c Section. Des opérations qui s'exécutent dans les four

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L/art de préparer les substances minérales pour les rendre propres à satisfaire aux divers besoins de la société, emploie des procédés très- variés : les uns sont mécaniques, d'autres sont chimiques, et un grand nombre de résultats ne peuvent être obtenus que par une combinaison d'opérations mécaniques et chimiques. Parmi ces procédés, dont quelques-uns forment des arts distincts et des professions séparées , il en est qui ont pour objet de séparer certaines substances de quelques autres avec lesquelles elles se trouvent mêlées ou combinées dans la nature : on se propose alors d'extraire celles qui sont utiles et qui ont de la valeur dans le commerce ; on cherche à les amener à un certain degré de pureté ou à un certain état où elles possèdent les propriétés qui les font rechercher, tandis qu'on abandonne et qu'on rejette d'autres substances combinées ou isolées qui n'offrent aucune utilité et sont par conséquent sans valeur. Tel est l'objet de la Métallurgie. Cet art, dont les procédés participent de la chimie et de la mécanique , livre à l'industrie presque toutes les matières premières et surtout les

a INTRODUCTION.

instrumens les plus indispensables de' ses opérations; il embrasse principalement la préparation de tous les métaux et celle des sels : on y réunit aussi celle des combustibles, l'art de fabriquer les briques et les poteries de toute espèce; la fabrication de la chaux, du plâtre et des couleurs métalliques : cet ensemble reçoit le nom de Minérallurgie.

La métallurgie proprement dite est restreinte à l'art d'extraire les métaux de leurs minérais, lorsque ceux-ci ont été amenés par des opérations mécaniques à un certain degré de richesse : on y rattache cependant encore la préparation des alliages métalliques , tels que le laiton, le bronze, etc.; la fabrication de la tôle, du fer-blanc, du fil de fer, de l'acier, et celle des monnoies.

De même que la chimie pratique a pour objet d'opérer divers changemens dans la composition ou la nature intime des corps, de même la métallurgie embrasse tous ces changemens, lorsqu'ils s'opèrent en grand sur les minéraux; elle les considère relativement aux moyens de les produire ou de les empêcher, et surtout sous le point de vue de leur " utilité dans les arts : ses moyens sont, comme nous l'avons dit, mécaniques et chimiques, c'est-à-dire qu'elle emploie de la force mécanique et des agens chimiques. Ainsi, comme science, elle se rattache à la minéralogie , par la connoissance qu'elle suppose des substances minérales qu'elle doit employer; à la chimie, par la nature des effets que l'on cherche à produire; et, enfin, à la mécanique, par les machines dont elle a souvent besoin.

Comme art industriel , la métallurgie exige l'emploi bien ordonné de capitaux suffisans , et la direction de toutes les opérations vers un certain but, qui est l'accroissement de la valeur commerciale des matériaux sur lesquels on opère.

La métallurgie présente, sans doute, une des applications les plus importantes de la chimie minérale, et peut-être la plus directe ; c'est de la docimasie faite en grand : cependant il

y a des différences notables et qu'il faut soigneusement remarquer. D'abord la quantité de matières sur laquelle on opère à la fois, nécessite déjà de grands changemens dans la nature des appareils , des instrumens, et même dans le choix des agens que Ton emploie en métallurgie, comparativement à ceux dont on fait usage en docimasie. Mais la plus grande dissemblance se rencontre peut-être dans l'espèce des agens chimiques auxquels on est borné , en fabrique , par la nécessité de faire toutes ses opérations avec le moins de dépense possible. En chimie, on s'occupe principalement de l'exactitude des résultats ou de la pureté des produits que l'on prépare, sans s'embarrasser beaucoup des frais de l'opération , qui sont toujours peu considérables , à cause des petites quantités de matières soumises au travail ; mais dans la métallurgie , au contraire , il faut toujours avoir en vue l'économie des* procédés.

On est parvenu en chimie, et surtout dans la chimie minérale , à employer la balance comme moyen de vérification des analyses , en montrant toujours la somme des poids des élémens égale , ou à très-peu près, au poids du corps sur lequel on a opéré : il est à désirer que l'on en fasse autant en métallurgie, du moins à l'égard des matières qui ne sont point volatiles. A la vérité, dans cet art, on se propose presque toujours une analyse incomplète, c'est-à-dire, d'obtenir isolés certains composans, en négligeant les autres. D'un autre côté, l'évaluation de l'air atmosphérique qui pénètre ou que l'on projette dans les appareils, ne peut guère être faite avec une grande précision , et encore moins celle des gaz et des vapeurs qui sont produites dans les opérations ; mais il n'en est pas moins fort utile de peser exactement toutes les substances solides qui entrent dans un fourneau, et toutes celles qui en sortent : on ne doit pas être arrêté par les dépenses que cela occasionne, car il en résultera toujours des avantages, soit relativement à la surveil»

lance, soit pour les progrès de l'art. Au reste , on se contente souvent de reconnoître par des analyses exactes, ou bien par des essais en petit, quelle est, dans les minerais, la proportion des substances utiles qu'on en veut retirer, et c'est par la comparaison que Ton fait ensuite du produit définitif avec ce que les essais ont annoncé, que Ton juge du succès des opérations que Ton a faites en grand.

Sous le rapport industriel , on ne doit jamais perdre de vue que, relativement à chaque opération, comme sur l' ensemble des procédés , le résultat doit toujours être une augmentation de valeur dans la matière qui a été traitée: or, pour arriver à ce but, il faut faire un choix d'agens et de moyens tels que les frais résultant de leur emploi soient toujours moindres que l'accroissement de prix qui a lieu après le travail. C'est pour cela que Ton doit chercher à employer les matières premières qui coûtent le moins; on doit également diminuer les frais de main-d'œuvre , et les réduire à ce qui est indispensable , en substituant les machines au travail immédiat des hommes , toutes les fois que cela est possible. Ainsi chaque opération doit être soumise à un calcul économique, qui en fera connoitre les avantages ou lesinconvéniens financiers. C'est une nécessité impérieuse , et hors de laquelle il ne peut exister aucune fabrique ni aucune entreprise industrielle, que celle de travailler avec bénéfice; et la métallurgie peut, moins que tout autre art, s'y soustraire , parce que les substances qu'elle fournit au commerce sont l'objet d'une grande concurrence , et que par là leurs prix sont toujours fixés à un taux qu'il n'y a aucun moyen d'élever.

La métallurgie , comme science , doit présenter la description raisonnée de tous les procédés utiles, les comparer entre eux et avec les indications de la chimie ; donner les moyens de choisir les meilleurs et les moins coûteux , eu égard aux circonstances particulières dans lesquelles on se trouve : elle doit faire connoitre , sous tous leurs rapports , les agens

chimiques que Ton est dans le cas d'employer, les machines dont on se sert; enfin tous les appareils ou fourneaux qui sont utiles, et qui sont très-variés dans les diverses opérations. On donne le nom d".. • • < ; . en général, aux établissemens dans lesquels on réunit tous les moyens de travail et tout ce qui est nécessaire pour une grande fabrication de produits métallurgiques. On donne le nom de fonderies aux usines où l'on fond les minérais de plomb, cuivre, argent, étain, fer, etc.

Les changernens que Ton veut faire éprouver aux substances minérales ne peuvent être produits qu'en raison de leurs propriétés ou de celles de leurs composans, et par un emploi convenable des forces mécaniques ou chimiques.

Les propriétés physiques auxquelles on doit donner le plus d'attention , parce qu'il est de toute nécessité d'y avoir égard dans un grand nombre d'opérations, et qu'elles sont le fondement de quelques séparations utiles , sont :

a) La pesanteur spécifique, qui est, comme on sait, une des propriétés caractéristiques des métaux utiles, et qui se retrouve souvent encore très-prononcée dans leurs composés.

b) La cohésion plus ou moins forte des parties qui composent les substances minérales, et qui forme toujours un obstacle plus ou moins grand aux actions chimiques. La désagrégation, qui s'opère tantôt mécaniquement, tantôt à l'aide de la chaleur et en liquéfiant les matières , est souvent indispensable pour obtenir certains résultats.

c) On doit considérer aussi l'état solide , liquide ou aériforme dans lequel se présentent ou doivent agir les uns sur les autres les corps qui seront soumis à des traitemens métallurgiques : la facilité avec laquelle les diverses substances composantes ou les composés perdent ou prennent ces différens états, se fondent ou se réduisent en vapeur, exerce une très-grande influence sur le choix des moyens qui sont employés pour opérer certains changernens chimiques, et

sur Teffet de ceux-ci. On profite bien souvent de la différence de température nécessaire pour liquéfier ou volatiliser des corps différens qui se trouvent mêlés ou combinés ensemble, pour en faire la séparation : c'est un des procédés les plus usités de la métallurgie.

d) Enfin , lorsqu'il s'agit d'opérer des changemens dans la nature intime, c'est-à-dire, dans la composition des corps, il faut bien connoitre les affinités des composans entre eux et chercher quels agens on peut employer pour atteindre le but qu'on se propose nous reviendrons sur les agens chimiques qui sont employés en métallurgie, les conditions d'après lesquelles on les choisit et les moyens de les mettre en action.

L'exposé des généralités métallurgiques que nous offrons ici , est partagé en quatre chapitres : le premier est relatif aux préparations des minérais et aux essais que l'on en fait pour connoître leur richesse ; le second contient des détails sur les agens chimiques le plus ordinairement employés en métallurgie ; le troisième renferme une description des appareils de combustion, appelés fourneaux j enfin, le quatrième fait connoitre quelques opérations de métallurgie qui sont communes à un grand nombre de minérais.

Des minerais s de leur préparation et de leur essai.

On donne le nom de minéral à toute substance minérale naturelle qui contient un ou plusieurs métaux susceptibles d'en é*lre retirés en grand et par des moyens économiques : il ne suffit pas qu'un composé renferme des métaux pour constituer un minerai ; il faut de plus qu'il existe en assez grande abondance pour être exploité et former l'objet d'un travail de fabrique, et que le métal ou les métaux que l'on pourroit en extraire s'y trouvent en quantité suffisante et dans un tel état de combinaison que leur préparation puisse être avantageuse. C'est ainsi que des composés ferrugineux qui ne contiennent du fer qu'au-dessous de 12, i5 et même 18 centièmes, ne peuvent être considérés comme des minérais , non plus que les masses de fer arsénical et de pyrites qui , bien que beaucoup plus riches en métal, ne pourroient cependant donner, par une fabrication économique, du fer propre aux usages ordinaires.

Une substance qui contient plusieurs métaux susceptibles d'en être retirés en fabrique, peut être regardée comme minérai par rapport à l'un ou à l'autre, et elle est ordinairement désignée par le nom du plus abondant , ou de celui qui lui donne sa plus grande valeur : c'est ainsi que le cuivre gris exploité pour être fondu ou soumis à l'amalgamation, est regardé, suivant sa richesse en argent, tantôt comme un minérai de cuivre tenant argent, tantôt comme un minérai d'argent.

D'un autre côté, certains produits de fourneau , qui contiennent beaucoup de métal que l'on en extraira utilement, et qui seront souvent soumis aux mêmes opérations que les minérais, ne prennent jamais cette dernière dénomination.

Les matières métallifères qui sortent des mines , et après un triage assez grossier, sont déjà des minérais: on leur fait

subir diverses opérations préliminaires à leur entrée dans les magasins, et surtout à leur traitement dans les fourneaux de fonte : on les appelle préparations , parce qu'en effet elles ont pour objet de les disposer aux procédés métallurgiques, ou de rendre ceux-ci plus faciles, c'est-à-dire moins longs et moins coûteux. '

On distingue deux espèces de préparations : l'une dite mécanique , à cause des moyens qu'elle emploie et du résultat qu'elle procure , consiste dans les procédés par lesquels on concasse et Ton pulvérise lesminérais , et dans les lavages qu'on leur fait subir pour en séparer la gangue ou les matières terreuses mélangées, afin de concentrer les parties métalliques, etc.

Une autre sorte de préparation, dite 'chimique, a pour objet de séparer, parle moyen du feu, diverses substances volatiles qui se trouvent combinées dans les m nierais , et dont il convient de les débarrasser, du moins en partie, avant de chercher à obtenir le métal qu'ils contiennent. Nous en parlerons après avoir fait connoitre la nature et l'emploi des combustibles et des fourneaux.

Enfin , une opération indispensable dans beaucoup de circonstances, c'est de reconnoître , par des moyens simples et peu coûteux , par ce qu'on appelle des essais , la quantité de métal que contiennent les diverses sortes de minérais que l'on peut avoir à traiter.

Nous aurons donc deux sections:

i. r * Section. La préparation mécanique des minérais , comprenant le triage , le bocardage et différentes espèces de lavages.

a." Section. L'essai des minérais, comprenant ceux mécaniques, c'est-à-dire par le lavage j les essais par la voie sèche, et Us essais par la voie humide.

De la préparation mécanique des minérais,

§. I." Le premier tri 'âge a lieu dans l'intérieur des souterrains , et consiste à séparer les morceaux de roches qui paroissent ne pas contenir du tout de parties métalliques, de ceux qui en renferment plus ou moins : on s'arrête à l'apparence des surfaces extérieures, lorsqu'elles ne sont pas trop salies par la boue ou la poussière ; on a aussi égard au poids des morceaux.

Les matières sorties au jour subissent un autre triage plus ou moins soigné, suivant la valeur du métal qu'elles renferment: cette opération consiste à casser à la main le minérai, en morceaux plus ou moins gros (ordinairement comme le poing) , afin de rejeter tout ce qui ne contient point de métal , et même les morceaux qui en renferment trop peu pour être traités avec avantage. Il y a ordinairement auprès des ouvertures par lesquelles on sort les minérais- des fosses, un atelier disposé pour le cassage et le triage. Dans une salle couverte, ou sous un hangar, se trouvent des banquettes élevées et partagées en cases, dont chacune est garnie à son fond d'une plaque épaisse de fonte de fer; c'est sur cette plaque que de vieux ouvriers, des femmes ou des en fans brisent les minérais avec le marteau à main, et les trient morceau par morceau. On sépare ordinairement en trois parties les matières soumises au triage : i .° la roc h e ou gangue stérile , qui est rejetée ; 2. 0 le minérai à bocarà y celui qui présente un mélange trop intime de roche et de matière métallique pour qu'on puisse les séparer par le cassage et triage ; 3.° enfin, le minérai pur, ou du moins très -riche , qu'on appelle mine 1 de triage, mine

1 Peut-être convient-il de faire remarquer ici que l'on emploie quelquefois le mot mne pour celui de minérai, quand on parle de la fonte de» mines, etc.: il faut éviter cette locution vicieuse.

lO CHAPITRE r.

grasse. II reste sur les places de triage beaucoup de menus débris qui pourroient former une quatrième sorte de minéral , puisqu'on les traite d'une manière particulière , par le criblage, ainsi que nous le dirons tout à l'heure.

Le placement de morceaux plus ou moins riches dans telle ou telle classe, est relatif à la valeur du métal contenu, eu égard aux dépenses nécessaires pour l'en extraire : c'est ainsi que, dans certaines exploitations de plomb, on rejettera les morceaux de gangue que l'on juge à l'œil contenir encore au moins 3 p. 100 de galène, et cela parce que l'on sait que l'on en perdroit la plus grande partie par les lavages qu'il faudroit lui faire éprouver pour en séparer les 90 centièmes de gangue, et que ce qui resteroit n'en paieroit pas les

§. 22. Les opérations très-simples du triage sont communes à presque tous les minérais; mais il est d'autres préparations qui exigent plus d'art, de soins et de dépenses, et que l'on n'emploie dans leur dernière perfection qu'à Tégard des minérais des métaux qui ont une certaine valeur , comme ceux de plomb, d'argent, etc. Il s'agit du lavage des minérais.

Les lavages les plus simples et les moins dispendieux sont ceux auxquels on soumet les minérais de fer, et principalement ceux d'alluvions, qui se trouvent déposés près la surface de la terre en grands et en petits fragmens agglutinés. Il est souvent utile de les nettoyer pour pouvoir faire ensuite le triage des parties tout-à-fait terreuses, qui seroient nuisibles dans les fourneaux.

Ce lavage grossier est souvent exécuté par des hommes qui -emuent, au milieu d'un. courant d'earu, et avec des râbles et des pelles en fer, le minérai qu'on a placé à cet effet dans des caisses ou bassins en bois ou en pierre.

Dans d'autres lieux , on fait exécuter ce lavage plus économiquement par une machine que l'on nomme un patouillet. On remplit du minérai à laver une auge en bois ou en fonte,

dont le fond est courbe , et dans l'intérieur de laquelle se meuvent des bras ou espèces d'anses de fer fixées à l'arbre

d'une roue hydraulique : cette auge est d'ailleurs constamment pleine d'eau , qui se renouvelle en entraînant les terres que le mouvement de la machine et le frottement qui en résulte entre les parties du minerai font détacher de celles-ci. Lorsque le lavage est terminé, on enlève une des parois latérales de l'auge, et le courant entraine le minérai dans un bassin plus spacieux, où il subit une sorte de triage ; souvent même il est ensuite passé au crible de différentes manières.

Cette machine n'est employée que pour les minéraisde fer ordinairement assez peu précieux pour que l'on ne craigne pas d'en perdre les parties les plus légères.

§. 3. Bocardage, — Avant de parler du lavage des minérais de plomb, argent, cuivre, etc., il convient d'indiquer les moyens par lesquels on les réduit en poudre plus ou moins fine, ce qu'on appelle les bocarder, du nom que porte la machine qui sert à cet usage, et qui se nomme un bocard. Son utilité ne se borne pas â préparer des minérais; on la trouve dans presque toutes les fonderies, où elle sert à piler des argiles, du charbon , des scories, etc. Un bocard ou machine à piler ( pl. ci-jointe, fig. 2) consiste en plusieurs pièces de bois mobiles (A), placées verticalement, et maintenues dans cette position entre des coulisses de charpente (a a). Ces piècessont armées à leur extrémité inférieure d'une masse de fer (m). Un arbre (B) , mu par l'eau, et tournant horizontalement , accroche ces espèces de pilons au moyen de parties saillantes qu'on appelle cames (c) , qui entrent dans une échancrure (00) du pilon. Ceux-ci sont soulevés successivement, et retombent dans une auge longitudinale (hh) , creusée dans le sol, et dont le fond est garni ou de plaques de fonte ou de pierres dures; c'est dans cette auge, et audessous des pilons, que le minérai à bocarder se rend en tombant d'une trémie que l'on entretient constamment remplie.

L'auge, fermée latéralement par deux cloisons, renferme trois ou quatre pilons; c'est ce qu'on appelle une batterie : ils sont disposés de manière que leur soulèvement , comme leur chute, se fasse à des intervalles de temps égaux.

Ordinairement un bocard est composé de plusieurs batteries (deux , trois ou quatre ), et la disposition des cames sur l'arbre de la roue hydraulique est telle qu'il y a constamment un même nombre de plions soulevés à la fois, ce qui est important relativement à l'uniformité qu'il est convenable de conserver au mouvement de la machine.

On bocarde à sec , c'est-à-dire sans faire arriver d'eau dans l'auge , les matières qui ne doivent point être soumises à un lavage subséquent, et souvent les minérais riches et dont on craint de perdre les parties les plus légères.

Le plus ordinairement, surtout pour les minérais de plomb, d'argent , de cuivre , etc. , on fait traverser l'auge du bocard par un courant d'eau plus ou moins rapide, et qui, en entraînant les matières piiées,.les dépose à diverses distances, par ordre de grosseur de grain et de richesse; c'est un premier lavage qui a lieu en sortant de dessous les pilons.

Dans le bocardage à sec, la finesse de la poussière dépend du poids des pilons, de la hauteur de leur chute , et du temps pendant lequel on laisse la matière dans, l'auge-, mais, dans le bocard qui reçoit un courant d'eau, le séjour .les matières est plus ou moins long, suivant qu'on leur donne plus ou moins de facilité pour en sortir : tantôt ces matières sortent de l'auge par-dessus ses parois longitudinales, et la hauteur de la ligne qu'elles doivent franchir influe sur la grosseur du grain; tantôt on fait sortir l'eau et les matières pilées qu'elle entraîne , à travers les vides d'une grille, et alors il s'opère une espèce de criblage. Il y a, au reste, quelques différences dans les résultats de ces deux méthodes. Enfin la vitesse et la quantité d'eau qui traverse l'auge influent encore sur la sortie plus ou

moins prompte des matières n liées, et par conséquent sur les produits du bocardage.

La grosseur des particules de minerai pilé étant toujours assez différente en raison des duretés fort variables des matières qui les composent, on trouve le moyen de les classer, de les distribuer à peu près par ordre de grosseur et de pesanteur spécifique , en faisant circuler Veau qui sort de l'auge du bocard et chargée de matières, dans un système de canaux qu'on appelle labyrinthe, où elle dépose successivement, à mesure qu'elle perd de sa vitesse, les parties terreuses et métalliques qu'elle entraîne, et qui y demeurent suspendues par adhérence. Ces parties métallifères, surtout lorsqu'elles ont une grande pesanteur spécifique , comme la galène, se déposeroient dans les premiers conduits, si, en raison de leur dureté, ordinairement beaucoup moindre que celle de la gangue, elles ne se réduisoient pas en poudre plus fine que celle-ci, et en grande partie par très-petites lames qui contractent beaucoup d'adhérence tant avec le liquide qu'â*vec les matières terreuses ; on est donc obligé de les aller chercher jusque dans les parties les plus ténues de la gangue pulvérisée, qu'on appelle bourbe.

On distingue deux manières de conduire le bocardage; elles sont relatives à la grosseur des grains que Ton veut obtenir et que l'on détermine préalablement d'après la nature du minérai, celle de sa gangue, sa richesse, etc. Nous avons déjà indiqué les moyens à l'aide desquels on pouvoit faire varier le résultat du bocardage, savoir, le poids des pilons, leur levée, la vitesse même? de leur mouvement , d'un autre coté, l'élévation de la fente par laquelle doivent passer les matières pilées, ou bien le d.amètre des trous de la grille, leur distance, la quantité de l'eau affluente, sa vitesse, etc.

Le bocardage peut être disposé pour obtenir beaucoup de grosgrains, ce qu'on connoit sous le nom de sable (c'est ce qu'on appelle en allemand rasche pochen) , ou bien on cherche à pro-