ACÉTATES DE CUIVRE

§ 834. L'acétate neutre de cuivre s'obtient en dissolvant le protoxyde de cuivre hydraté dans l'acide acétique, la liqueur, évaporée jusqu'à cristallisation, laisse déposer des cristaux d'un vert foncé qiii s'eflleurissent à l'air; ces cristaux ont pour formule

CuO, C^H^'O^+HO. •

Us sont solubles dans 5 parties d'eau bouillante , très-peu solubles dans l'alcool.. Ce sel est connu dans le commerce sous le nom de vertiet. D'après Woehler, quand on dissout le sel précédent à une douce chaleur et jusqu'à saturation dans de l'eau légèrement aiguisée d'acide acétique, et qu'on abandonne la liqueur dans un endroit frais , les cristaux qui se déposent, présentent la forme de gros rhomboèdres bleus et ont pour formule

CuO, CH^O'-t-SHO.

L'acétate de cuivre, chauffé au contact de l'air, brûle avec une belle flamme verte.

•i56 ALLIAGES.

D*après Chapta], on prépare dans le midi de la France un acétate de cuivre bibasique qui est plus généralement connu sous le nom de rfert-de-gris, en soumettant à Faction oxydante de lair des plaques de cuivre imbibées de vinaigre, ou mieux du marc de raisin en fermentation. Dans ce dernier cas, on place le cuivre et le marc par couches alternatives dans des pots en grès; au bout de trois semaines l'opération est suffisamment avancée, on retire les plaques pour les exposer à Faction oxydante de Tair en les mouillant de temps en temps. On obtient de la sorte une matière bleueverdâtre qui est le vert-de-gris. Sa formule est CuO, CH'O'-i-CuO, H0-h5H0.

Quand on traite le vert-de-gris par Teau et qu'on abandonne à une évaporation spontanée le liquide qui en résulte , les cristaux qui se déposent sur les parois du vase se représentent par la formule

3 CuO, C*H»0^.

L'eau retient en dissolution un mélange d'acétate neutre et d'acétate sesquibasique.

On trouve dans le commerce un sel double formé d'arsénite et d*acétate de cuivre. Ce sel possède une couleur verte fort riche; il est employé dans la peinture. On le prépare en faisant dissoudre du vert-de^gris dans une chaudière de cuivre, de manière à en former une bouillie claire ; après l'avoir filtrée à travers un tamis pour séparer les matières étrangères, on la verse par petites parties à la fois dans une dissolution bouillante de 8 à 9 parties d'acide arsénieux dans 100 parties d'eau. On a soin d'entretenir l'ébullition jusqu'à ce que la liqueur soit devenue incolore et limpide. Le précipité vert qui s'est formé est lavé, puis séché avec précaution. La composition de ce sel se représente par la formule

CuO, CMPO^-+-3(2CuO, AsO»).

§ 835. Le cuivre forme, avec certains métaux , des alliages qui sont de la plus haute importance dans les arts et dans l'économie domestique. Ceux qu'il forme avec le zinc et l'étain étant les plus intéressants , nous nous étendrons un peu plus sur leur fabrication et leurs applications.

ALUAGES DE GUIYBB ET DE ZINC.

§ 836. Le zinc s'unit facilement au cuivre en plusieurs proportions , et fournit des alliages qui sont connus dans les arts sous le nom de laiton. Le plus commun est celui qui renferme | de cuivre et j de zinc. On le prépare en faisant fondre un mélange de cuivre en grenaille et de zinc cassé en petits fragments. On place dans des creusets de terre 2 parties de cuivre et i partie de zinc ; les creusets sont disposés les uns à côté des autres dans un fourneau convenablement construit pour conduire la température à volonté. Lorsque la fusion du mélange est complète , on coule l'alliage dans des moules. Le laiton ainsi obtenu n'est pas susceptible de toute application; en effet, lorsqu'il ne contient que du cuivre et du zinc, il graisse la lime et se laisse difficilement travailler au tour. On le rend d'un travail beaucoup plus facile en y ajoutant une petite quantité de plomb et d'étain. On prépare d'autres alliages connus sous les noms de simiior, de chrysocalque et de tombac, dans lesquels il entre des proportions plus ou moins grandes de cuivre. Ces alliages possèdent une couleur très-riche qui rappelle celle de l'or.

L'alliage des frères Keller, qui a servi à couler les statues du parc de Versailles, présente la composition suivante :

Cuivre 91

Zinc 6

Étain 2

Plomb I

Un mélange de 16 parties de cuivre, de i partie de zinc et 7 parties de platine, donne un laiton qui est employé avantageusement pour ornement, en raison de la ressemblance très-grande qu'il possède avec l'or. Cet alliage est très-malléable ; l'acide azotique ne l'attaque pas à la température ordinaire.

Les alliages de cuivre et de zinc renfermant un métal volatil s'altèrent profondément lorsqu'on les porte à une température élevée.

i5S ALLIAGES.

ALUAGES BE CUIVBE ET d'ÉTAIN.

§ 837. Les alliages de cuivre et d'étain sont très-nombreux ; ils diffèrent beaucoup entre eux par leur aspect et leurs propriétés physiques. Avant que l'acier fût connu, les anciens se servaient de ces alliages pour la fabrication de leurs armes.

Le mélange des deux métaux s'effectue très-difficilement, bien que rétain ne soit pas volatil comme le zinc; mais sa densité et son point de fusion différant notablement de la densité et du point de fusion du cuivre, il s'ensuit que les deux métaux ont une grande tendance à se désunir. En effet , si on l'abandonne à un refroidissement lent, la majeure partie de Tétain se sépare par liquation; résultat facile à constater quand on brise le champignon qui se forme dans la fonte des canons : celui-ci présente une cassure plus blanche, dans laquelle on remarque de Tétain. Ces champignons contiennent, en effet, ao à 2a pour 100 d'étain , alors que l'alliage normal n'en renferme que 10.

C'est pour cette raison qu'on laisse au-dessus de la bouche du canon un prolongement assez long de la pièce, auquel on donne le nom de masselotte. Cette partie a pour but, non-seulement d'exercer une pression hydrostatique considérable, mais encore de compenser le retrait que subit le métal par le refroidissement et par la perte des matières qui se séparent par l'effet de la liquation.

Les alliages de cuivre et d'étain sont connus sous les noms de bronze ou airain, métal des canons, métal des clor/ies , métal des miroirs de télescopes, etc., etc. La composition de ces alliages est exposée dans le tableau qui suit :

Cairre. ÉUIo. Zinc.

Bronze des canons. ... 90 ' 10 »

Métal des cloches 78,00 22,00 »

Métal des cymbales et

des tam-tams 80,00 20,00 •

Métal des miroirs de télescope 67,00 33,00 »

Bronze des médailles. . 95,00 5, 00 quelques millièmes.

L'alliage employé aujourd'hui en France à la fabrication de la

EXTRACTION DU CUIVRE. aSg

monnaie de billon renferme :

Cuivre gS

Étain 4

Zinc -

lOO

Ces alliages présentent une propriété fort curieuse, précisément inverse de celle de Tacier. En effet , ils sont durs et cassants quand ils 'sont refroidis lentement; refroidis brusquement en les plongeant dans l'eau froide, ils deviennent, au contraire, trèsmalléables. On voit qu'ici Teffet de la trempe est tout à fait opposé à celui qu'il exerce sur l'acier. C'est grâce à cette propriété, découverte par M. d'Arcet, qu'on a pu fabriquer des tam-tams exactement semblables à ceux qu'on tire de la Chine et de ITnde.

§ 838. Le cuivre se rencontre dans la nature :

I^ A l'eut natif;

a*». A l'état d'oxydule;

df", A l'état de carbonate de protoxyde de cuivre ;

4". A l'état de sulfure simple ;

5*". A l'état de pyrites, composés de sulfure de cuivre et de sulfure de fer, renfermant quelquefois en outre des sulfures de plomb, d'antimoine et d'argent.

Le cuivre natif est trop rare pour qu'on puisse songer à l'exploiter.

L'oxydule et le carbonate qui forment dans certaines localités des amas considérables, notamment au Pérou, au Chili, dans les monts Ourals, constituent un minerai très-précieux dont le traitement métallurgique est des plus simples. Il suffît en effet de les fondre avec du charbon dans des fourneaux à cuve pour obtenir du cuivre brut qu'on débarrasse facilement des produits étrangers par l'opération du raffinage.

Le traitement du sulfure simple ne présente non plus aucune difficulté; il suffit de le soumettre au grillage, opération dont le but est de transformer le soufre en acide sulfureux et de ramener le cuivre à l'état d'oxyde. En réduisant ce dernier par le charbon

a6o EXTRACTION DU CUIVRE.

8008 l'influence d*une haute température , comme dans le procédé précédent, on en isole facilement le métal.

Les pyrites cuivreuses exigent un traitement beaucoup plus compliqué. Le but de l'opération est d'éliminer successivement le soufre et le fer et d'en retirer du cuivre pur. On se fonde à cet effet sur les observations suivantes. L'affinité du cuivre pour le soufre est supérieure à celle du fer, mais, d'une autre part, l'affinité du fer pour l'oxygène est supérieure à celle du cuivre, surtout en présence de matières siliceuses. Si donc on grille la pyrite, ses trois éléments, cuivre, fer et soufre s'unissent en partie à l'oxygène atmosphérique, et l'on obtient de l'acide sulfureux qui se dégage à Fétat gazeux et des oxydes do fer et de cuivre. Si l'on ajoute au produit de ce grillage des matières siliceuses et qu'on soumette ce mélange à l'action d'une température très-élevée, l'oxyde de cuivre qui s'est formé, réagissant sur la portion de sulfure de fer inattaqué, régénérera du sulfure de cuivre en produisant une quantité proportionnelle d'oxyde de fer, qui s'unira de même que celui qui provient du grillage à la silice. Il se forme de cette façon une scorie qui renferme la plus grande partie du fer de la pyrite , et l'on obtient en même temps un sulfure qui contient la presque totalité du cuivre et des proportions beaucoup moindres de soufre et de fer. On donne à ce produit le nom de matte cuivreuse. Cette matte constitue donc un véritable minerai plus riche en cuivre que le minerai primitif; on la grille, puis on la fond avec des scories riches en silice : on obtient de la sorte une nouvelle scorie renfermant une portion du fer de la première matte et une seconde matte cuivreuse plus riche en cuivre que la première. On répète successivement ces grillages et ces fondages, jusqu'à ce qu'on obtienne finalement du cuivre impur, auquel on donne le nom de cuivre noir.

Ce dernier, qui renferme environ 94 à qS pour 100 de cuivre, est soumis à l'opération du raffinage dans un petit foyer qui se compose d'un creuset hémisphérique dont les parois intérieures sont recouvertes d'une brasque formée d'argile et de charbon. Lorsque le cuivre noir est en pleine fusion , on projette de l'air à sa surface au moyen d'un soufflet; un trou de coulée permet aux scories de s'écouler pendant l'opération. Il se dégage de l'acide sulfureux accompagné quelquefois de vapeurs blanches d'oxyde

EXTRACTION DU CUIVRE. a6i

d'antimoine : les premières scories présentent une couleur verdâtre due à la présence du fer; les suivantes sont colorées en rouge foncé et très-riches en oxyde de cuivre. Lorsque Touvrier reconnaît que l'affinage est terminé, il arrête le vent, jette de Teau à la surface du bain , puis avec un ringard il enlève les scories qui surnagent le métal ; lorsque la surface est bien nette , il y projette une petite quantité d'eau qui solidifie un disque de cuivre qu'il enlève; il recommence plusieurs fois de suite cette manœuvre jusqu'à ce qu'il ait enlevé complètement le métal. On obtient ainsi des disques d'apparence bulleuse, présentant une couleur d'un rouge violacé très-fiche, qu'on désigne dans le commerce sous le nom de rosettes.

Ce cuivre , qui retient en dissolution de l'oxydule , présente trèspeu de malléabilité et en cela se comporte comme les métaux qui sont imbibés de leur oxyde. Pour lui restituer cette malléabilité et le rendre propre aux différents usages auxquels on le destine, il faut le soumettre à une nouvelle opération qui demande beaucoup de pratique de la part de l'ouvrier. Cette opération s'exécute dans des ateliers spéciaux. On refond les rosettes dans un petit foyer, puis, lorsque le métal est devenu liquide, on le recouvre de petits charbons ; de cette façon l'oxydule se réduit progressivement, et le métal reprend en même temps de la malléabilité. On agite quelquefois le cuivre en fusion avec des ringards de boiç vert; la matière organique, en se carbonisant, laisse dégager des gaz formés d'hydrogène et de carbone, qui, traversant la masse, réduisent l'oxyde de cuivre tout en agitant le liquide, et en mêlant bien intimement toutes ses parties. Il faut agir avec de grandes précautions , sans quoi le métal se carburerait et redeviendrait cassant. Pour saisir le moment exact où l'affinage est terminé, l'ouvrier plonge une tige de fer dans le bain et en retire un petit dé d'épreuve qu'il soumet au martelage. Dès que le métal présente les qualités convenables, il arrête l'opération. On le coule alors dans des moules qui lui donnent les formes qu'exige le commerce.

Lorsque le minerai de cuivre est argentifère, le cuivre noir obtenu renferme l'argent qui y est contenu ; on peut l'en retirer par un procédé fort simple , qu'on désigne sous le nom de liguation. Cette méthode consiste à combiner le cuivre argentifère

26a EXTRACTION DU CUIVRE,

avec une quantité convenable de plomb et à refroidir brusquement l'alliage sous la forme de disque ; de cette façon , les métaux restent intimement mélangés. Si maintenant on réchauffe progressivement Talliage solide ou qu'on laisse refroidir lentement Talliage fondu, les deux métaux se séparent, le plomb s'écoule, entraînant avec lui la totalité de l'argent, tandis qu'il reste une carcasse de cuivre qu'on soumet au ressuage et qu'on affine ensuite. Quant au plomb, on le soumet à la coupellation pour en retirer l'argent.