ÉLIMINATION DU FBR ET DU SOUFRE

le quartz de la gangue. Ce mélange fondu dans une seconde opération donne une scorie où passe la moitié au moins du fer, et une matte, sulfure double de cuivre et de fer, beaucoup plus riche en cuivre que le minerai primitif .

Cette matte est soumise à son tour à un traitement analogue ; on la grille pour éliminer à peu près la moitié du soufre ; puis bn la fond avec addition de ma-, tières oxydées et silicatées (scories des autres opérations, minerais oxydés du cuivres, etc.). On obtient une nouvelle matte plus riche, et des scories qui contiennent un peu de cuivre et repasseront dans le traitement. -

On continue ainsi jusqu'à ce qu'on ait obtenu des mattes très riches en cuivre.

On peut alors, par une fusion oxydante, éliminer ce qui reste de soufre, scorifler le fer, et obtenir du cuivre brut ; comme il n'y a que très peu de fer, la scorie, où passe ce métal et qui entraine une certaine proportion de cuivre, est en quantité très faible, le poids absolu de cuivre ainsi perdu est donc minime ; la perte n'est du reste pas définitive parce que la scorie repasse au traitement avec d'autres mattes.

Ce cuivre brut doit être encore affiné. Le traitement comporte donc six opérations ; mais quand on veut obtenir du cuivre très pur, ou quand on a à mettre en œuvre des minerais plus complexes, le nombre des opérations peut s'élever jusqu*à douze. Chacune d'elles est délicate à conduire et exige de la part de l'ouvrier

une habileté consommée ; on est placé sans cesse entre deux dangers; en laissant passer trop de cuivre dans les scories, ce qui occasionne des pertes importantes, en conservant trop de fer dans la matte, ce qui retarde l'enrichissement et prolonge le travail. On voit combien cette méthode est longue et pénible, quelle dépense de main-d'œuvre, de combustible et de temps elle comporte. Dans le traitement des minerais à 10 pour 100, tel qu'il est pratiqué dans le pays de Galles, on compte à peu près, par tonne de cuivré obtenue, 1 { tonnes de charbon et quinze à seize journées d^homme.

Les nouvelles méthodes permettent d'obtenir le cuivre brut avec deux opérations seulement.

Traitement des mat tes . au convertisseur. — Depuis les succès éclatants du procédé Bessemer, on avait cherché bien des fois à rappliquer au traitement des mattes de cuivre. En insufflant de l'air à travers un bain de matte fondue, le fer et le soufre se brûlent avec dégagement de chaleur : le cuivre ne commence à s*oxyder qu'après le départ des autres éléments. Des difficultés matérielles ont longtemps empêché ce procédé de devenir pratique. 1** Par suite de la grande quantité de matières à oxyder, les scories s'accumulent sur une grande épaisseur : elles sont peu fluides, et l'opération devient tumultueuse. Le vent ne peut les traverser et provoque des projections. 2* Le cuivre métallique se rassemble au fond, et si le vent froid arrive à la partie inférieure du bain, comme il y trouve bientôt

TRAITBUENT DBS MINERAIS. PROCÉDÉS UANHÈS 281

UQ métal où il n'y a plus d'élémenls faciles à oxyder, il reste froid et le cuivre se âge contre les tuyères.

Procédé Manhès. — M. Manhès, de Lyon, est parvenu à écarter ces obstacles. Il a commencé par mettre

les tuyères à une certaine hauteur, de manière que le Tent arrivât toujours au-dessus de la surface du cuivre. Puis il a modiâé l'appareil de manière à rendre le niveau des tuyères variable. On se sert aujourd'hui d'un convertisseur cylindrique mobile autour de son

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axe horizontal : les tuyères sont alignées sur une génératrice ; les deux bases du cylindre, placées verticalement, sont pleines et portent les tourillons ; l'ouverture de coulée est sur le milieu de la surface cylindrique, du côté opposé aux tuyères. En faisant tourner ce convertisseur, on peut amener la ligne des tuyères à occuper une hauteur quelconque, par suite l'élever au cours de l'opération et la maintenir au-dessus du cuivre. Grâce à cet appareil, on peut traiter directement des mattes pauvres.

On fond d'abord le rainerai au four à cuve pour obtenir des mattes à 20 ou 30 pour 100. Ces mattes sont versées directement dans le convertisseur, on y ajoute un peu de sable siliceux pour scorifler le fer, parfois de la fonte mangaoésée pour donner plus de fluidité aux scories (surtout quand le minerai contient du zinc). On donne le vent. La température s'élève peu à peu. Si les scories sont trop épaisses et s'il se produit des projections, on y remédie par de nouvelles additions de silice et de manganèse.

Le fer s'oxyde ep donnant des gerbes d'étincelles. Le soufre brûle ensuite avec des vapeurs blanches. Quand les fumées s'éclaircissent, Topération touche à sa fin. On arrête quand elles cessent complètement : on peut aussi prélever une prise d'essai, qu'on traite par un acide et se guider d'après la teneur en cuivre des scories, évaluée par la coloration du liquide. Cette teneur ne doit pas dépasser 2 ou 3 pour 100. L'opération dure

TRAITBMBNT Db8 MINBRA.I3. PROCÉDÉ MANHÈS 263

de 20 à 30 minutes : avec les manœuvres accessoires il faut compter 1 heure.

Le convertisseur reçoit chaque fois 1000 kilogrammes de mattes.

On obtient du cuivre à 98 ou 99 pour 100, qu'il faut affiner au réverbère. Si Ton voulait obtenir directement du cuivre pur, le déchet serait trop élevé.

. Les réactions mises en jeu dans cette méthode sont en somme à peu près les mêmes que dans Tancienne, c'est l'affinité supérieure du fer et du soufre pour l'oxygène qui permet de séparer ces deux éléments avant d'attaquer le cuivre. On peut se demander pourquoi on arrive à obtenir si rapidement des séparations rigoureuses, pourquoi les mêmes réactions qui se produisent complètement ici ne le faisaient pas dans les anciens appareils. Ce résultat est dû surtout à l'état de fluidité, et au mélange intime des matières, provoqué par le bouillonnement et l'agitation qu'entretient le passage rapide de l'air à travers la masse.

Si Ton suppose qu'il se forme de l'oxyde de cuivre en. un point quelconque, il se trouvera immédiatement en contact avec une molécule de soufre ou de fer, qui le réduira en produisant du cuivre métallique. Il ne peut donc rester de cuivre dans la scorie, tant que tout le soufre et le fer ne sont pas à peu près éliminés. D'ailleurs, ces éléments ne peuvent rester dans la matte; ils n'y échappent pas à l'action directe de l'oxygène de 1 air, qui, injecté à travers le bain, s'y émul-

sionne en quelque sorte, et entre en contact intime avec

toutes ses parties.

Dans les anciens fours, il n*en était pas de même : la température était plus faible, la scorie restait pâteuse ; la matte rassemblée au-dessous d'elle ne la touchait qu'en quelques points, et se trouvait soustraite à l'action de lair. Il fallait un brassage pénible et prolongé pour mélanger les produits : on n'arrivait pas à réaliser un contact intime, et les réactions ne pouvaient être qu'imcomplètes. Dans le convertisseur, la fluidité est parfaite, le brassage énergique et spontané, ce qui suffit à expliquer la différence des résultats.

La haute température due à la combustion rapide du soufre et du fer dans un espace restreint, favorise du reste les séparations. La chaleur modifie et exalte les affinités chimiques. La réduction de l'oxyde ou du silicate de cuivre par le soufre ou par le fer, la combinaison de Toxyde de fer avec la silice qui le relient dans la scorie, sont des phénomènes qui ne se produisent qu'à chaud; les réactions mutuelles que ces diflférents corps exercent entre eux acquièrent une énergie croissante avec la température.

Ces conditions chimiques nouvelles offrent encore un autre avantage précieux. Dans l'ancienne méthode, plusieurs corps, qui se trouvent souvent mélangés aux minerais de cuivre, comme le plomb, l'étain, l'arsenic, l'antimoine, étaient difficiles à éliminer : il fallait mul> fiplier les opérations, et néanmoins, on n'arrivait pas