I. Affinage métallurgique

Le cuivre brut obtenu, soit par une fusion au four à cuve ou au réverbère, soit par le procédé Manhès, renferme toujours quelques centièmes d'éléments étrangers, qu'il faut lui enlever avant de pouvoir le livrer au commerce. Pour réaliser cette purification, on soumet le cuivre brut à une fusion oxydante, pendant laquelle le fer et Tétain disparaissent complètement, sous forme de scories, tandis que le soufre, Tarsenic, l'antimoine, le nickel, le cobalt et le plomb restent en grande partie combinés avec le cuivre; pour déterminer également leur élimination, on prolonge l'oxydation de ma-

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nière à- transformer une petite quantité de cuivre en oxyde cuivreux, qui forme une scorie très basique et réagit sur les métaux restants, eu les faisant passer à l'état d'oxydes, qui sont absorbés par les scories. En même temps il se forme de l'acide sulfureux, qui s'échappe en bouillonnant. Le métal ainsi obtenu porte

Pio. li. — P«til fojer pour ïal&nage du ci

le nom de cuivre rosette ; il a une belle couleur rouge due à la'présence de l'oxyde cuivreux ; on le transforme en cuivre marchand, en le soumettant à une fusion réductive.

Ces deux opérations, appelées affinage et raffinage, se faisaient autrefois dans deux fours distincts (fig. 74); on employait, pour l'affinage, un bas foyer formé par un bassin hémisphérique, installé sous une hotte, et destiné à recevoir le cuivre noir et le combustible ; une tuyère amenait l'air nécessaire k l'oxydation et à la combustion. Pour affiner le cuivre dans un foyer da ce genre, on remplit le bassin de charbons da bois enflammés

et on charge par dessus le cuivre, qui fond graduellement et se rassemble au fond du bassin, où il est exposé à l'action oxydante de la tuyère. On le transforme ainsi en cuivre rosette, qu'on raffine dans des fours du mémo type, en le fondant au milieu de charbon de bois.

Depuis vingt ans, cette manière de procéder a complètement disparu, sauf dans quelques usines de peu d'importance, qui ont gardé leurs anciennes installations. Actuellement, dans presque toutes les usines, on effectue les deux opérations à la suite Tune de Tautre, dans un même four à réverbère, analogue à ceux qui sont employés pour les fontes de concentration, A la place du trou de coulée latéral, on pratique dans la sole un bassin hémisphérique, où se rassemble le cuivre purifié. La charge du four est en moyenne de 10 tonnes de cuivre brut ; on dirige le feu de manière à fondre lentement le métal ; la fusion n'est complète qu'au bout de quinze à vingt heures. On remue fréquemment la masse, et on enlève les scories, jusqu'au moment où elles commencent à se colorer en rouge, par suite de la formation d'oxyde cuivreux. On laisse agir cette scorie pendant quelque temps sur la masse en fusion, elle enlève au métal l'arsenic et l'antimoine. On termine la période oxydante, lorsque des prises d'essai, faites dans la masse, montrent que le métal rosette présente une cassure à gros grains, d'une belle couleur. Après avoir écume une dernière fois la scorie, on ferme la porte de la chauffe, do manière à obtenir dans le four une

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atmosphère réductrice, et on y projette uq peu de charboa de bois, pour réduire l'oxyde cuivreux formé. Pour

Fjo. 75. — Four à réTerbère pour l'aCûoaga du

activer la réduction, on introduit, par la porte de travail, une perche de bois vert, qu'on enfonce dans le bain métallique jusqu'au fond.

Les gaz et la vapeur d'eau, qui s'échappent du bois, produisent un violent bouillonnement dans le métal en fusion, et favorisent le contact du charbon de bois et de ïoxyie cuivreux à réduire. Pendant toute celte opération, qui est connue en Angleterre sous le nom de poling, on fait des prises d'essai toutes les deux ou trois minutes, en coulant avec un cuiller un petit lingot de 4 ou 5 centimètres de longueur, qu'on éprouve au marteau après l'avoir serré dans un étau. Au début du poling, la surface du lingot est boursouflée et présente de petits cratères, dus au dégagement d'acide sulfureux; peu à peu l'acide sulfureux cesse de se dégager, et, lorsque les pièces d'essai cessent d'être boursouflées, et qu'elles donnent un métal rosé, difficile à briser et à cassure d'un éclat soyeux, on procède à la coulée. Ou puise le cuivre avec des poches en fer doublées d'argik, et on le verse dans des moules en fer, enduits de brasque, ou mieux encore dans des moules en cuivre. Il est nécessaire de faire do temps en temps des prises d'essai pendant la coulée, pour se rendre compte si l'air qui entre parla porte de travail n'a pas de nouveau oxydé du cuivre. Lorsque cette réoxydation se produit, on renouvelle le poling avant la fin de la coulée. La consommation de houille, pendant l'affinage, est en moyenne do 400 kilogrammes par tonne; les dépenses s'élèvent à 30 francs par tonne.

Le raffinage du cuivre est une opération très déli* cate, qui demande un personnel expérimenté; il faut

Fio. 76. — Four Siemens pour Taffinage du cuivre.

arrêter le poling au moment précis, où la réduction de Toxyde cuivreux est terminée, sous peine d'obtenir un cuivre à grains moins fins, moins flexible et plus cassant que le métal convenablement raffiné.

On ne sait encore au juste à quelles raisons attribuer les défauts du métal trop raffiné ou overpoled; certains fondeurs prétendent que le métal overpoled a absorbé du carbone pendant le poling; mais cette opinion ne parait pas soutenable, parce qu'en fondant, dans un creuset, du cuivre sous une couche de charbon, on obtient un métal de très bonne qualité. Il est plus probable que les éléments étrangers, qui restent toujours dans le cuivre raffiné, sont ramenés par mû poling trop prolongé à l'état métallique, et que, sous cette forme, ils sont plus nuisibles qu'à l'état d'oxydes.

Lorsqu'on coule le cuivre dans des moules de grandes dimensions, il arrive fréquemment que le cuivre monte dans les moules. Ce phénomène est dû à un dégagement d'acide sulfureux, produit par la réaction des petites quantités d'oxygène et de soufre restées dans le cuivre; il suffit, pour éviter cet accident, de jeter dans le cuivre, une petite quantité de plomb ou dephosphure de cuivre, qui s'emparent de l'oxygène et empêchent sa réaction sur le soufre.

Dans ces dernières années, on a construit, dans quelques usines américaines, des fours de raffinage chaufi'és par des gazogènes Siemens (fig. 76), disposés pour permettre la récupération de la chaleur. La sole de ces

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fours, au lieu d'être en quartz, est construite en calcaire, comme la sole des fours Martin, pour la fabrication de ] acier. Les scories qui se forment pendant le raffinage ne sont pas siliceuses comme dans le procédé ordi naire; elles sont au contraire très calcaires et absorbent facilement Tarsenic et Tantimoine. Il parait certain que l'usage des fours à sole basique permet une élimination presque complète de Tarsenic et une grande diminution de la durée de la période de grillage.