III. Traitement des xnattes bronzes par le procédé Bessemer

Les procédés de fabrication du cuivre noir que nous venons de décrire exigent des opérations nombreuses et une dépense considérable de main-d'œuvre et de combustible. Aussi, jusque dans ces dernières années, la métallurgie du cuivre n*a-t -elle pu être pratiquée que dans les pays où la houille ou le bois sont à très bas prix.

De nombreux essais ont été tentés pour remédier à ces inconvénients; les fours ont été agrandis, on a généralisé l'utilisation des produits du grillage, mais la consommation de combustible a peu diminué, et atteint encore 15 à 18 tonnes par tonne de cuivre produit. Le seul très grand progrès réalisé dans la fabrication du cuivre a été dû à Tapplication de la cornue Bessemer au traitement des mattes cuivreuses.

Le procédé Bessemer consiste à souffler à travers la fonte en fusion, de Tair sous une forte pression; en traversant la masse liquide, l'oxygène de l'air en brûle les impuretés diverses et affine le métal. Un métallurgiste de Lyon, M. Pierre Manhès, a réussi, après de nombreux mécomptes, à employer la même méthode pour purifier les mattes.

Son invention est un très grand succès pour la métallurgie française et jouera, dans la fabrication du cuivre,

PROCÉDÉ BESSBMBR 191

un rôle aussi important que le procédé Bessemer dans celle de l'acier.

Les analogies entre ces deux fabrications sont en effet très grandes. De même qu'au haut fourneau, le minerai est réduit à l'état de fonte, combinaison de fer et de carbone, de même le minerai de cuivre est transformé par une simple fusion, la fonte crue, en un composé sulfuré, formé de cuivre, de fer et de soufre. Dans ces deux opérations, on sépare les métaux des gangues, et l'on obtient des produits principaux analogues; d'un côté, c'est un carbure et un siliciure de fer et de manganèse; de l'autre, un sulfure de fer et de cuivre. Par la simple action du vent, on élimine pendant l'opération Bessemer le silicium, le manganèse et le carbone; delà même manière, on enlève à la matte son soufre et son fer, qui sont tous deux plus oxydables que le cuivre. Mais les difficultés rencontrées dans le traitement des mattes sont bien plus grandes que celles du traitement de la fonte, où les éléments à oxyder ne dépassent pas 9 à 10 pour 100 du poids du métal; la matte, au contraire, ne contient en général que 20 pour ICO de cuivre. 11 faut donc enlever par oxydation 80 pour 100 des matières traitées.Les éléments étrangers de la fonte, silicium et carbone, développent en brûlant une quantité considérable de chaleur, le premier 7800, le second 8000 calories, ce qui élève considérablement la température du bain métallique et empêche tout danger de refroidissement dû à l'action du vent. Le soufre

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et le fer au contraire ne produisent que 2200 et 1500 calories ; aussi les premiers essais faits en Angleterre par M. Holway,pour traiter les mattes au convertisseur

Fi 3. 73, — Fourneau convertisseur pour l'affinage du cuivre, procédé P. Manhés.

Bessemer, aboutirent à un insuccès complet; la matte se solidifiait avant d'être affinée. M. Manhès ne fut pas découragé par l'échec des métallurgistes anglais, et fit de nombreux essais dans une usine à laminer le cuivre à Védènes (Vaucluse), puis aux usines d'Eguilles, près

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d'Avignon. Il se servit d'une petite cornue pouvant contenir une charge de 50 kilogrammes de matte, et disposée à la façon de l'appareil Ressemer ordinaire, avec boîte à vent à la base et tuyères verticales, injectant l'air de bas en haut dans le bain métallique.

La matte, contenant 25 à 30 pour 100 de cuivre, était fondue dans un petit four à cuve, et versée liquide dans la cornue. Le vent, soufflant à travers la matte, oxydait rapidement le soufre et le fer ; le soufre s'échappait à l'état d'acide sulfureux, le fer formait avec l'argile du garnissage de la cornue une scorie fluide. Au début, Topération marchait très bien; la combustion du fer et du soufre suffisait pour maintenir la fluidité du bain métallique et de la scorie ferrugineuse ; mais peu à peu la matte devenait moins liquide; l'insufflation du vent produisait une ébuUition tumultueuse avec projection de scories en dehors de l'appareil. Le cuivre formé se réunissait au fond de la cornue et se figeait dans les tuyères, qui s'obstruaient graduellement. L'opération s'arrêtait, avant que la matte fût complètement débarrassée de son fer et de son soufre.

M, Manhès substitua alors aux tuyères verticales des tuyères injectant le vent dans le bain à une certaine distance au-dessus du fond de la cornue. La boîte à vent de la base fut remplacée par une couronne circulaire creuse, enveloppant la cornue à quelques centimètres du fond, et pourvue d'orifices latéraux injectant le vent horizontalement dans le bain métallique.