III. ^ Pertes dn tpââtetteiit
En raison de la haute valeur du mercure, Télëment essentiel pour juger de la valeur de tel ou tel procédé métallurgique n'est pas le chiffre un peu plus ou un peu moins élevé des frais de traitement spéciaux : ces frais sont toujours très-faibles par rapport à la valeur créée, du moins lorsqu'il s'agit d'un minerai riche, comme celui d'Almaden. La perte sur le mercure contenu a une importance bien supérieure. ItQus avons dit que la tonne de minorai con-
MINES BT USilfES D'ÂSiMASCHâ 91
tenant en xooyeofie S^So p. loo de métaU 83 kilog» par conséquent, en rend 78^>4o- Si la periQ s'élevait à jo p. 100 seiilement de mercure contenu, elle ne rendrait plus que 74^,7, et le prix de revient de la tonne de mer* cure s'élèverait dans le rapport de 78,4 à 74*7; au lieu d'être en moyenne de 1.200 à i«4oo francs, il serait compris entre 1.2Ô9 et 1.469 francs : l'augmentation serait donc supérieure aux frais seuls de la distillation proprement dite.
, La métallurgie du mercure à Almaden est bien loin, sous ce rapport, de présenter Tinfériorité qu'on lui attribue généralement sur la foi de quelques auteurs dont les assertions ont été répétées partout sans contrôle. Ces assertions ont toujours péché par la base : on faisait bien, il est vrai, un grand nombre d'essais pour arriver à la détermination de la richesse du minerai, mais, semble-t-il, sans songer jamais à procéder de telle manière que la prise d'essai représentât le moins du monde le tas de minerai dont il s'agissait de connaître la teneur. On sait, en effet, avec quelle facilité un chimiste, un ingénieur peu exercés à cette opération toute spéciale de la prise d'essai, se laissent aller à prendre dans un tas de minerai les morceaux les plus riches : on ne peut arriver à des résultats comparables qu'en employant toutes les précautions des fondeurs anglais de Swansea, ou des fondeurs allemands de Freiberg, la mise en tas régulière, la division du tas en plusieurs autres, et une série de divisions systématiquement ordonnées.
On était donc arrivé, par des procédés extrêmement défectueux , à la conclusion absolument fausse que le minerai d' Almaden tenait en moyenne i4 p* 100 de mercure; comme d'ailleurs on ne pesait ni les matières employées à chaque charge, ni les scories retirées du four une fois la calcination terminée, le contrôle était à peu près impossible. On était, par suite, forcément amené à la conclusion que l'on .p€a['âaii dans le tnûteaient au moins 5o ou 40
92 MINES KT USINES d'aLMADEN.
p. 100 du mercure contenu ; MM. Fernando Bernaidez et Ràmon Rua Figueroa, dans un mémoire imprimé» en 1 861 , par ordre royal , déclarèrent que la perte était de 55, 4o p. 100 du mercure contenu au four d'Idria, et de 49*82 p. 100 au four Bustamante. D'autres ingénieurs, comme M. Salazar, admettaient le chiffre, tout aussi arbitraire, de 3op. 100, par analogie avec les résultats connus à Idria.
On regardait, comme non moins incontestable, que le chiffre des pertes devait être un peu plus élevé aux fours à aludels qu'aux fours à chambres; ceux-ci, en effet, étaient plus récents, et , par suite , devaient être préférables. Une longue expérience semblait cependant montrer qu'il n'en était rien, et indiquer une légère supériorité du four ancien ; les chiffres de MM. Bernaidez et Rua Figueroa, sans valeur absolue, ont assurément quelque valeur relative.
Admettant une perte de 3o à 5o p. 100 de mercure, voici par quels défauts de l'appareil on prétendait expliquer cette perte.
1° Four proprement dit. — La cheminée placée au-dessus de Yalizadero^ par laquelle doivent s'échapper les gaz brûlés et la fumée du bois , crée un tirage inverse de celui qui force le cornant de vapeurar mercurielles à passer à travers les aludels ou les chambres de condensation -, il peut arriver que ces vapeure soient aspirées dans le foyer et se perdent ainsi par la cheminée d'avant. La grille en biiques et la couche de minerai pauvre dont on recouvre cette grillé ne suffisent pas toujours pour empêcher la chute de fragments de minerai dans le foyer. Les parois du four ne sont pas imperméables.
2* Les aludels ne forment qu'une conduite mal jointe, quoique lutée^ leurs parois, un peu épaisses, sont mau* vaises conductrices de la chaleur et se refroidissent mal au contact de l'air extérieur» de manière que la condensation peut s'y faire assez médiocrement. Ges aludels ex-
MINES ET USINES d'aLMADETT. 9?
posés à toutes les intempéries de l'air, et à de fréqiientes variations de température, se brisent facilement, ou du moins se fendent pendant l'opération et donnent ainsi naissance à des fuites.
3° La condensation n'est pas terminée lorsque les vapeurs sortent par les cheminées; celles-ci sont censées déverser dans Tatmosphère des torrents de gaz qui entraîneraient une énorme quantité de mercure.
Toutes ces observations ne sont assurément pas dénuées de tout fondement ; mais on a bien exagéré l'influence de tous ces ^tits défauts.
En fak, le tirage au four Bustamante, aussi bien qu'an four d'Idria, s'établit avec une grande régularité; le refoulement des vapeurs dans le foyer et leur sortie par la cheminée ou par la porte de chargement est un fait accidentel et assurément très-rare. La chute du minerai dans le foyer ne se produit pas davantage : elle pourrait sans doute avoir quelque importance si le minerai était menu ou friable, mais il n'en est rien.
La non-imperméabilité des joints des aludels est aussi moins grande qu'on ne le dit : rien ne serait plus facile, d'ailleurs , si les joints étaient réellement la cause d'une perte considérable, que d'y remédier par un lutage plus soigné.
La rupture des aludels au cours des opérations est assez rare. Si l'on en casse, c'est plutôt dans l'opération de nettoyage des allonges, et alors leur contenu n'est pas perdu.
La condensation se fait -elle d'une manière suflisante soit dans les aludels; soit dans les cha^nbres ? Si elle se fait mal , on devra assurément trouver des vapeurs mercurielles dans les gaz qui s'échappent par les cheminées extrêmes. M. Lucas de Aldana, aujourd'hui inspecteur général des mines, a fait, en i85i, une série d'expériences à ce sujet ; il recherchait les vapeurs mercurielles en plaçant une feuille d'or à la partie supérieure des cheminées.
94 MINES ET USINES D* hlUAtmm
Or voici le compte rendu de ses expériences {Betiita mifiera, t. II, p. 378).
La feuille d'or placée pendant is heures, à la fin du 2* jour de travail, sur la cheminée extrême d'un four Bustamante, n'a présenté, après ces 1 s heures, qu'un dépôt de gouttelettes d'eau condensée.
Après 33 heures de la période de brasa, et 24 de refroidissement, la feuille d'or présentait une tache blanche au centre.
Après 16 heures de la période de refroidissement, rien.
Après 2à heures, période de brasa, sur le plus mauvais dies fours, taches peu étendues.
Après 2& heures, une autre fois, traces légères.
Après 94 heures, amalgamation sensible.
Que prouvent ces expériences? Qu'il y a amalgamation de la feuille d'or, par suite perte de mercure, soit. Que cette pert» soit élevée, non. Si la perte était de 3o p. 100, il s'échapperait dans une opération, par les deux cheminées, environ 35o kilog. de mercure ; réduisons même ce chiffre à moitié, en admettant que la moitié se perde par des fuites, ce seraient encore Sy^^b qui s'échapperaient par chacune des cheminées pendant les deux périodes de f(Mi et de brasa : les indices d'amalgation constatés semblent peu de chose pour une feuille d'or de 1 décimètre carré sur laquelle auraient passé 87'', 5 de vapeurs mercurielles.
Ces expériences ont encore montré que l'amalgamation semblait plus difficile, en présence de la vapeur d'eau*
Toutes ces considérations contraires nous laisseraient dans une complète indécision sans les expériences précises auxquelles nous avons déjà fait allusion. Nous croyoïo^ convenable, pour montrer dans quelles conditions d'exactitude ces expériences ont été faites, d'en raconter brièvement l'histoire.
Un ingénieur français, M. Emile Pellet, avait présenté au conseil des mines {Junta de tnina^)^ en 1867, le projet
MVitA £T USINES d'aLMAO£K. ^5
d'un nouveau four pour la distillation du minerai de mercure. Le conseil émit, le lo avril 1867, un avis favorable à l'essai du système Pellet; l'ordre royal fut donné le 5 juin de la même année. On construisit le four Pellet «n 1868, et les expériences se firent au commencement de 1869.
Voici les principes de la méthode nouvelle : i* La calcination y est continue ; le combustible est du coke mélangé au minerai par minces couches alternatives. 2° La condensation se fait dans cinq chambres dont les quatre dernières sont divisées en deux cotiapartiments par une cloison médiane percée de trous. Dans ces chambres tombe une pluie continue d'eau fraîche. Le fond est couvert d'une couche d'eau qui, normalement, isole chaque chambre de la précédente; les vapeui's ne peuvent passer de l'une dans l'autre que si la couche d'eau est agitée de manière à démasquer l'ouverture. Cette agitation est produite par Tactîon d'un ventilateur qui aspire les gaz et les vapeurs.
La consommation d'eau, considérable pour un établissement qui n'a à sa disposition que l'eau extraite de lamine, la nécessité d'un personnel constamment occupé au chargement et au déchargement, la nécessité d'un moteur pour le ventilateur, le soin à apporter à la surveillance du niveau de l'eau dans les chambres , l'impossibilité de remédier à des accidents graves sans laisser d'abord refroidir le four ; la difficulté enfin de passer les menus étaient assurément des inconvénients graves du nouveau système; on aurait toutefois passé outre safis hésitation , Si le four avait pu réaliser les espérances dfe son inventeur : suppression absolue ou , au moins, presque complète des pertes de mercure, économie dans les frais de traitement, suppression des vapeurs mercurielles si nuisibles pour la santé des ouvriers.
En cas de réussite, M. Pellet demandait qu'on lui
96 MIlfËS ET USINES D'aLMÂDBN.
donnât coaune rétribution le bénéfice résultant de l'application de son système pendant une année, bénéfice évalué à 3.730.000 francs. Lés essais furent commencés le 4 avril 1869 sQus la direction de M. Monasterio, inspecteur général des mines, directeur de l'École des mines de Madrid. M. Pellet fit d'abord un essai préliminaire sur 55 tonnes de minerai; 54.952 kilog. de minerai contenant, d'après les essais au laboratoire, 4«5oi*,523 de mercure donnèrent :
Par distillation directe s.599%10
Batido de cabezas ôo8 ,20
80 7o du mercure des résidus .... 348 ,54
Perte i.245'',67;, soit 2,266 p. 100 du minerai traité ou 27,672 p. 100 du mercure contenu.
On procéda alors à un essai comparatif entre le four Pellet et un four d'Idria. Les résultats de cet essai sont d'un haut intérêt, non pas tant pour le four Pellet, dont il n'est plus question aujourd'hui, que pour le four d'Idria, toujours en usage. Pour donner à M. Pellet toutes les garanties d'équité et d'impartialitéqu'il pouvait désirer, M. Monasterio prit les dispositions suivantes qui furent exactement observées :
Les minerais divisés en 10 classes restèrent exposés à l'air, à la disposition de M. Pellet , pour toutes observations qu'il lui conviendrait de faire, pendant tout le mois d'avril. M. Pellet se déclara entièrement satisfait de la classification.
Les deux fours essayés furent chacun séparés par une enceinte, de manière à permettre un contrôle exact des matières. — Trois surveillants de jouret trois de nuit. — Pesage exqpt des charges, identiques pour les deux fours comme poids et comme teneur. — Prise d'essai soignée de chaque pesée, faite concurremment par un des ingénieurs et par M. Pellet. — Pesée exacte de tous les produits. —
MINES ET USINES DALMAIMBN; 97
Interdiction de tout travail étranger au voisinage des deux fours en expérience.
M. Pellet lui-même reconnaissait les sentiments élevés de justice de M. Monasterio; le caractère de celui-ci était une garantie de plus pour la parfaite impartialité apportée à rexpérience.
Les résultats obtenus au four d'idria ont été donnés plus haut. Nous rappellerons seulement que la perte définitive de mercure n'a pas diépassé 5,69 p; 100 du mercure contenu.
Le four Pellet donna, pour 114 tonnes de minerai d'une teneur de 8,5o p. 100, contenant g.466'',i36 de mercure:
Mercure entré directement au magasin. • . . 7.664^,55 80 7o clu mercure des résidus 470, 7 lû
8.i35Sa6/^ Perte i.35ok,87a, soit 1,16 '/o du minerai et iû,o6 •/© du mercure contenu*
Les frais du traitement des 114 tonnes de minerai ont
été :
Au fourd'Idria, de 571', 80; Au four Pellet, de i.5i8',6o.
Le four Pellet était bien inférieur aussi au four d'Idria au point de vue de l'hygiène : 35 ouvriers tombèrent malades, atteints d'ulcérations à la bouche , premier eiFet des vapeurs mercurielles, dans le courant de mai et de juin 1869, au service du nouveau four.
Condamné une première fois, M, Pellet ne se tint pas pour battu; malgré la dépense considérable occasionnée par la première expérience, malgré l'inutilité de tentatives destinées à empêcher une perte qui n'existe pas, il obtint qu'on fît en, en 1875^ , une nouvelle série d'essais comparatifs, sous la direction de MM. Luis de la Escosura , inspecteur général des mines, et Federico de Botella, ingénieur en chef.
98 ^ BIINES ET .t7Sll!9E« D'aLMADEN.
Les essais eurent deux buts : d'abord juger de la valeur du système Pellet, qui fut, encore une fois^ et cette fois-ci irrévocablement, condamné, puis étudier pour euxmêmes les traitements au four d'Idria et au four Bustamante.
Les détails de ces essais ne m'ont pas été communiqués, ils feront l'objet d'une prochaine publication de M. Luis de la Escosura; je sais seulement qu'ils ont été faits avec un soin minutieux pour déterminer le. plus exactement possible la teneur des charges, leur poids, le poids des produits de toutes natures, qu'on a déterminé avec précision la température des gaz et la vitesse du courant à différents points de l'appareil entier, enfin que les pertes du traitement ont été trouvées de 5 1/2 p, 100 pour le four d'Idria, de 4»95 p* 100 pour le four Bustamante.
Ce dernier chiffre ne représente pas, il est vrai, la perte véritable dans les opérations courantes : il a été obtenu dans des expériences, partant dans des conditions de soin toutes particulières; mais il indique ce que l'on peut, ce que Ton doit demander au four Bustamante, sans d'ailleurs modifier quoi que ce soit au traitement ni au four.
Faute de pouvoir raisonner sur les chiffres des essais de 1872, revenons encore une à fois ceux obtenus en. 1869 par M. Monasterio. Nous pouvons arriver avec lui à déduire de ces chiffres, non pas seulement la perte du traitemeiit métallurgique par rapport aux essais docimastiques, mais aussi, par une sorte de synthèse, la perte par rapport à tout le mercure réellement contenu dans le minerai. .
Voici de quelle manière :
Le minerai est un quartzite plus ou moins imprégné, ou un schiste plus ou moins moucheté de cinabre. Il contient des parties charbonneuses (dans le schiste et le quartzite noir), un peu de pyrite de fer, de mercure natif,
MimS HT USINES D ALMADEN*. 9g
de mercure coraé. Selon la manière dont ces substances se comportent au grillage, on peut les diviser en substances fixes et substances volatiles (mercure, soufre, eau, etc.).
Le résidu de là calcination au four d'Idria a donné pour 11 4* 000 kilogrammes de minerai, ioa.336 kilogrammes de scories, ou 89,768 p. 100 de matières fixes et io,a3a p. 100 de matières volatiles.
Or si, dans les essais au laboratoire, la détermination de la richesse en mercure est difficile à obtenir avec une très-grande précision, il n'en est pas de même du poids des matières fixes, et nous pourrons de ce dernier poids déduire celui de matières volatiles.
Nous négligerons pour ce calcul la présence possible d'une petite quantité de mercure natif et de chlorure de mercure; nous admettons que tout le soufre se dégage à Tétat d'acide sulfureux; nous ne tiendrons compte non plus ni du soufre des pyrites de fer, partiellement remplacé par de Toxygène pendant le grillage, ni du charbon des minerais : ces deux dernières simplifications auront pour unique effet d'augmenter un peu le chiffre que le calcul nous donnera pour le mercure.
Nous supposons donc, en somme, un minerai réduit à ces éléments essentiels :
Matière fixe, cinabre, eau.
On ne peut faire abstraction de Teau qui se trouve déjà dans le minerai sortant de la mine et que l'exposition à l'air, en hiver et par des temps pluvieux, ne peut qu'augmenter. Le mémoire de MM. Bernaldez et Figueroa donne à ce sujet les chiffres suivants :
Teneur en eau.
Métal et china de 1" classe. ..... 0,08 %
China de a° classe 0,08
China de 3' classe. . o,i5
- China de 4* classe o,ao
China de 5* classe 0,25
China de 6* classe o,5o
China de 7' classe et solera 0,70
100 MINES ET USINES D ALMADEIf.
La proportion d'eau est d'autant plus forte que la teneur en mercure est moindre, parce que les minerais pauvres sont argileux» et partant retiennent mieux l'humidité que les minerais riches,* quartziteux.
' Maintenant, le grillage des minerais au mouffle, à une température graduellement croissante , avec un fort coup de feu à la fin de l'opération, de manière à expulser les matières volatiles, a donné pour les différentes prises d'essai :
Classes. Matières fixes. Matières volatiles.
Métal et china i"^ 70,90 399 10
Ghioa 2* 80,09 19)91
China k* 89,29 10,71
China 5« 93,^0 6,60
China 6* 96,00 k,oo
China 7* . 97,55 2,65
Solera 97,60 2,/io
Si nous retranchons du chiffre des matières volatiles le chiffre donné tout à l'heure pour l'eau, il nous reste pour teneur en sulfure àe mercure :
Sulfure de mercure.
Métal et china i'*" • .\ 29,02
China 2* i9,83
China 3* 17*10
China 4* io,5i
China 5* 6,35
China 6« 3,5o
China 7' 1,95
Solera 1,70
Et comme le sulfure de mercure contient 86,29 P- '^^ ^® mercure et i5,6i p. 100 de soufre, les différentes classes de minerai contiennent :
Métal et china i"* claEUse. . . . 25,o& \ / 96,00
China 3« classe 17,11 1 | 17^06
China S** classe iâ,7^ I Tandis que les I itifi^
China W classe 9,07 f essais au labo- 1 8,88
China 5* classe • 6,A8 | ratoire ont don- ] /i,99
China 6* classe 3,02 I né : | 'i,â6
China 7' classe 1,68 | f i,o5
Solera. i,46 / \ 0,80
Nous reviendrons dans un instant sur ces derniers chifires pour en tirer quelques conséquences au point de vue des essais de cinabre au laboratoire.
Calculons maintenant d'après les chiffres précédents, la composition complète des ii4«ooo kilogrammes employés à l'expérience en question. Nous trouvons ainsi :
