MÉTAUX COMMUNS
Le silicium, jadis considéré comme très nuisible, est allié maintenant aux fontes qui deviennent bien meilleures. Les premiers essais, faits d'abord en Angleterre, ont été poursuivis en France, à l'usine de Terre-Noire.
L'usine d'Unieux, également située en France, a combiné l'acier avec le chrome et le wolfram, qui le rendent très résistant au choc. L'acier chromé est utilisé dans la fabrication destôles de protection servant aux navires de guerre, de même que dans celle des projectiles. Le titane donne aussi d'excellents résultats.
En 1885, Nordenfeld a obtenu en Suède un acier très ductile et se moulant admirablement, en ajoutant de faibles quantités d'aluminium. Dans cette même année, les usines de Montatairc, d'Imphy et du Creusot, en France, additionnèrent leur acier de nickel et de cuivre, rendant ce métal d'une dureté et d'une résistance considérables, en même temps que beaucoup moins oxydable.
Statistique. — En 1890, il a été produit. dix millions détonnes d'acier dans le monde entier ; si la production du fer va sans cesse en décroissant, par contre celle de l'acier progresse très vite.
Tonnes.
Angleterre 3.700.000
États-Unis 2.946.000
Allemagne 1 .900.000
France 529.000
Russie 225.000
Suède 225.000
Belgique 215.000
La France occupe le quatrième rang. La valeur de sa production en acier s'élève à 120 millions de francs. On y compte 65 aciéries, 28 convertisseurs Bessemer, 59 fours Martin, 43 fours à puddler, 23 foyers de cémentation, 51 fourneaux de fusion, 17 000 ouvriers. Il a été produit 325 000 tonnes de métal Bessemer, 158000 tonnes de métal Martin, 13 000 tonnes d'acier puddlé et seulement 1300 tonnes d'acier de cémentation. Les départements producteurs d'acier sont : la Meurtheet-Moselle (146 000 tonnes), qui possède d'excellents minerais
•de fer oolithique pour acier, le Nord (88 000 tonnes) et le Pas-de-Galais (54 000 tonnes); ensuite les départements de Saône-et-Loire et de la Loire.
Le cuivre a eh' 1 connu longtemps avant le fer, car on le trouve à l'état natif et ses minerais sont plus faciles à réduire que ceux de fer. C'est un métal rouge, se ternissant rapidement à l'air, mais seulement altérable à la surface. Quoique très mou, il offre une grande résistance à la rupture. Très ductile et très malléable, il se réduit facilement en fils et en lames. Il fond vers 1100°. Comme le fer, il se ramollit quand on le chauffe et peut se souder à lui-même par le martelage. Le cuivre et ses composés furent longtemps considérés comme très vénéneux; des expériences récentes ont démontré son innocuité dans la plupart des cas. Le sulfate de cuivre n'est vénéneux qu'à haute dose.
Le cuivre sert principalement à faire des ustensiles de ménage, des chaudières, des alambics, des doublages de navire; ses alliages ont reçu des applications plus nombreuses. On a coutume Rétamer les ustensiles de cuivre destinés à la cuisine, c'est-à-dire de les recouvrir d'une couche d'étain.
Cet usage, d'après Pline, viendrait des anciens Gaulois ; il a pour but de prévenir les empoisonnements par le cuivre, mais l'expérience a démontré l'innocuité de ce métal.
Le cuivre fournit plusieurs composés utiles. Le sous-oxyde sert à colorer le verre en rouge sang, le bioxyde à le colorer en vert. L'oxychlorure ou vert de Brunswick est employé en peinture ; celui du Pérou est pulvérisé et sert de sable à sécher l'écriture. L'azotate de cuivre est employé pour l'impression des indiennes. Le sulfate de cuivre est utilisé pour le chaulage du blé ; en galvanoplastie, dans la pile de Daniell ; en teinture, pour la préparation des couleurs de Brunswick, de Brème, de Scheele, de Schweinfurt, des cendres bleues artilicielles. On l'obtient par l'action du cuivre sur l'acide sulfurique ou
MÉTAUX COMMUNS
mieux par l'oxydation des pyrites cuivreuses. Les carbonates de cuivre, remarquables par leurs belles teintes, se trouvent dans la nature à l'état de malachite et d'azurite.
La malachite, extraite principalement de l'Oural et de la Sibérie, est une magnifique roche d'ornementation, d'une coloration verte ; sa poudre sert en peinture sous le nom de vert de montagne.
Uazurite, d'un beau bleu, se trouve à Chessy, près Lyon ; en Sibérie, en Australie, en Angleterre dans la Cornouaille ; en peinture on l'utilise, à l'état pulvérulent, sous le nom de cendre bleue.
Métallurgie du cuivre. — Le cuivre, rare à l'état de enivre natif et de cuivre oxydulé (combinaison du cuivre avec l'oxygène), se rencontre surtout combiné avec le soufre (cuivre sulfure' gris ou chalkosine) ou avec le fer et le soufre (cuivre pyriteux ou chalkovyrité).
La métallurgie du cuivre natif est simple : on fond le minerai en présence d'un courant d'air qui oxyde les matières étrangères. On réduit l'oxyde de cuivre en brassant le cuivre fondu avec du bois vert.
La métallurgie du cuivre oxydulé est également peu compliquée. La réduction par le charbon fournit du cuivre impur, dit cuivre noir. Pour raffiner le cuivre noir, on le fond dans un courant d'air : les métaux étrangers s'oxydent en formant des scories qu'on enlève. On verse un peu d'eau sur la masse de cuivre fondu, et il se solidifie un premier disque de cuivre ; on verse encore de l'eau, ce qui fournit un second disque et ainsi de suite. Ce cuivre se nomme rosette. Il faut enfin fondre le cuivre rosette avec un peu de charbon de bois pour réduire l'oxyde de cuivre qu'il contient encore ; la présence de cet oxyde rendrait le cuivre cassant et non malléable.
La métallurgie des cuivres sulfurés est beaucoup plus pénible ; c'est d'ailleurs la plus importante, à cause de l'abondance des minerais.
On procède au grillage du minerai, ce qui élimine une partie du soufre à l'état d'acide sulfureux et oxyde une partie du fer
et du cuivre. On fond ensuite avec du sable et du charbon : l'oxyde de cuivre est réduit par le charbon et l'oxyde de fer forme avec le sable du silicate de fer fusible qui se sépare facilement du reste de la masse ou matle, composée de cuivre et de sulfures non encore décomposés.
En répétant plusieurs fois la môme opération, on élimine peu à peu tous les sulfures et l'on obtient du cuivre qu'on raffine comme dans la métallurgie du cuivre oxydulé.
Une secondeméthode,plussimple,consisteàgriller le minerai, puis à le fondre avec du charbon et du sable. On plonge des barres de fer dans la matière fondue. Le fer réduit les composés cuivreux et met le cuivre en liberté. Le cuivre reste liquide, tandis que les impuretés forment des scories.
Ce cuivre n'est pas parfaitement pur et doit être raffiné pour servir à la fabrication des fils électriques, caria moindre impureté lui fait perdre sa grande conductibilité électrique. Thomas Gilchrist était déjà parvenu à le débarrasser de l'arsenic par une fusion sur un lit de magnésie, mais on est arrivé à de bien meilleurs résultats au moyen de l'affinage électrique, pratiqué dès 1866 par Elkington, en Angleterre. On suspend le cuivre impur dans un bain de sulfate de cuivre, au pôle positif d'une machine dynamo-électrique ; Je pôle négatif communique avec une plaque de cuivre pur qui plonge dans la même dissolution. Or, sous l'action du courant, le cuivre va de la plaque positive à la plaque négative, tandis que les impuretés tombent au fond de la cuve. Ces impuretés sont principalement composées de plomb et d'argent, quelquefois môme d'un peu d'or. Le cuivre ainsi obtenu est excellent comme conducteur électrique et pour l'estampage. En 1873, la Norddeutsche Âffînerie de Hambourg a appliqué cette méthode pour extraire l'or et l'argent des cuivres bruts.
Ce procédé donne un cuivre très pur, mais trop poreux et manquant de cohésion. On ne peut le rendre plus tenace par la fusion, car la petite quantité d'oxyde formée lui ferait perdre sa conductibilité électrique. M. Elmore, de Londres, a vaincu cotte difficulté en comprimant le cuivre au fur et à mesure de
METAUX COMMUNS
son dépôt au moyen d'une pierre d'agate. La compression s'effectue mécaniquement au sein du liquide contre la surface d'un cylindre tournant sur lequel le cuivre se dépose. Cette méthode pourrait être utilisée pour augmenter la cohésion de l'argent ou de l'or déposés par la galvanoplastie.
Alliages du cuivre. — Le cuivre entre dans la composition d'un très grand nombre d'alliages ; les principaux sont les alliages d'or et d'argent, déjà mentionnés, le bronze et le laiton.
Le bronze ou airain est un alliage de cuivre et d'étain, dur, sonore, cassant, dont les propriétés varient beaucoup suivant les proportions des deux métaux ou l'adjonction d'un peu de fer, de plomb, de phosphore, de manganèse, de silicium, etc. Les variétés du bronze sont : le bronze des canons, le bronze des statues, le bronze des cloches, des cymbales, des tam-tams, contenant en outre un peu de fer, de plomb et de zinc ; le bronze des miroirs, qu'une forte proportion d'étain rend très blanc ; le bronze des monnaies, formé de 95 parties de cuivre, 4 d'étain et 1 de zinc ; le bronze des coussinets pour machines.
Le bronze phosphoreux, d'une dureté extrême, de couleur vive et agréable, moins oxydable que le bronze ordinaire, est employé pour la fabrication des cloches, des machines, des bronzes d'art, des cordes métalliques, des doublages de navires, des fils télégraphiques, des rouleaux d'imprimerie, des bouches à feu, des douilles de cartouches, des fermetures d'armes à feu. Inventé par le docteur Kuntzel, de Dresde, on l'obtient en fondant ensemble du cuivre, du phosphure d'étain et un peu de plomb. Le phosphure d'étain se prépare en chauffant de la poudre d'étain, obtenue par précipitation du bichlorure d'étain par le zinc, avec un peu de phosphore. M. Coignet opère plus simplement en faisant agir des vapeurs de phosphore sur du cuivre chauffé au rouge sombre.
Le bronze manganèse, préparé d'abord en Angleterre, est encore supérieur au bronze phosphoreux; le cuivre manganèse, sans adjonction d'étain, a d'ailleurs les mêmes propriétés. Il sert à construire les hélices des navires, les gouvernails, les plan-
mm
ches d'impression, les cloches, les tuyères des hauts fournaux, etc., etc.
Le bronze siliceux a été obtenu en Angleterre en fondant à très haute température, au moyen de l'arc voltaïque, dans un creuset Cowles, du bronze et du sable. Ce métal, aussi bon conducteur que le cuivre pur, offre plus de résistance à la rupture. Signalons encore le métal Romn, bronze phospho-manganésé, dur comme l'acier, malléable à chaud et à froid, non oxydable, et le métal Del/a, inventé par Dick, en Danemark, alliage de cuivre, de zinc et de fer, d'une belle couleur jaune d'or, non oxydable, excellent pour la serrurerie, la ferronnerie d'art, les hélices, le matériel des chemins de fer, etc. Les torpilles russes sont entièrement fabriquées avec le métal Delta.
Quant au laiton, alliage de cuivre, de zinc et d'un peu de plomb, il est jaune d'or, plus dur que le cuivre, très peu oxydable, ductile et malléable, très facile à travailler. Il sert à fabriquer des ustensiles de ménage, des cordes métalliques, des boutons de porte, des épingles, etc.
Il existe plusieurs variétés de laiton : le laiton rouge ou tombac (cuivre, zinc, arsenic et étain), le similor (cuivre, zinc, étain et plomb), le ehrysocale (cuivre, zinc et étain), le laiton blanc (cuivre, zinc, fer), le maillechort (cuivre, zinc, nickel, fer) qui, sous le nom d'alfénide, sert à fabriquer des couverts et autres ustensilesde ménage, lapoudreà bronzer le plâtre (cuivre etzinc), également employée en peinture et en imprimerie.
Statistique. — Les principaux pays producteurs des minerai» de cuivre sont : les Etats-Unis, le Chili, l'Allemagne, l'Espagne, le Portugal et l'Australie.
Les mines du Lac Supérieur, aux Etats-Unis, fournissent le quart de la production du globe ; le cuivre abonde d'ailleurs sur toute la côte Ouest des Etats-Unis. Les gisements du Lac Supérieur s'étendent jusque dans le Canada.
On exploite de grandes quantités de minerais de cuivre dans le Chili, surtout à Copiapo, dans la montagne de Tatnaya.
Toute l'Amérique est riche en cuivre ; l'on signale des gisements considérables de ce métal au Mexique, à Cuba, au Velu.
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nézuéla, dans la Bolivie, dans la Confédération Argentine.
Les mines de l'Australie commencent déjà à s'épuiser. On a
découvert du cuivre à la Nouvelle-Calédonie, dans la région du
Diahot. +.
L'Asie et l'Afrique fournissent très peu de cuivre ; signalons quelques gisements au Cap, au Congo, en Algérie et au Japon.
L'Europe vient immédiatement après l'Amérique comme importance dans la production des minerais de cuivre. Les mines d'Espagne et de Portugal étaient déjà célèbres du temps des Romains. On exploite actuellement le cuivre, en Espagne, dans les mines de Rio-Tinto, de Tharsis, de Zarza, de Calrnas, etc. ; à citer aussi celles de Domingos, dans le Portugal.
Les mines de la Prusse sont situées dans le Hartz, à Stadlberg en Westphalie, dans le Hanovre, le Nassau et la Hesse. Signalons encore les mines de la Hongrie, de la Suède, delà Norvège, de l'Italie, de la Russie où le cuivre abonde dans la partie
orientale.
L'Angleterre et la', France ne se donnent plus la peine d'exploiter leurs mines de cuivre et se contentent de traiter les minerais des autres pays. L'Angleterre possède cependant de riches mines dans le Cornwall et le Devonshire. La France ne manque pas non plus de cuivre, mais on ne l'exploite qu'à La Prugne, dans d'Allier. Les mines de Chessy et de Saimbelprès de Lyon, celles dujVar, des Alpes-Maritimes, de l'Hérault, des Hautes- Alpes, de la Savoie, de la Loire, des Basses-Pyrénées, sont abandonnées. La Corse possède des gisements dignes d'être exploités. De vastes usines, fondées en Espagne, en Portugal, en Angleterre, enFrance, en Allemagne, aux États-Unis, etc., accaparent tous les minerais des pays producteurs pour en extraire le cuivre. En 1890, le total de la production dans le monde entier s'est élevé à 278 000 tonnes :
Tonnes.
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L'Espagne et le Portugal tiennent la tête en Europe, avec 53000 tonnes. La France n'a produit que 1000 tonnes de cuivre.
