient que la moitié de son poids en plomb, l’essai au creuset de fer donne encore une perte plus forte (5 pour 100). Mais cette même galène pure ne donnerait à l’essai, dans un creuset de terre et sans fer ajouté, que 76 p. 100 au lieu de 86. Les essais au fer sont donc plus exacts que ceux faits sans ce réactif; mais ils ne sont pas encore rigoureux et exigent une correction, qui varie avec la matière et même avec 1 essayeur. Les fourneaux à creusets, les fours à moufle marchent aujourd’hui au gaz dans les laboratoires des villes où le gaz fonctionne. Nous donnons dans la note ci-jointe des détails sur ce genre d’appareils, qui tendent à se généraliser 1 .

1. Dans les localités où le gaz ou bien l’essence de pétrole existent et peuvent être utilisés aisément, les fourneaux de M. YYiesnegg, marchant avec ces combustibles dont nous allons donner une description, sont utiles et fort commodes.

§ lï. CONSIDÉRATIONS GÉNÉRALES SUR LES ESSAIS POUR ARGENT PAR LA VOIE SÈCHE.

136. L’essai au creuset donne lieu à de plus grandes pertes que l’essai au scorificatoire; mais il permet d’opérer sur de plus grandes quantités, et convient parfaitement alors pour réduire les substances très pauvres en argent, mais surtout

Les fourneaux à moufle (coupelle), à gaz (Gg. 34) et à essence de pétrole (fig. 35) sont représentés ci-joints.

Le fourneau pour creuset, à gaz, avec briquettes mobiles et réfractaires, de M. TVisenegg (fig. 36), et le même, à essence de pétrole (fig. 37), sont également représentés ci-après.

M. Wisenegg a attaché de plus son nom à un grand nombre d’appareils marchant aux becs de Bunsen accouplés, avec brûleurs de son invention.

Fig. 34.

M. Terreil, dans son Traité des appareils et ustensiles employés en chimie, page 41 de l’Encyclopédie chimique, en donne une description succincte.

M. Wisenegg indique et construit également des appareils destinés à fabriquer du gaz, par la carburation de l’air légèrement comprimé, au moyen d’un ventilateur, d’une soufflerie, d’un gazomètre chargé de poids ou d’une trompe et mis en contact avec de grandes surfaces imprégnées d’essence légère de pétrole, d’une densité de 650 à 660 grammes. Le gaz fabriqué par ce procédé est riche et brûlé sous pression de 5 à 6 centimètres d’eau.

t Le ventilateur hydraulique ressemble à un compteur à gaz, dans lequel on imprime à 1 arbre de 1 hélice un mouvement produit par une force mécanique extérieure (contrepoids ou ressort).

La pose de cet appareil, toutefois, diffère de celle d’un compteur ordinaire, en ce qu’il faut le fixer plus solidement à un sol parfaitement nivelé; la durée du travail produit est en rapport avec la longueur de la corde, que l’on peut d’ailleurs moufler plusieurs fois. Il convient de vérifier fréquemment le niveau de l’eau, afin de remplacer celle qui pourrait être entraînée, soit par la vitesse d’écoulement du gaz ou de l’air émis, soit par évaporation; c’est précisément afin que cette eau ne se répande pas dans la canalisation intérieure qu’on ménage dans celle-ci des inclinaisons munies de siphons, d’une facile surveillance.

pour les minerais complexes tenant à la fois de l’argent natif, du chlorure, bromure, iodure d’argent et enfin pour les scories argentifères. Il s’applique également aux résidus et cendres de photographes ou d’orfèvres, qui sont souvent très compliqués de teneur, par suite d’éléments très variés qui s’y trouvent réunis.

Lorsque le soufre, l’antimoine et l’arsenic sont les minéralisateurs de l’argent,

La figure 38 représente l’appareil Wisenegg, qui se compose d’un ventilateur hydraulique, accompagné d'une bâche en métal, dans laquelle est placé le carburateur proprement dit. Pour pouvoir utiliser également les essences de densités un peu différentes et à des températures variables, on plonge le carburateur dans un bain-marie de très petites dimensions, à l'aide duquel on peut, l’hiver, chauffer legercment des essences à 0,660, et refroidir, l’été, celles d’une densité moindre, selon

Fig. 37.

les besoins. Pour que le liquide subisse rapidement l’influence de ces variations de température, l’appareil est simplement composé d’une grossière étoffe de laine, enfermée entre deux lames de métal, le tout roulé en spirale et plongé dans le bain-marie. Ce dernier, d’une contenance de 5 litres d eau environ, se chauffe au moyen d’un tbermo-siphon, sous lequel est placé un petit brûleur à gaz. La vapeur d’essence, emmagasinée dans le carburateur, suffit à alimenter ce brûleur, jusqu’à ce que la température propre de l’appareil soit assez élevée pour dégager d’autres vapeurs destinées aux appareils du laboratoire. Cette disposition permet d’utiliser dans une pièce très froide de l’essence à 0,665. Il est avantageux de consommer l’air carburé dans le proche voisinage de sa saturation, et dans des pièces dont la température ne puisse descendre au-dessous de + 15 à 18° centigrades. Il est bon aussi de réserver dans la canalisation des inclinaisons terminées par des siphons ou des flacons destinés à recevoir les produits de la condensation ; enfin d’isoler ces conduits des murs, en les enveloppant de laine ou de tout autre corps mauvais conducteur de la chaleur.

Pour une marche tout à fait régulière, il convient de recevoir le gaz dans un gazomètre, d’une contenance égale à la dépense quotidienne.

yde d’abord ces substances avant la fonte subséquente paraît is la quantité sur laquelle on opère doit être la représentation

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exacte de la moyenne, car la prise d’essai est nécessairement limitée à la faible capacité du scorificatoire. La méthode de scorification sert du reste pour les minerais cités plus haut aussi bien que la méthode au creuset; toutes les deux rivalisent de rapidité, sans qu’on puisse donner des raisons de préférence bien déterminantes de l’une sur l’autre : c’est ce qui rend la voie humide inférieure peut-être comme vitesse.

Nous allons dans ce qui suit indiquer les différentes pratiques en usage dans les usines d’argent, pour les deux méthodes d’essais décrites.

A. Scorification.

137. Le scorificatoire est plus généralisé, en Espagne, en France et en Allemagne, que le creuset, qui l’est davantage en Angleterre et en Amérique, où l’on trouve cette dernière pratique plus rapide.

Le pouvoir calorifique du gaz obtenu est assez grand pour servir aux usages du laboratoire et à l’éclairage : 5a à 63 grammes de liquide sont consommés pour un bec Argand ordinaire et donnent une clarté de 25 bougies.

Fig. 59.

Cet appareil offre un certain avantage, en ce qu’il ne fabrique du gaz qu’à mesure qu'on le brûle et par conséquent n’offre point les dangers d’un réservoir à gaz placé dans un laboratoire.

Il fonctionne dans plusieurs usines de Belgique et se propage en ce moment-ci en France ; je dois dire toutefois que, déjà en 1875, j’ai eu connaissance de ces appareils en Angleterre, où ils ont pris naissance à ladite date.

Nous présentons ci-après un tableau des types les plus usuels des mélanges employés dans les laboratoires d’usines d’argent pour les essais d’argent par scorification.

La prise d’essai est faite sur 5 grammes, pour des matières tenant moins de 1 pour 100 d’argent.

La prise d’essai est faite sur 2,5 grammes pour des matières tenant eu delà de 1 pour 100.

La prise d’essai est faite sur 10 grammes, pour des matières fort pauvres.

Dans ce cas, les divers boutons de plomb argentifère, obtenus sur plusieurs essais faits sur la même matière, sont réunis, fondus ensemble et amenés, par concentration avec le nitre, à un bouton unique, qu’on coupelle et dont l’argent représente le métal fin correspondant au total des essais pratiqués sur la matière.

• Dans le tableau qui suit, les chiffres de la colonne de borax et de plomb indiquent le rapport de la charge à la prise d’essai.

Exemple : Si l’on a fait une prise d’essai, pour des Résidus d'amalgamation, de 5 grammes, le nombre 12, dans la colonne du plomb, et le nombre 15 dans celle du borax, indiquent qu’il faut prendre: 12x5 = 60 grammes de plomb et 15x5=75 grammes de borax : le coefficient constant en un mot est 5.

Le plomb doit être pauvre en argent et, par conséquent, chimiquement pur ; si l’essai doit être fait avec du plomb ayant une certaine teneur en argent, il faut, par des coupellations répétées après grenaillage, déterminer exactement le poids du bouton d’argent qui correspond au plomb d’essai et faire la déduction de poids sur les boutons obtenus.

158. 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 (erème de tartre et nitre), qu’on a fait fuser sur une tôle, au rouge sombre. (Voir p. 113. Abréviations.)

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 le 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 40 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 1,427 (ce qui correspond à 51° de l'aréomètre 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 de ce métal, produit par voie humide.

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 môme phénomène : les cristaux sont moins nets et plus arrondis. Ils affectent quelquefois la forme de feuilles de fougère.

On obtient les mêmes cristaux en précipitant' par un courant électrique faible la dissolution d’acétate de plomb.

Les cristaux de plomb, précipités par voie humide, ainsi qu’il vient d’être dit, dans l’acétate de plomb, sont très purs, mais très oxydables : ou 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’oxygène et 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.

Les cristaux, formés par cristallisation ou pattinsonnage dans une chaudière de plomb fondu, 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, ces cristaux ne donnent pas la pureté chimique absolue.

139. Relativement au plomb chimiquement pur, voici ce que dit M. Schutzenberger :

« Il 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 I ou 2 éléments. On verse dans l’auge une solution de

1. Ces procédés de l’auteur sont en exploitation à Widness, avec des perfectionnements introduits par MM. F. Maxwell Lyte et Crosse, directeur. Ces procédés remplissent une lacune métallurgique : lorsque le plomb, le cuivre, le zinc, l’argent, l’antimoine et l’arsenic sont en présence, les procédés de la voie sèche sont une vraie toilede Pénélope ; la voie humide est rapide et peu compliquée.

potasse caustique à 10 pour 100. Au début, il se dégage de l’hydrogène, et l’oxygène provenant de 1 eleetrolyse 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 acidulée avec de l’acide acétique, puis à l’eau pure, égoutté sur du papier joseph et séehé 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. Ce plomb réduit de nouveau au creuset est chimiquement pur.

Lorsqu’on n’a point à sa disposition de plomb chimiquement pur, pour les essais d’argent, ce qu’il y a de plus simple à faire, c’est l’opération indiquée à la fin de l’article (137).

140. Voici le tableau des chargements de flux pour essais par scorification des matières argentifères, suivant leur nature et provenance : ce tableau est extrait du Probirbuch de B. Kerl.