TROISIÈME GENRE. FER

Le plus utile de tous les métaux et, en même tems le plus abondamment répandu dans la nature, oùil se montre dan3 toutes les espèces de terrains.

On trouve le fer sous des états très-variés. Il est un des onze métaux qui existent à l’état natif dans la nature. Mais le plus communément il est combiné avec l’oxigène , le soufre ou les acides.

Première espèce : fer natif.

Le fer, purifié par les procédés métallurgiques est d’un gris plus ou moins éclatant, d’une texture grenue ou lamellaire , plus ductile que malléable : c’est le plus tenace des métaux , puisqu’un fil de fer de deux millimètres de diamètre peut supporter sans se rompre un poids de 249 k . 659 milligrammes. Ilest magnétique, mais sous

l’influence d’un aimant. 11 offre une dureté très-grânde

qui augmente encore quand ilse combine dans certaines proportions arec le carbone ; il constitue alors l'acier , qui est le plus dur de tous les métaux.

Sa densité est de 7,788. Il exige une haute tempéra* ture pour fondre, i 58 “ du pyromètre de Wedgewood. Il est à peine volatil.

Le fer exposé à l’air s’y altère , il s’oxide et passe à l’état de rouille, qui est un sous-carbonate de fer hydraté.

Il peut se combiner avec les acides et former des sels à base de protoxide, de deutoxide ou de tritoxide.

Les protoselsdefer ont en général une couleur verdâtre: les alcajis les précipitent en blanc, mais le précipité verdit presqu immédiatement, puis devient rouge, parce que le protoxide précipité passe rapidement à l’état de deutoxide, puis de tritoxide; l’ammoniaque dissout le précipité; l’hydrocyanate ferrure de potasse jaune les précipite en blanc, mais le précipité devient bleu par le contact de l’air; les hydrosulfates les précipitenten noir; l’infusion de noix de galles les précipite en violet dès qu’ils ont eu le contact de l’air.

Le fer natif est cristallisé en octaèdre ou sous forme de dendrites; tantôt il est en masses qui offrent un très-grand nombre de cavités irrégulières, de là le nom de fer caverneux ; d'autres fois enfin il est en petits globujes ou fragmens dans les aérolilhes ou pierres tombées du ciel.

Gisement. Le fer natif est rare dans la nature. Il existe soit disséminé dans des filons , comme aux environs de Grenoble, dans la Saxe , le Brésil ; soit dans des produits volcaniques, en Auvergne, au Vésuve, etc.; soità l’état de

MINÉRALOGIE. 2g5

masses éparses à la surface du sol et que l'on considère comme étant tombées de l’atmosphère.

Ces blocs de fer météorique sont quelquefois extrêmement volumineux. Ainsi on en cite un auprès de la ville de lanisseik, en Sibérie, qui pèse i, 4 oo livres , une autre à Olumpa, près Saint-Yago, dansla province de Tucuman , dont le poids a été évalué environ 3 o,ooo livres. Pendant long temps on a totalement ignoré l’origine de ces blocs de fer natif , dans lesquels il existe toujours une petite quantité de nickel, de chrome , et même de cobalt; mais il a été constaté de la manière la plus évidente que des masses moins volumineuses de fer, ayant absolument les mêmes caractères, sont tombés de l'atmosphère à des époques connues. Ainsi on sait qu’il est tombé un bloc de cette nature à Hrasina, près d’Agram , en Croatie , le 26 mai 1731 , à six heures du* soir; une autre à Lahore, dans i'Indostan, le 17 avril 1621, etc. Or, les grands blocs de fer; natif de la Sibérie, de l’Amérique, etc. ,<)nt absolument les mêmes caractères qne ceux dont l’origine est bien constatée ; ce* blocs reposent sur toute espèce de terrain , même sur la terre végétale. Tout porte donc à croire qu’ils ont une origine semblable à celles des blocs météoriques , et aujourd'hui tous les minéralogistes , sont à peu près d'accord sur ce point. (Voyez à la fin de l’ouvrage U note sur les aérolithes ou météorites ).

MINÉUALOGIF.

Deuxième espèce : fer oxidé magnétique.

( Fer oxidulè , pierre d aimant ).

C’est le deuloxide de fer des chimistes. Il contient 71,79 de i'eret 28,21 d’oxigène. M. Beudant le considère comme un ferrate de fer, c’est-à-dire comme une combinaison dans laquelle leperoxide de fer agissant comme corps clectro-négatif, s’unit au protoxide de. fer. Il lui donne donc la composition suivante :

Peroxide de fer 69.

Protoxide de fer 3 i.

Il est d’un gris sombre , quelquefois brunâtre , ayant l'éclat métallique, tantôt parfaitement cristallisé en octaèdre , ou en dodécaèdre rhomboïdal, à structure granulaire ou lamellaire ; il n'est point ductile et se brise assez facilement. Sa poudre et constamment noire.

Sa pesanteur spécifique est de 4>']4 à 5 , 09. 11 est insoluble dans l’acide nitrique et colore le borax en vert bouteille.

Le fer magnétique est tantôt cristallisé, tantôt à structure lamellaire, tantôt granulaire, ou compacte, ou terreux,

La propriété la plus remarquable de cette espèce c’est son magnétisme , qui y existe avec une force extraordinaire. Aussi forme-t elle ce que l’on nomme la pierre d'aimant naturelle , avec laquelle on peut communiquer la propriété magnétique ou aimanter du fer métallique et former des aiguilles ou des barreaux aimantés.

Gisement. Cette espèce existe sous la forme de couches dans les terrains primitifs, particulièrement en Suède, en Norwège, en Corse, au Saint-Gothard , dans la province de Minas Geraes au Brésil, etc. Elle forme quelquefois à elle seule des montagnes; telle est celle du Taberg, dans la province de Smoland, en Suède, qui en est presque uniquement composée.

Usages. C’est un des minerais de fer les plus riches et les plus productifs. C’est lui qu’on exploite particulièrement en Suède.

Troisième espèce : fer oligiste.

(. Peroxide de fer , colcolhar ,J'er oxidé rouge y fer micacé , ocre rouge , hématite rouge , sanguine. )

M. Beudant réunit en une seule les deux espèces que la plupart des minéralogistes ont distinguées sous les noms de fer oligiste et de fer oxidé rouge. Ces deux espèces ont en effet la même composition et la plupart de leurs caractères sont communs.

Le fer oligiste se présente sous deux aspects tout à fait différens, i° il est gris de fer, avec leclat métalliques a* rouge avec un aspect lithoi'de. Maisun caractère commun c’est que dans les variétés cristallisées ou avec l’éclat métallique, la poudre est constamment d’un rouge brun; elle est noire dans l’oxide de fer magnétique et jaune dans l’hydroxide.

Cette espèce cristallise très-facilement dans le système rhomboïdrique et ses cristaux présentent un grand nom-

bre de modifications. Sa pesanteur spécifique est de 5,a4 à 5,5o. Le fer oligiste, surtout dans les variétés très compactes , est quelquefois légèrement attirable à l'aimant. U offre la composition suivante.

Fer. 69 , 34 .

Oxigène 3o,66.

V ariétés. Elles sont nombreuses. Celles qui sont cristallisées sont brillantes, polies, d'un gris d'acier, souvent irisées. Ces cristaux, qui sont en général des rhomboèdres sont quelquefois tellement déprimés qu’ils affectent une forme lenticulaire.

Il est quelquefois sous la forme de lames minces brillantes qui sont aussi des rhomboèdres tronqués très -profondément, dans les produits volcaniques ; on le nomme alors fer spéculaire des volcans.

Sa texture peut être lamellaire , fibro-lamellaire, granulaire qu compacte.

Les variétés lithoïdes ou terreuses rte sont pas en moins grand nombre. Elles sont ordinairement d’une couleur rouge brunâtre plus ou moins foncée. Leur texture est quelquefois écailleuse, d’autrefois fibreuse ou testacée, on les nomme alors hématite rouge ; ou enfin compacte et terreuse: elles forment alors la sanguine ou mine de crayons rouges. Cette variété contient beaucoup d’argile et il est fort difficile d’assigner la ligne de démarcation qui sépare le fer oligiste terreux, des argiles ocreuses rouges, qui contiennent également beaucoup de peroxide de fer.

Gisement. Les variétés cristallisées ou métalloïdes a -

partiennent en général aux terrains de cristallisation, tandis que leslithoïdes se voient dans les terrains de sédiment. Les premières sont en couche, en amas ou en filons puissants; quelquefois même elles constituent presque elles seules des montagnes, comme à Gellivara, en Laponie. Les localités les plus remarquables sont à Framont , dans les Vosges, en Laponie, en Suède, et surtout l'île d’Llbe d’où viennent la plupart de ces magnifiques groupes de fer oligiste cristallisé.

Usages. Minerai de fer très-riche. Les variétés terreuses servent à faire les crayons et l’ocre rouges.

Quatrième espèce : limonite .

[Fer hydroxidé,fer hydraté, jer oxidô brun , fer en grains, hématite brune ou noire , œtite, etc.)

Cet oxide est métalloïde ou terreux; dans ce dernier cas il est plus ou moinsjaunàtre , il contient toujours de l’eau, qu’il perd par la calcination. Sa poudre est constamment jaune. Il est susceptible de cristalliser en cubes ou en octaèdres rectangulaires. Sa pesanteur spécifique est de 3,3y à 3,^4-

Il se compose de :

Peroxide de fer , . , . 85,ido

Eau,...,..... 14,70 ;

Ses variétés principales sont les suivantes , indépendamment de celles qui offrent une cristallisation parfai tement régulière;

i° Limonite stalactitique ou mamelonnée (vulg. héma-

3oO MINER ALOG IB.

tite brune), à structure fibreuse, testacée ou compacte.

2 ° Limonite géodique (vulg. œtite ou pierre d’aigle), en rognons ou en morceaux de formes très-variées, creux au centre et renfermant un noyau de même matière, qui est mobile.

3° Limonite oolithique (vulg. mine de fer en grains ) , en globules arrondis de la grosseur d'une tête d’épingle à celle d'un gros pois. C’est le minerai qu’on exploite plus particulièrement dans une partie de la Bourgogne, de la Nièvre et du Berri.

Limonite compacte , terreuse , etc.

Gisement. Le fer bydroxidé se rencontre dans des positions assez variées , depuis les terrains de transition jusqu’aux terrains tertiaires les plus récens. Cette espèce est répamdye très-abondamment dans la nature et c’est une de celles que l’on exploite avec le plus d’avantage pour en retirer le fer.

Sulfures de fer.

Cinquième espèce : fer sulfuré jaune.

{Pynte de fer , pyrite martiale).

Substance métalloïde, d’un jaune de laiton, inaltérable à l'air, à cassure rabotteuse et éclatante; elle donne des étincelles par le choc du briquet. Un fragment exposé à la flamme d’une bougie, répand une odeur aulfurense et finit par devenir attirable à l’aimant; d’une pesanteur spécifique de 4,6 à 5.

MINÉRALOGIE. 3ot

L’analyse de M. Berzéiius a donné les résultats suivans î . • . • I

Soufre 54,36

Fer 45,74

C’est-à-dire deux atomes de soufre et un atome de fer.

La pyrite de fer cristallise très-facilement dans le système du cube. Ses formes dominantes sont le cube , l'octaèdre, le cubo-octaèdre et le dodécaèdre pentagonal.

Ses variétés non cristallisées sont très - nombreuses Sa texture est tantôt écailleuse, tantôt fibreuse. Trèssouvent il prend des formes empruntées en remplissant des moules laissés vides par la destruction d’autres corps, comme des coquilles , des ammonites , etc. Quelquefois aussi il éprouve une véritable épigénie , c'est-à-dire, que , conservant sa forme cristalline, il se change en fer hydroxidé. Cette transformation n’est pas très-rare. On l'appelle alors assez improprement fer hépat/iique. i • 1 Gisement. C’est une des substances minérales les plus abondantes ; on la trouve dans toutes les espèces de terrains , mais elle n'y constitue jamais des amas très-considérables, elle est ordinairement disséminée. - Usages. Les anciens connaissaient cette substance, ils s’en servaient pougen tirer des étincelles par le choc de l’acier, de là l’origine du non» de p/rite ou pierre de feu. On l’a même employée lors de la découverte des armes à feu en place de pierre à fusil , de là le nom de pierre d'arquebuse sous lequel on la trouve quelquefois désignée dans les anciens auteurs. < > - u

La pyrite de fer est susceptible d’acquérir un très-béau

3oa

poli. On en a trouvé de très-grandes plaques bien unies dans les tombeaux des anciens Incas , au Pérou , et qu’on a cru leur avoir servi de miroirs. On les a appelés miroirs des Incas.

Ce minerai n’est pas exploité pour eh retirer le fer, parce que les procédés pour le séparer du soufre seraient trop dispendieux et que les autres minerais de fer et surtout les oxides sont généralement très-communs dans tous les pays, Mais dans certaines localités où ce sulfure abondO;On.l emploie à la fabrication.du sulfate de fier, après l’avoir grillé convenablement, et même à l'extraction du soufre et de l’acide sulfurique. • . t

. : i . Sixième espèce : sperkise. -

< ( Fer stifarè btanc , pyrite blanche, pyrite rayonnée .)

Cette espèce offre, ainsi que l’a constaté M. Berzélius, la même composition que la précédente, et cependant elle en diffère par plusieurs caractères tranchés. Ainsi elle est d’une couleur plus {tôle, jaune livide ou jaune verdâtre, s’altérant et se décomposant même assez facilement à l’air, d’une pesanteur spécifique de cristallisatit

en prismes rhomboïdaux.

-Elle offre aqssi beaucoup de variétés ndn cristallisées : elle peut être globuleuse , mamelonnée , stalactitique, fi*brenSe , compacte, etc. !

Gisement. Dans les mômes terrains et presque dans les mêmes localités que la précédente, surtout dans les mâ*tières argileuses et les marnes dé la fin des terrains secondaires. Elle se rencontre aussi dans les lignites, les houil-

MINÉRAI.0G1K.

les et même c’est à leur décomposition que beaucoup d’auteurs attribuent l’inflammation spontanée de certaines mines de charbon de terre.

Usages. On s'en sert pour la préparation du sulfate de fer et même de l’alun quand ces pyrites sont dissémi nées dans des tërres argileuses. Ou lave les efflorescences qui se forment à la surface du sol et qtii sont du sulfaté acide d'alumine et bn y ajoute de la potasse. " >

Septième espèce : pyrite magnétique.

(Pyrite hépathique , leberkise , pyrite brune').

Elle est d’un brun métallique , couleur de bronze, tantôt cristallisée, tantôt lamellairè ou compacte assez fragile, d’une pesanteur spécifique de 4,6a , jouissant de la propriété magnétique ; ses formes cristallines dérivent , suivant Haùy, d’uft prisme droit fhomboïdat , et suivant MM. de Bournon et Betidaht d’ün prisme hexaèdre régulier.

C’est tin bisulfure dë fer composé de 8 atomes de soufre et y atomes de fer, ou en poids de :

Soufre. . . . . . . . i‘. v 1 .' i . 3 '”46 f i5

Jr' -T / i ..... ici,.. ( i ’ î

Gisement. La pyrite magnétique est bien pluscommune

que les deux précédentes et appartient surtout à la partie supérieure des terrains primitifs , en Bavière , en Saxe , en Angleterre et près de Nantes.

Ses usages sont les mêmes que ceux des variétés précédentes.

Huitième espèce : fer arsenical.

(' Suffo-arseniure de fer , pyrite arsenicale , mispikel , pyrite blanche arsenicale ).

Il est d’un blanc argentin légèrement jaunâtre, à structure compacte ou fibreuse, cristallisant en prismes rhomboïdaux , d’une pesanteur spécifique plus considérable que celle des autres sulfures ferrugineux : elle est de 6,127. Comme la pyrite jaune , il étincelle sous Lç choc du briquet en donnant l’odeur alliacée de l’arsenic. Par le chalumeau il se fond et répand une odeur de soufre et d’ail, et laisse un bouton attirable à l’aimant. Dans un tube fermé il fournit par la chaleur du sulfure d’arsenic qui se volatilise.

L’analyse de M. Chevreul a fourni :

Soufre 20,1 3 a

Arsenic 43 , 4 1 8

Fer 34,938

C’est-à-dire un composé d’un atome de chacun de ces trois élémens. 1..; ; -,.V|

Gisement. C’est un minerai des terrains primitifs ; en Bohème, en Saxe il accompagne d'autres gites métallifères. On l’a aussi observé à Flaviac, département de l’Àrdèche^dans des filons pierreux qui traversent des roches granitiques et serpentineuses.

ia

Sels de fer. ,

Neuvième espèce : fer carbonate.

(Fer spalhique , sidérose , mine d’acier).

Il est ordinairement d'une couleur blanche brillante , presque demi transparent, à structure lamellaire, facilement clivable en rhomboèdre obtus, qui est sa forme primitive , d’une pesanteur spécifique de 3 à 3,8 , assez dur pour rayer le calcaire, mais rayé par le fluate de chaux j et l’arragonite ou calca re prismatique. A froid , il se dissout lentement dans lY.eide nitrique sans effervescence, à chaud avec une vive effervescence.

Il présente d’assez grandes variétés dans sa cristallisation , dans sa texture, sa couleur, etc. Ainsi sa texture est lamelleuse, granulaire , oolithiépte ou compacte. Généralement blanc, il est quelquefois jaunâtre , brun ou rouge d’ocre. Mais ras changemens, qui proviennent d’une décomposition spontanée, ne s’observent qu’à sa surface. ’ i • ‘ • 1

Sa composition est assez variable. Il contient presque toujours du manganèse, de la magnésie et de la chaux. Voici l’analyse du fer carbonate lamellaire de Baigorry, dans les Pyrénées , faite par M. Berlhier: -, •’ i

Acide carbonique

Protoxide de fer

Protoxide de manganèse . . . .

, Magnésie

ao

3o<) MINKP.ALOGIE.

C’est donc un bicarbonate de fer mélangé de quelques matières étrangères.

Ce minéral est un bel exemple de l’isomorphisme. En effet, sa composition est toujours très-variable, sans que sa forme cristalline soit changée ; ainsi le protoxide de fer peut être remplacé en partie par de la chaux, de la magnésie, du manganèse, etc, toutes hases qui sont ses isomorphes. „

Gisement . Les variétés cristallisées se trouvent dans des filons métallifères des terrains primitifs; les variété^ compactes dans les terrains secondaires. En France, les plus belles exploitations sont celles de Baigorry, dans les Pyrénées. On le trouve aussi en Angleterre, en Styrie, en Hongrie , au Hartz , etc.

Usages. C’est un excellent minerai de fer , c’est presque le seul qu’on exploite en Angleterre. Il est surtout propre au traitement dit méthode à la catalane , que nous ferons connaître tout à l’heure , en parlant des divers procédés d’extraction du fer.

Les autres sels de fer sont peu importans , nous en dirons seulement quelques mots.

* Dixième espèce : fer phosphaté.

(Per azuré, hydrophosphate de fer).

Il est, ou en masses cristallisées d’une couleur verte» bleuâtre, transparentes, ou amorphes , opaques et d’une teinte bleue plus ou moins vive, couleur que présente constamment sa poudre. Sa forme primitive est un prisme rectangulaire â base oblique. Chauffé dans un petit niatras, il donne beaucoup d’eau; il se dissout sans

effervescence dans l’acide nitrique et dans l’ammoniaque.

D'après une analyse de M. Berthier , il contient:

Protoxide de fer 43

Acide phosphorique a3

Eau 5a

Mat. étrangères a

Gisement . On le trouve soit dans les terrains primordiaux , soit dans des basaltes ou autres produits volcaniques , dans des couches d’argile plus ou moins superficielles , dans les départemens du Puy-de-Dôme, (le l’Al- , lier , etc. >

Onzième espèce : fer chrôihaté.

( Fer chromé).

Sa couleur est d’un brun noirâtre demi-métallique , sa poussière d’un gris cendré. Il cristallise en octaèdre régulier. Il est assez fragile, quoique dur et rayant le verre. Au chalumeau il est infusible et devient fusible si on y ajoute du borax, qui prend une belle teinte verte due à l’oxide de clirôme.

lise présente communément sou s la forme de masses à structure lamellaire ou grenue, ou tout à fait terreuse.

Voici les résultats de l’analyse du fer chrômaté de Si-

bérie, par Laugier:

Oxide de fer 34

Oxide de chrome 53

Alumine n

Manganèse a

Gisement. Constamment dans des roches de serpentine, à la Bastide, département du Var, dans les monts Ourals, en Sibérie , dans l'Amérique du nord , etc.

C’est la mine de chrome la plus abondante, elle est employée pour préparer tous les produits dont ce métal est la base.

Douzième espèce : fer arseniaté.

( Scorodite .)

Substance assez rare, cristallisé en petits cristaux bleuâtres , ordinairement en octaèdres à base rectangulaire , pesant 3,2; donnant beaucoup d'eau par la calcination; et sur les charbons ardens , des vapeurs alliacées avec un résidu boursouflé attirable à l’aimant.

Composition :

Acide arsenique i 5 ,y

Acide, sulfurique 0,7

Protoxide de fer avec oxide de

manganèse , chaux, magnésie. 23,9

Eau I

Gangue 0,7

Gisement. Dansles dépôts d'étain et de cobalt, à Yauri

et St-Léonard , dans le Limousin ; en Saxe , en Carinthie.

Treizième espèce : fer sulfaté.

( Vitriol vert, couperose verte , mèlanterie ),

Ce sel est peu abondant dans le sein de la terre , il pro-

MINÉRALOGIE. 3og

vient de la décomposition des sulfures ferriques et surtout de la pyrite blanche. Sa grande solubilité dans l’eau empêche qu’il ne se réunisse en masses volumineuses. Il estordinairementsous la forme d’une poudre verdâtre, qui s'effleurit facilement, ou en petites aiguilles. Obtenus par l’art, ses cristaux sont des prismes rhomboïdaux obliques. Sa saveur est semblable à celle de l’encre. Il donne beaucoup d’eau par la calcination et offre la com-

position suivante :

Acide sulfurique .......... 28,8

Protoxide de fer a 5, 7

Eau 45,4

Gisement. Dans tous les lieux ou existent des pyrites de fer en décomposition.

Usages. C’est avec la couperose verte artificielle et la noix de galles que l’encre se prépare. Ce sel est aussi très-usité dans la teinture en noir.

Il existe encore quelques autres espèces de sels ferriques , mais rares ou peu importantes , tels sont : le fer muriaté; le fer titania té ; le fer sous-sulfaté ; l’yénite ou fer silicéo-calcaire.

Traitement métallurgique du fer.

Les minerais de fer que l’on exploite particulièrement pour en extraire le fer, sont les oxides et le carbonate.

Les minerais de fer, comme ceux de la plupart des autres métaux ont besoin, avant d’être fondus, de certaines préparations préliminaires, qui ont, pour principal objet «Je les débarrasser des matières étrangères qu’ils peu-

3io

MINERALOGIE.

vent contenir , ou des principes qui pourraient nuire à leur fusion. Ces préparations préliminaires sont : le cassage, le bocardage et le grillage.

i* Le cassage consiste à briser en gros fragmens les minerais métalliques , afin d’en séparer une partie de la gangue.

Le bocardage a pour objet de réduire en une poudre grossière les minerais qui ont d’abord été cassés. Il s’exécute au moyen de pièces ou pilons en charpente , mus ordinairement par l’eau et qu’on nomme bocards. Le plus souvent un courant d'euu passant sous les bocards entraîne les matières étrangères que le minerai peut encore contenir. Il forme alors une pâte que l’on désigne communément sous le nom de schlich.

a° Le grillage s’opère en exposant par des procédés divers à l’action du feu, les minerais, surtout quand ils contiennent du soufre , des phosphates , etc. Par ce procédé on dégage le soufre , on décompose les acides que le minerai contient et on facilite l’oxidution du métaL Il y a deux procédés bien distincts pour la préparation du fer : l’un consiste à fondre lç minerai dans de grands fourneaux terminés par de hautes cheminées et à l’amener d'abord à l’état de fonte ; l’autre a pour objet d’obtenir directement le fer pur, sans qu’il passe par Fétat intermédiaire de fonte. Le premier de ces procédés porte le nom de méthode par les hauts fourneaux ( le second de méthode française ou catalane.