MÉTHODES DE TRAITEMENT

Proâmti. — On obtient par cette opération seulement deux produits principaux, le plomb métallique et la scorie, qui doit être jetée en totalité, bien qu*elle contienne encore une quantité assez notable de plomb. On pourrait aisément la traiter au four à manche, mais alors la méthode considérée n'aurait plus aucune raison d*étre; si Tusine possède un four à manche, il est* plus éco* nomique de passer dans cet appareil les minerais grillés. On obtient à Tétat métallique seulement une partie du plomb ; pour des minerais rendant à Tessai de 75 à 76 pour 100 de métal, on ne retire pas en saumons plus de 62 à 65 pour 100. Le reste est volatilisé, ou se retrouve dans les scories que l'on ne petit pas utiliser ; la perte de plomb est donc très-forte, et s'élève à 18 et même à 30 pour 100 du plomb contenu dans les minerais.

Riatliom ehmiquei et cansidératians générales. — L'o-» pération entière se divise en deux périodes : le grillage complet du minerai à basse température ; la réduction de Toxyde de plomb, en partie par le charbon , en partie par le fer métallique.

Dans la première période, on n'obtient l'oxydation complète du sulfure qu'à la condition d'éviter toute agglomération ; quand le résultat désiré est nettement obtenu, le minerai grillé contient le plomb à Tétat d'oxyde et de sulfate : la température a été maintenue trop basse pour qu'il ait pu se former une quantité notable de silicate. Pour le même motif, la perte de plomb par volatilisation du sulfure est à peu près négligeable ; il y a seulement entraînement d'une faible partie des matières les plus fines par le courant gazeux, pendant le chaîne* ment et pendant les premiers rablages.

Dans la seconde période on commence par mélanger avec les minerais grillés une petite quantité de charbon, et du sable quartzeux quand les gangues ne sont pas suf-

DES mifSRàlS DE PUMIB ARGBJimFAaES. 69

fisamment siliceuses : on chauffe ensuite jusqu'à fusion presque tranquille. Plus tard, on fait agir le charbon et le fer métallique comme réductifs de Toxyde de plomb combiné avec la silice et avec l'acide sulfurique. Les réactions sont assez comp]^xes et méritent un examen approfondi.

Comme il faut réduire Toxyde de plomb, soit par le charbon, soit ensuite par le fer métallique, il est essentiel que l'action oxydante des flammes ne vienne pas brûler les réductifs ; on doit donc disposer le foyer de manière que les flammes ne soient plus oxydantes, sans cependant chauCTer fortement, parce qu'on perdrait trop de plomb par volatilisation ; le foyer étant peu profond, on doit tasser autant que possible la houille sur la grille et brûler seulement du combustible trèsmenu.

Le charbon que Ton fait agir en premier lieu décompose très-aisément l'oxyde de plomb, en produisant du plomb métallique; il peut même agir utilement sur le sulfate; mais cette action ne doit être exercée que dans des limites très-restreintes ; en cherchant à réduire, par le charbon seul, à Tétat métallique la plus grande partie du plomb du sulfate, on produirait toujours du sulfure de plomb.

La silice des gangues, ou celle du sable quartzeux ajouté, détermine la décomposition presque complète du sulfate, en formant du silicate de plomb; on doit attendre pour faire agir le fer métallique que les deux actions du charbon et de la silice soient à peu près terminées ; il faut arriver aussi vite que possible à la fin de lopératron, d'abord pour diminuer la perte en plomb par volatilisation, ensuite et principalement parce que les matières fondues, très-riches encore en oxyde de plomb, rongent très-énergiquement la sole et les parois du four.

70 lliraODEg M IRAREMBIIT

On n'éviterait cette destruction qu'en chargeant un excès de sable quartzeux ; mais alors on aurait à la fin de Topération une grande quantité de scories, riches en plomb; la méthode de traitement au réverbère ne serait plus économique.

Il est donc indispensable d'employer peu de charbon et peu de fondants siliceux ; peu de charbon, dans la crainte de produire du sulfure de plomb ; peu de fondants quartzeux, dans le but de i*estreindre autant que possible la quantité des scories obtenues : il est néces-* saire, pour préserver le four lui-même, de faire agir le fer métallique dès que le bouillonnement est à peu près apaisé, c'est-à-dire quand la majeure partie du sulfate de plomb est transformée en silicate.

Au moment où la ferraille est chargée dans le four, les matières en fusion contiennent un peu de sulfate, il ne s'est encore séparé qu'une petite quantité de plomb métallique : le charbon a servi principalement à faciliter la décomposition du sulfate par la silice.

Le fer de la ferraille, le fer et le carbone de la fonte agissent avec une très-grande énergie sur le silicate et sur le sulfate, et précipitent le plomb métallique, en produisant du silicate de fer. Mais cette action n'a lieu qu'au contact, et il est impossible de rendre le oontaot intime ; même après des brassages prolongés , l'action n'est pas complète, on peut séparer la plus grande par* tie du plomb de ses combinaisons oxydées, mais jamais la totalité. On ne peut pas employer un excès du réductif métallique, d'abord par raison économique, pour ne trop élever les frais de l'opération, ensuite pour ne pas disséminer dans le plomb une trop grande quantité de fer en grains ou menus fragments, qu'on ne pourrait lui enlever ensuite que par plusieurs fusions successives.

DES MIinniAtt M ÏWHÈ ARQBMTlFÈRES. 71

Qa oe doit pas TioD plus prolonger trop longtemps l'opération, pour éviter la trop grande perte de plomb par Tolalilisation, ainsi que Fusure des outils.

Il finit se résigner à une réduction incomplète du silicate de plomb, et chercher par une série de tâtonneméats la quantité de fer et le temps d'action qui produisent ie plus de plomb en saumons, en atteignant ainsi le minimum des pertes par volatilisation et par décompœitioD incomplète du silicate.

Les inconvénients de cette méthode sont plus graves encore que ceux du procédé viennois que j'ai précédemment examiné, et dans lequel le fer est employé comme désulftiront ; l'opération dure beaucoup plus longtemps, on dépense par conséquent plus de combustible et de main^'œuvre, on perd une proportion plus forte de pioinb par volatilisation; le rendement en lingots est toujours moins élevé ; la quantité de plomb qui reste dans les scories est comparable à celle que retietinent là matte et la scorie dans la méthode viennoise. D'un autre eôté, on consomme beaucoup moins de fer, car il suffit en général de 10 pour 100 de ferraille ou de fimte pour des galènes très-riches, tandis que la méthode viennoise en exige de 34 à 56 pour 100. Il en résoite «ne diminution de la dépense, qui peut compenser largement, dans certains cas, Texcès de consommations et le rendement moins élevé.

De plus, et dans le cas spécial de minerais argentifères, les scories jetées contiennent le plomb presque entièrement à l'état d'oxyde, combiné avec la silice, et ne retiennent que très-peu d'argent ; on perd relativement ^ trèe^peu du métal précieux, qui se trouve à peu près en totalité dans le plomb obtenu en saumons. On peut donc appliquer cette méthode à des minerais contenant de l'argent sans s'exposer à des pertes trop grandes, tandis

72 MÉTHODES DE TRAITEllEnT

que pour de pareils minerais la méthode viennoise donnerait des résultats peu favorables.

Je dois insister de nouveau sur Timpossibilité , au point de vue économique» d'employer le fer comme réductif au réverbère «dans une usine qui devrait traiter annuellement de grandes quantités de minerais; le traitement au four à manche est toujours plus avantageux, quand l'importance de l'usine permet une installation convenable des appareils. Abstraction faite de cette con« sidération importante, on éprouverait souvent une grande difficulté à se procurer à des prix raisonnables la ferraille ou la fonte nécessaire à la réduction.

L'emploi du fer comme désulfurant ou comme réduc-

tif dans les réverbères doit être limité au traitement ac-

cidentet d'une petite quantité de galène riche en plomb, dans une usine qui ne possède pas les appareils nécessaires pour la production la plus économique de ce métal.

Il est possible de diminuer beaucoup les frais de Topération, sans cependant que la diminution puisse mo* difier les conclusions que je viens de poser, en remplaçant la ferraille et la fonte par un mélange intime de minerai de fer très-pur et de charbon.

Ce mélange peut agir, con;ime désulfurant ou comme réductif, à peu près avec la même énergie que le fer métallique ; il a même sur ce dernier l'avantage de pouvoir être mis en contact plus intime avec les matières dont on veut précipiter le plomb.

Le minerai de fer doit être presque exempt de gangues, afin que la masse des sbories ne soit pas augmentée ; il faut éviter surtout les gangues calcaires ou barytiques, qui exigeraient une nouvelle addition de fondants siliceux. Les minerais de fer très-purs ne se trouvent que dans un petit nombre de localités; il n'est pas toujours

DBS imiEIUIS DE PLOMB AROOmPteES. 73

facile de s'en procurer à des prix raisonnables , tandis qu'on trouve presque dans tous les pays des minerais impurs, tenant de 35 à 40 pour 100 de fer, qui conviennent parfaitement pour la fonte au four à manche de la galène grillée. Cette remarque vient à Tappui des conclusions précédemment posées ; pour un traitement régulier, on doit adopter les fours à manche, quand la méthode par réactions n*est pas applicable, et ne pas employer le fer métallique, ni même un mélange de minerai de fer et de charbon, pour réduire la galène au réverbère, avec ou sans grillage préalable.

Sulfate de plomb. — Pour les sulfates de plomb artificiels les conditions sont notablement dififérentes puisque ces matières peuvent être considérées comme des galènes déjà parfaitement grillées ; il est possible d'en extraire avec une économie suffisante la majeure partie du plomba en suivant une méthode analogue à celle que je viens d'exposer.

Le sulfate bien desséché est mélangé intimement avec 1 pour iOO de charbon, et 12 à 15 pour 100 de sable quartzeux ; le mélange chargé sur la sole d'un réverbère est chauffé rapidement jusqu'à fusion; quand l'acide sulfurique est à peu près complètement expulsé par les deux ^actions du charbon et de la silice, on fait agir comme réductif sur le silicate de plomb, de la ferraille ou de la tournure de fonte, ou même un mélange intime de minerai de fer et de charbon ; on coule les matières quand la réaction du fer parait presque terminée. On obtient du plomb métallique et une scorie.

Le plomb est purifié, comme je l'ai précédemment indiqué ; on peut obtenir en lingots 75 pour 100 enviroa du plomb contenu dans le sulfate.

La scorie est riche en plomb ; elle contient de l'oxyde de plomb combiné avec la silice, et des grenailles plus

74 mMnws be TRArnsifttfr

ou moins fines, irrégulièrement disséminées. Ces scories sont jetées; le métal qu'elles contiennent est perdu, mais ce n'est là que la moins importante des deux causes de perte ; la volatilisation du métal, à la température élevée nécessaire au succès de l'opération , entraîne certainement plus de plomb qu*il n*en reste dans les scories. Je ne donne maintenant que cet aperçu général, je reviendrai sur ce sujet en décrivant les méthodes applicables aux minerais oxydés.

Trftitenieiil de la galène mu font & ttanehe»

Le traitement dans les fours à manche est appliqué à dés minerais très-divers; aux galènes argentifères à gangues non siliceuses, pauvres en plomb, qu'on ne peut pas amener, par la préparation mécanique, à la teneur élevée nécessaire pour les réactions au réverbère ; aux galènes à gangue quartzeuse ou argileuse, pauvres ou riches en plomb et en argent.

Sur le continent européen la plupart des usines emploient les fours à manche avec des variétés infinies dans les détails et même dans la conduite générale des opérations; les réverbères ne sont utilisés que dans un très-petit nombre de localités, à fileyberg et Raibl en Garinlhie, dans le midi de l'Espagne, & Poullaouen en Bretagne, etc. Au contraire, on Angleterre, une grande partie du plomb est obtenue au réverbère ; en Ecosse et en Amérique on emploie une méthode mixte: on traite des galènes riches en plomb dans des fours h tuyères très-bas, à parois en fonte, dans lesquels on cherche à produire rapidement, et par un travail continuel, les réactions principales que j'ai indiquées précédemment

DES MinnUIS M PLOMB AMMUTIFÈRES. 75

pour lef réverbères, en lee aidant par Taotioii désolfu* rante des parois métalliques et des outils.

Dans le midi de l'Espagne, on se sert depuis plusieurs aunées de fours à cuve trèa^levés, dans lesquels Tair nécessaire à la combustion arrive librement par des ouvertures ménagées à ta partie inférieure, au lieu d'être lancé par des tuyères. Ces fours sont nommés horfwt de grcn tiro ; on a cherché à les utiliser en France, mais jusqu'à présent sans suecès bien net, pour traiter des minerais de plomb et des minerais de cuivre : on les appelle improprement des fimn atmo$phériques^ désignation qui ne traduit pas le nom espagnol, et ne rappelle pas, comme lui, la propriété caractéristique de ces fours, le tirage ou l'appel d^air extrêmement énergique, et par suite très-difficile à régler.

Je dois rappeler que le but spécial de l'ouvrage que je publie est de faire connaître les principes les plus essentiels, les réactions obimiques'principales du traitement des divers minerais métalliques; je ne peux pas aborder la description et la discussion de toutes les méthodes employées; je pense que pour le traitement de la galène au four à manche, il suffira de décrire les deux types qui. constituent deux méthodes fondamentales très-différentes :

La fusion directe de la galène avec du fer métallique, employé comme désulfurant.

La fonte des minerais préalablement grillés, avec et sans addition de fer métallique.

Les détails que je présenterai pour ces deux méthodes, avec ceux que j'ai déjà donnés pour les réverbères, suffiront pour mettre les lecteurs en état de comprendre aisément les réactions chimiques, les avantages et les inconvénients du four écossais, du four atmosphérique et de» autres variétés d'appareils et de traitement, adop-

MÉIHODES DE TRAirENBNX

EédoeUmi

de la galéoe

par la fer

méuJliqQe.

tés dans les nombreuses usines des divers pays. Je ne citerai les résultats économiques que dans les chapitres suivants* en décrivant quelques usines spéciales, employant ces deux méthodes, que je considère comme caractéristiques.

Cette méthode est appliquée dans quelques usines, notamment à Friedricbs-Hûtte, près de Tarnowitz, haute Silésie, pour le traitement de minerais riches en plomb» pauvres eu argent, dont la gangue contient de largile et du calcaire.

Elle comprend les opérations suivantes :

1^ Fonte des minerais dans un four à manche trèsélevé; on ajoute, comme désulfurant et comme fondant, de la vieille fonte en morceaux ou des grenailles obtenues par le bocardage des laitiers des hauts fourneaux, et des scories de forge très-fusibles et peu siliceuses. On obtient trois produits principaux : du plomb d'œuvre; une matte contenant encore du plomb ; des scories pauvres, dont une partie seulement peut être jetée.

2® Grillage des maiies^ en grands tas et à l'air Ubre.

3^ Fonte des résidus. On fond dans un four à manche, analogue à celui qui sert pour les minerais : les mattes grillées, les fumées, les fonds de coupelle, les scories riches, les débris de fours, et généralement tous les résidus plombeux des diverses opérations ; on passe en même temps des scories anciennes, contenant un peu de plomb et beaucoup d*oxyde de fer. On ne doit obtenir que deux produits principaux : du plomb d*œuvre assez pur pour être coupelle directement ; des scories pauvres, qui peuvent être jetées presqu'en totalité.

4^ Coupellation du plomb d^ œuvre ; elle donne plusieurs produits: de l'argent brut, qui est soumis au raffinage; des litharges marchandes, jaunes et rouges ; des litharges impures^ qui sont révivifiées dans une opération spé-

DBS UNIiBAlS DE l'LOllB ARCHBiniFÈRES. 77

ciale; des abstrichs et des abzugs, des fonds de coupelle, etc., qui sont passés dans la fonte des résidus.

Je ne considère que les trois premières opérations, dont le produit définitif est le plomb d*œuvre ; je n'ai cité la coupellation que pour montrer Torigine d'une partie des matières qui sont traitées dans la fonte des résidus.

Preiiiêrb opération : poute des minerais. — L'opération est faite dans un four à mancbe, élevé de 4 à 5 mètres, surmonté par des chambres de condensation, que doivent traverser tous les gaz avant de se rendre dans la cheminée.

Le vent est lancé par une seule tuyère, devant laquelle on maintient un nez assez long pour conduire le vent jusque sur le combustible chargé contre la poitrine. Le bas du four présente la disposition ordinaire d*un avant* creuset et d'un bassin extérieur, dans lequel on fait couler, à des intervalles réguliers, le plomb et la matte en fusion. Le combustible employé en Silésie est de la houille maigre; l'opération réussirait également avec du coke ou du charbon de bols.

LiU de fumn. — On sépare, pour le traitement, les minerais riches en morceaux, obtenus par le triage à la main et par les criblages, des produits plus fins et moins riches donnés par les lavages sur les tables. Lapropor* tion de fonte et de scories de forge n'est pas la même dans les deux cas: on charge plus de fonte avec les minerais en morceaux, et beaucoup plus de scories pour les produits presque pulvérulents. Les réactions chimiques étant à peu près les mêmes, je ne crois devoir considérer ici que le traitement des minerais riches ; quand ils rendent à Tessai de 64 à 65 pour 100 de plomb, on doit leur ajouter dans les lits de fusion de 12 à 14 pour 100 de fonte en morceaux, et 15 pour 100 de scories de

78 NfeMODE» m TRiinilKlIT

forge ; ces dôînières sont en flragmeàUi àe la grosirar du poing.

En Silésie, les minerais contiennent une certaine quantité de carbonate de plomb, et la présence de ce minéral permet d'abaisser la proportion de fonte jusqu'à 12 pour 100*

Opération. — Les matières des lits de fusion sont chargées contre la wanne, le combustible contre la poitrine ; les charges descendent assez régulièrement, et rarement il se produit des engorgements. Le nez est quelquefois percé par le choc des morceaux de fonte qui n'ont pas été entièrement sulfurés par la décompo^ sition de la galène; il est difficile de le maintenir en bon état et à la longueur convenable.

Les matières fondues se réunissent dans le creuset^ où elles se séparent d'après l'ordre de leurs densités s les scories passent progressivement sous la poitrine dans ravant-creuset, en filtrant à travers le combustible, et laissant déposer les grenailles de matte et àê plomb* qu'elles contiennent toujours dans l'intérieur du four. Elles coulent par-dessus la brasque sur le sol de l'usine. Les coulées sont faites à des intervalles réguliersi plus ou moins rapprochés, suivant l'activité de la fonte; on reçoit dans le bassin extérieur les trois produits fondus : le plomb, la matte et la scorie. On nettoie le fond du four» on détache les dépôts ferreux, on bouche le trou de coulée avec un tampon d'argile^ et on continue la fonte.

Dans le bassin, la scorie est enlevée autant que fosh sible d'un seul morceau; on la casse au marteau^ et on réserve pour la fonte des résidus les morceaux qui omh tiennent des grenailles. On traite de la môme manière les scories qui ont passe par-dessus la brasque de l'avantcreuset ; on les essaye trè&firéquemment, et on ne jette

0ES uanm tm nsurn âWiviFÈREs. 79

que la pariie qoi rcind à l'eisai moins de S pour 400 de plomb.

Lia matte est soulevée par plaques, à mesure qu'elle se solidifie; elle est oassée au marteau et portée aa grillage*

Le plomb est coulé dans des lingotières.

Les parois du four sont rongées très^rapidement par les sulfures métalliques; les campagnes sont toujouré très-com'tes, de 8 à 10 jours quand on passe des minerais riohes; elles sont un peu plus longues, de i5 à 16 jours, dans le traitement des minerais plus pauvres et plus fins, pour lesquels on doit ajouter beaucoup plus de scories de foi^e.

A de longs intervalles on retire des chambres de con* densatiou les fumées et les matières fines entraînées par les gaXy et toujours partiellement oxydées par Tair ettérieur, qui pénètre par la porte déchargement.

RtacHtms thimiquei, — Pour rexplication des réactioi|s chimiques de cette opération, j^aémettraî que les minerais contiennent principalement de la galène, un peu de carbonate de plomb, et des gangues calcaires et argileuses. Les scories de forge sont des silicates de protoxyde de fer, tenant de SO à 25 pour 100 de silice et tr^peu d*alumine et de chaux; la fonte est ordinal* rement en morceaux asses petite, quelquefois en gre-*' nailles.

A mesure que les charges descendent du gueulard vers le creuset, les actions physiques et chimiques se suceèdent dans Tordre suivant :

Dans la partie supérieure du four» lis matières char* gées s'échauffent progressivement , le carhimato de plomb est réduit lentement, mais complètement, par bs gaz en mouvement ascensionnel; la galène éprouve un peu plus bas une^ décomposition partieUe, déteroûiiée

80 MtnODES DE TRUTBIIENT

par la chaleur seule, et de laquelle résulte la volatilisation d'une partie du plomb.

Ces deux premières actions sont pour ainsi dire secon* daires; cependant elles pourraient influer notablement sur la perte en métal : le plomb métallique, provenant de la réduction du carbonate, tombe divisé en gouttelettes jusque dans le creuset; il est soumis dans ce trajet à un courant de gaz très-rapide et à une température de plus en plus élevée ; une grande partie du plomb se volatilise et on ne peut en recueillir quune fraction dans les chambres de condensation. La perte causée par la décomposition partielle et la volatilisation du sulfure n*est nullement négligeable. On ne peut pas éviter ces pertes par volatilisation, puisqu'elles sont inhérentes aux propriétés chimiques du métal et de ses composés ; on peut seulement diminuer leur importance en disposant des chambres de condensation assez vastes pour recueillir une grande partie du métal et du sulfure volatilisés, oxydés et carbonates par l'action du gaz et de Tair extérieur.

La réaction principale, celle de la fonte sur le sulfure de plomb, ne commence qu'à une faible hauteur audessus de la tuyère, au moment où le sulfure de plomb devenant pâteux peut être en contact intime avec les morceaux de fonte. L'action est rapide, donne du plomb métallique et du sulfure de fer, qui tous deux tombent en gouttelettes dans le creuset; le plomb se volatilise encore en partie pendant ce trajet; le sulfure de fer se combine avec une certaine quantité de sulfure de plomb pour former la matte.

Il est essentiel de remarquer que l'action de la fonte sur le sulfure de plomb ne s'exerce qu'au contact, et que la réduction du plomb à Tétat métallique ne peut ètte à peu près complète que si les morceaux de fonte

DES HDOIIAIS me FLOMB ARGBiniFÈRES. 81

ont la grosseur convenable. U &ut qu'ils aient dans les matières pâteuses un mouvement relatif très-lent, qui leur permette de se mettre peu à peu en contaet avec les difGérentes parties des matières, avant de tomber au-dessous de la tuyère. Cependant dans le creuset l'action de la fonte en excès n'est pas nulle, ni même négligeable, parce que, venant nager à la surface du plomb métallique* elle reste longtemps en présence de la matte plombeuse, et peut en précipiter encore une certaine quantité de plomb. Cette dernière action est limitée, elle ne peut être importante que si la fonte reste en excès jusqu'au moment de la coulée, c'est-à-dire si on passe dans les lits de fusion plus de fonte que l'opération ne peut en consommer. Cet excès est nuisible, parce qu'il rond le plomb d*œuvre très-ferreux ; d'un autre côté, la fonte retirée par l'écumage des lingots n'est pas utilisable, les frais spéciaux de l'opération sont plus élevés qu'ils ne devraient l'être.

Il faut donc s'attacher à compléter au-dessus de la tuyère l'action de la fonte sur le sulfure de plomb, et on ne peut y arriver que par des tâtonnements successifs, en cherchant la grosseur des morceaux de fonte qui convient le mieux aux diverses allures du four. La grosseur des morceaux doit varier en raison de la rapidité de la descente des charges, de manière que chaque fragment soit presque rongé, ait presque disparu, quand il tombe sous la tuyère. On s'aperçoit aisément que la fonte est employée en trop gros morceaux quand on voit dans les coulées plusieurs fragments de fonte de grosseur appréciable nager à la surface du plomb. Si la fonte est en grains trop petits, ils ne se déplacent pas assez vite dans les matières pâteuses au-dessus de la tuyère, et tombent ensuite dans le creuset au-dessous de la matte, sans avoir exercé l'action qu'on aurait dû

TOHB II. 6

68 HÉIflODBS M IRârmURf

attendre de leur quantité ; on reconnaît ce défaut à ce qu'on obtient des tnattes {^ub riches en plomb, en métne temps que du plomb d'œuvre encore surmonté de nombreuses petites grenailles de fonte.

Le maître fondeur doit apporter une grande attention à la grosseur des fragments de fonte qui fcont passés dans les lits de fusion, car elle a la plus grande influence sur la proportion et la pureté du plomb qu'on retire des minerais dans cette opération, et sur la consommation du réactif métallique, c'esl^^^lire sur la réussite et sur lecoBomie du traitement.

Les scories de forge, chargées en morceaux de la grosseur du poing, ne peuvent agir chimiquement que dw6 la partie inférieure du four4 et à une température plus élevée que celle à laquelle Commence (a désulfura^ tion par la fonte.

Leur rdle est cependant très^^utile dans les parties su-^ périeures du four : elles servent à maintenir les charges séparées, à conserver les mélanges des lits de fusion à peu près tels qu'on les a préparés avant le chargement : en même temps elles empêchent le tassement des matières fines et les agglomérations, qui produiraient des engoi^ements, ou tout au moins nuiraient à la descente régulière et à réchauffement progressif des charges.

D'après cela, il est facile de comprendre pourquoi il est nécessaire d'augmenter la proportion «tes scories, quand on passe des minerais menus.

Tant que les scories de forge ne sont pas assez fortement chauffées pour entrer en fusion, elles ne peuvent éprouver aucune -action chimique appréciable des gaÈ réductifs, des combustibles solides, et des matières des lits de fusion, parce qu'il n'y a pas contact suffisamment intime*

DES MnmiB M noMB MmmriFÈRBs. M

A une EBÛbie distaoce dt la tuyère, les sooriet fondent progressivement, se mettent alors en contact de plus en plus intime avec le sulfure de plomb non décomposé, avec la matte déjà produite, et avec une partie du combustible solide; elles fterdent une partie de leur oxyde de fer par l'action du sulfure de plomb et par celle du combustible ; elles absorbent les gangues terreuses des minerais. LW lion directe sur la galène est faible parce que la silice combinée avec l'oxyde de fer s'oppose à sa décomposi^ lion. L'action du combustible solide donne du fer métal* lique, qui est très-divisé, se dissémine dans les matières imparfaitement fondues^ et enlève le soufre à une certaine quantité de sulfure de plomb. Cette action est asseï limitée dans la fonte des minerais riches, dans laquelle les scories de foi^ ne sont employées qu'en petite quantité. Leur contact avec le combustible solide n'étant pas intime, et n'ayant lieu à une température suffisamment élevée que pendant un temps très-court, il n'y a réduo* tion que d'une faible partie de l'oxyde de fer combiné avec la silice. L'action désulfurante des scories de fo/ge m peut être énergique que si elles sont ajoutées en quantité considérable dans les lits de fusion : dans ce cas il est impossible de r^lariser la réduction de Toxyde de fer ; il se produit presque toujours des kiÊfs dans le bas du four, par suite d'une action trop énergique du combustible sur les scories.

Les scories ne peuvent remplacer la fonte que si elles sont employées en proportion considérable : c'est un fait bien prouvé par l'expérience; ainsi à Stolberg, près d'Aix-la-GhapeUe, dans le traitement au four i manche des minerais contenant de la galène et du plomb carbonate, agglomérés par une fusion oxydante dans des réverbères, on emploie comme désul-» forant les scories de forge toutes seules; on est obli^

84 HtnODBS DE TRARBMBKT

de charger SO de scories pour 100 de minerais, tandis que 10 pour 100 de fonte suffiraient certainement pour la désuif uration. Il se forme un loup presque à chaque campagne.

Les scories qui se produisent dans le' four ne con-* tiennent pas de plomb à Télat de silicate, mais elles retiennent des grenailles de plomb métallique, et de la matte qui ne peut s'en séparer que lentement. La teneur en plomb des scories dépend principalement de leur fluidité et de la rapidité avec laquelle elles sortent du four.

La perte en plomb, dans la fonte au four à manche, est due aux scories produites, à la volatilisation partielle du sulfure, et à celle du plomb métallique. Les scories sont obtenues en quantité relativement faible quand on traite des minerais riches ; on conserve pour la fonte des résidus toutes celles qui paraissent un peu plombeuses ; on doit donc considérer comme peu importante la perte en métal, provenant des scories jetées. La volatilisation est par conséquent la cause principale de perle, et c'est sur elle que doit se porter l'attention du fondeur. Elle se compose de deux parties, celle du sulfure, celle du métal ; la première est inévitable ; on ne peut que diminuer son influence par rétablissement de bons appareils de condensation. Au contraire, la perte par volatilisation du plomb amené à l'état métallique dépend, au moins en partie, de la composition des minerai9.

Le carbonate de plomb que contiennent les minerais est réduit h la partie supérieure du four : le métal obtenu par cette réduction perd par volatilisation une fraction de son poids bien plus grande que le plomb produit par Taction désulfurante dans la partie inférieure du four. Par conséquent, les minerais contenant du carbonate

DBS MmERAIS DE PLOMB AROEUTIFÈRBS. 85

subissent des pertes plus fortes que les minerais sulfurés non altérés.

Il est important de ne pas ajouter aux minerais des litbarges ou des matières plombeuses oxydées , facilement réductibles, puisqu'elles se comporteraient comme le carbonate de plomb.

On ne doit pas, non plus, ajouter aux lits de fusion des scories de l'opération ou des silicates plus riches en oxyde de plomb, comme cela se fait habituellement dans les autres méthodes de traitement aux fours à manche. Dans l'opération que je considère maintenant , les scories pauvres augmentent inutilement la quantité de matières à fondre, retardent la descente des charges, et rendent plus difficile et moins intime le contact de la fonte et des scories de forge avec le sulfure de plomb : les pertes par volatilisation sont plus grandes, l'action des réactifs désulfurants est moins complète ; on retire par conséquent moins de plomb à l'état métallique, on obtient une matte plus riche. Les scories de l'opération qui ne sont pas assez pauvres pour être jetées ne peuvent donc pas être passées dans la même fonte que les minerais ; il faut les réserver pour le traitement des résidus. Les silicates plus riches en oxyde de plomb présentent les mêmes inconvénients, mais en outre ils donnent des scories très-riches, à moins qu'on n ait Tattention d'augmenter la proportion de la fonte. On se rend aisément compte de ce résultat par les considérations suivantes : dans l'opération dont il s*agit ici les silicatas de plomb ne peuvent être réduits que par les gaz, par le combustible solide, par le sulfure de fer de la matte produite dans le four, ou par le fer métallique. L'action des gaz est à peu près nulle, parce qu'elle ne peut s'exercer qu'à la surface des morceaux compactes, et avant la fusion : celle du combustible solide est faihle,

86 MfnOBES DB TRAITOOlft

parce qu'en préseDce des matières diverses des lits de fusion, le contact du combustible avec les silicates de plomb n'est pas intime; il en est de même pour le sulfure de fer de la matte ; il ne reste pour appauvrir les scories produites, pour en précipiter le plomb, que Taotion du fer métallique. Il faut donc encore réserver les silicates riches en plomb* pour une opération spéciale, pour la fonte des résidus.

La désulfuration par le fer, au four à manche, s'ap* plique seulement aux galènes riches en plomb, à peine altérées par les agents atmosphériques ; elle ne peut servir au traitement des divers produits secondaires donnés par les autres opérations.

Il y aurait, dans quelques usines, une grande économie à employer, au lieu de la fonte, des minerais de fer riches et en même temps rendus très-poreux par une calcination préalable. Ils peuvent être chargés en morceaux plus ou moins gros suivant Tétat de division des minerais de plomb, et, par conséquent, remplacent avec avantage les scories de forge pour leur vàle physique ; au point de vue chimique, ils équivalent au fer métallique, et agissent même avec plus d'énergie que la fonte comme désulfurants. L'oxyde de fer est réduit en grande partie dans le haut du four, et le métal très-divisé qui en résulte se répartit dans le sulfure de plomb, à mesure que les matières entrent en fusion. L'oxyde non réduit sert à donner aux scories la fluidité nécessaire à la séparation des grenailles.

Il est important que les minerais de fer employés comme réactifs désulfurants soient très-riches, d'abord parce que les gangues terreuses augmentent inutilement la proportion des matières à fondre, ensuite et principalement parce que ces gangues absorbent, pour leur propre sconfication, une certaine quantité de l'oxyde de

DES mmsiuii M pum AteninFÈREs. 87

fer. Il faudrait» par conséquent* charger en réalité beaueoup plus d'oxyde de fer à Tétat de minerais pauvres qu'an employant des minerais tvès^purs. Il ne faut pas perdre de vue qu'en augmentant le poids absolu des matièras à scorifier, on rend beaucoup plus importante la parte en plomb par volatilisation, par la matte et les grenailles qui restent disséminées dans les scories, et qu'on rend en même temps la désulfuration plus ineomplète.

L'aient que contiennent les minerais accompagne le plomb dans toutes les réactions; une partie est volatilisée et se retrouve dans les fumées.

La matte en retient toujours une fraction notable, même quand elle est pauvre en plomb ; les s^eopies elles- Biéoiefi en contiennent une quantité appréciable, à causa des grenailles et de la matte disséminées : je dois rappeler que, d'après la composition des lits de fusion et la conduite de l'opération, les scories ne peuvent contenir d*oxyde de plomb combiné avec la silice. Enfin, la ma* jâure partie de l'argent se trouve dans le plomb amené a Tétai métallique ^

1 On a essayé daps plusieurs usines de remplacer la foute en morceaux o« en grenailles par de la tournure de fonte, des rognures de fer, des déhm àê divers outils ou appareils en fonte et en fer. o'està-dire par de la vieille lerreille, qu'il est possible d'obtenir quelquefois à bon marcbé. On a obtena des résultats variables, mais généralement on a constaté une consommation plus grande que dans le cas de la fonte en morceaux de dimensions convenables. Les détails que j'ai donnés précédemment font epin-* prendre ce résultat : la grosseur des morceaux de fer métallique ou de fonte n'est pas indifférente ; chaque morceau ne peut exercer son action eoraplfete et rapide que si ses dimensions sont en rapport avec la rapidité de la toeenie dee cberges. Les fragmenta kop groe tombent rapidement dans le creuset, sans produirfi loute racUon qu'on devait attendre de l^ur poids ; la tournure de fonte, les rognures de fer se rassemblent souvent en ptMe» , ne se disséminent pas dans les matières en fusion , n'exercent

«s'hm acHen iree-incomplbte, et produisent dee eigftraemenii et dee lenpi.

88 MÉTBODES Dfi TEAireMEirr

La présence de l'argent dans tous les produits secondaires oblige à les soumettre en totalité à un traitement spécial; même quand ils sont pauvres en plomb, on ne peut jeter qu'une très-faibte partie des scories.

Dans le traitement des résidus les pertes en plomb et en argent sont plus grandes que dans la première fonte des minerais, comparativement à la quantité des deux métauxque contiennent les matières traitées.

Il est donc essentiel de soustraire à ces pertes le plus possible du plomb et de l'argent, et d'apporter à la première opération, pour la composition des lits de fusion, pour la proportion et la grosseur des morceaux de fonte, etc., les soins les plus attentifs et les plus minutieux, dans, le but d obtenir la plus grande partie du plomb à Tétat métallique; c'est le seul moyen d'atténuer les pertes en plomb et en argent.

Les produits secondaires sont proportionnellement bien plus riches en argent quand les minerais traités sont très-argentifères et pauvres en plomb ; une fraction importante de l'argent des minerais passe au traitement des résidus, la perte en métal précieux est très-forte. La méthode de désulfuration directe par le fer, incomplète, mais cependant encore applicable quand il s'agit de minerais peu argentifères et riches en plomb, devient trèsdéfectueuse quand on doit opérer sur des minerais qui contiennent beaucoup d'argent, et que, pour cette raison, on ne peut pas amener par la préparation mécanique à une forte teneur en plomb.

Cette méthode n'a été et ne doit être appliquée qu'à des minerais peu argentifères, contenant comme gangues du quartz, de l'argile ou des silicates, qui s'opposent au traitement par réactions au réverbère.

Il est utile de séparer dans la première fonte les minerais en morceaux ou en grenailles des produits fins et

DES MIIIBBAIS DE PLOMB ARfiENTIFiRES. S9

plus pauvres, qui proviennent du lavage sur les tables. L'utilité de cette division dans le traitement est facile à comprendre; les produits fins du lavage sont toujours plus pauvres en plomb que les minerais en morceaux ; leur traitement au four à manche eiige des fondants différents, et donne des produits secondaires plus riches en plomb et en argent ; les pertes en métaux sont plus fortes ; quand on les passe séparément, on peut com<* penser jusqu'à un certain point Taugmentation des pertes, en employant moins de fonte et plus de scories de forge, c'est-à-dire en diminuant les frais de TopératioD. Si on les traitait en même temps que les minerais en morceaux, il faudrait toujours charger à peu près autant de fonte et de scories de forge que dans les deux traitements séparés ; les produits secondaires seraient aussi riches en plomb et en argent que si on avait passé seulement des minerais pauvres ; les pertes en métaux seraient, par conséquent, plus fortes et dans la première fonte et dans le traitement des résidus.

SscoimE opÉRAnon : gbiixage des mâties. — Les mattes sont cassées au marteau en morceaux de dimensions très-variables ; leur épaisseur est celle des rondelles enlevées des bassins de coulée, et d'environ 0",02 k 0",035. Le grillage est fait à un seul feu, en gnmds tas et à Tair libre, en employant comme combustibles du menu bois et de la houille.

Je n'ai pas besoin de décrire la disposition des tas; elle est à peu près la même que pour le grillage des minerais de cuivre dans la méthode allemande.

Sur Faire horizontale on dispose le combustible; audessus on range les morceaux de malte, les plus gros vers la base, les plus petits vers le haut ; on ménage des cheminées et des canaux pour la mise en feu ; toutes les

M aAraoDBs m Tmamuirr

face» sont recouvertes par les meous produits dans U cassage.

Le grillage dure de cinq à six semaines, suivant les circonstances atmosphériques. La combustion du sulfure de fer, qui entre dans la matte pour une très-forte proportion, dégage beaucoup de chaleur, et se fait avec facilité ; le produit principal est de Toxyde de fer qui prend une texture poreuse et laisse pénétrer l'oxydation à peu près jusqu'au centre dee morceaux. .

La matte grillée contient encore une certaine quantité de sulfures, très»faible dans les cas les plus favorables, très-forte au contraire quand des vents trop violents sont venus activer la combustion, ou quand des pluies prolongées Tout arrêtée trop promptement ; elle renferme en outre de l'oxyde de plomb, du sulfate et principalement de l'oxyde de fer. L'oxydation est toujours plus complète pour les menus fragments que pour les gros morceaux ; elle n'est jamais que partielle pour les matières fines qui forment la couverte.

En défaisant les tas, les ouvriers doivent avoir soin de mélanger aussi bien que possible les diverses parties, afin que les lits de fusion de la fonte des résidus puissent présenter «ne régularité convenable dans leur composition chimique.

Le grillage en tas ne fait pas perdre beaucoup de plomb, mais il y a toujours un peu d'argent volatilisé; du moins, ce fait paraît résulter des expériences qui ont été faites Jusqu'à présent, expériences nécessairement imparfaites parce qu'il est à peu près impossible de choisir, dans une matière aussi hétérogène, une prise d'essai qui représente exactement la composition moyenne de la matte grillée.

Les essais de grillage des matles pulvérisées, faits dans un laboratoire et sous la moufle y indiquent tou-

DES MIHERAIft DE PLOMB ARGENTIFÈRES. 9l

jours une perte très-notable en argent, et jusqu'à présent on n'a pas déterminé l'état chimique sous lequel le mêlai est volatilisé. On ne doit pas évaluer la perte en argent dans Iç grillage en grands tas d'après celle qui a lieu sous la moufle , parce que les conditions sont entièrement difiiérentes, mais on peut être certain que le grillage de lamatte est une cause de perte.

TROmÈHE OPÉRATION : FONTE DES RÉSIDUS. — La foUtO

de toutes les matières plombeuses, produits secondaires des différentes opérations , est faite dans un four à manche très-élevé, et doit être conduite de manière à produire seulement du plomb métallique et des scories pauvres.

La hauteur du four dépend de la nature du combustible ; en Silésie on brûle de la houille maigre, la hauteur du four peut être portée à 5 mètres.

lÀU defu9î(m. — On associe dans la fonte : les mattes grillées en grands tas, et contenant encore une petite quantité de sulfures métalliques; les fumées, matières pulvérulentes riches en plomb, renfermant principalement de l'oxyde, du carbonate et du sulfate de plomb; les fonds de coupelle, composés d'argile et de chaux, imprégnés d'oxyde de plomb en partie seulement combiné avec la silice; les débris de briques et de soles, contenant du quartz, de l'argile, du plomb, de Toxyde de plomb à l'état de silicate, quelquefois même du sulfure de plomb ; les produits impurs de la coupellation, tels que les abstrichs et les abzugs, à texture demi-poreuse, et contenant divers oxydes métalliques, mais principalement de l'oxyde de plomb ; les scories de la fonte des minerais, composées de silicate d'alumine, de chaux et de protoxyde de fer, retenant des grenailles de plomb oiétâtlique et des sulfures de fer et de plomb; des scories

9S IffiTHODES DE TRÀirEMElIT

anciennes riches en plomb, renfermant des grenailles de plomb et de matte disséminées dans un silicate, dont les bases sont Falunùiie , la chaux, l'oxyde de fer et loxyde de plomb.

Ces diverses matières sont : les unes pulvérulentes ; d'autres agglomérées et poreuses; les autres enfin trèscompactes et en morceaux plus ou moins gros. Dans les matières pulvérulentes et poreuses, le plomb est presque entièrement à l'état d'oxyde ou de sulfate; dans les autres il est au moins en partie à l'état de silicate. Les fonds de coupelle, les débris de fours et les scories sont compactes et eu morceaux, les scories ne renferment pas ou ne renferment que très-peu d'oxyde de plomb combiné ; les fonds de coupelle sont riches en oxyde de plomb, mais ils ne sont ajoutés qu'en poids très-petit dans les lits de fusion ; les fragments de briques contiennent aussi de l'oxyde de plomb à l'état de silicate, mais ne constituent qu'une fraction très-faible des matières passées dans la fonte.

Les agents de réduction du plomb à l'état métallique sont : les gaz en mouvement ascensionnel, dont le pouvoir réductif est considérable en raison de la hauteur du four; le combustible solide, qui, bien que chargé d'abord séparé des lits de fusion, se mélange en partie avec les matières fondues dans le bas du four; et enfin, le sulfure de fer contenu dans les mattes grillées et dans les scories de la première fonte.

L'opération est conduite avec lenteur, et ne présente aucune particularité dans le travail du chargement et des coulées : les réactions chimiques sont au contraire très-complexes; pour amener à l'état métallique la totalité du plomb, pour produire des scories pauvres sans qu'il se forme de matte, il faut que les matières très-diverses soient associées dans les proportions convenables,

DES milERAIS DE PLOMB AECTBimPÈREg. 93

ei que la rapidité de la fonte soit maintenue dans des limites très-étroites. •

RéactUms chinwjues.-^Je dois insister sur ces réactions, qui diffèrent essentiellement de celles qui sont utilisées dans la première opération.

Le combustible employé est de la houille maigre; il développe une température élevée dans la partie inférieure du four, el produit dans la partie supérieure des gaz réductifs mélangés d'une forte quantité de vapeur d^eau.

Les charges descendent lentement vers la tuyère, et Taction réductive des gaz peut être à peu près complète sur les matières pulvérulentes, ou seulement poreuses» avant qu'il puisse y avoir fusion. Les scories et les autres matières trop compactes pour se laisser pénétrer par les gaz n'interviennent dans les réactions qu'à une faible distance au-dessus de la tuyère, quand elles commencent à fondre.

Je considérerai séparément les actions chimiques très* différentes dans les deux parties du four, avant et après la fusion des matières. Il y a nécessairement passage graduel entre les réactions des deux parties; je devrais donc distinguer une troisième zone intermédiaire^ dans laquelle s'achèvent les réactions de la zone supérieure et commencent celles de la zone inférieure. Il suffira, je pense, d'indiquer son existence et d'insister seulement sur les réactions des deux parties extrêmes.

Dans la zone supérieure, les matières chargées sont soumises à l'action réductive des gaz produits par la distillation de la houille et par la combustion qui a lieu devant la tuyère ; les gaz inertes ou réducteurs sont mélangés d'une proportion variable de vapeur d'eau, provenant soit de la distillation du combustible minéral, soit de l'action du gaz sur les oxydes métalliques. Sous leur

94 NâlWAES 9E TfUITKIfi^T

iofluence, l'oxyde de plomb non combiné» contenu dans les fumées, dans les mattes grillées, dans les morceaux les plus petits des fonds de coupelle, des abstrichs et des abzugs, est complètement réduit , le métal tombe en gouttelettes jusque dans le creuset; une partie se Tolati* lise et peut être recueillie à Tétat de fumées dans les chambres de condensation, en même temps qu'une por* tion des matières les plus fines des charges» entraînées par le courant des gaz. Le sulfate de plomb des mattes grillées est réduit également presque en entier, en partie à Tétat métallique, en partie à Tétat de sulfure. L'oxyde de fer est réduit plus ou moins complètement, suivant la facilité avec laquelle il peut être atteint par les gai à la surface, ou dans Tintérieur des morceaux des mattes grillées. La présence de la vapeur d'eau dans les gax s'oppose en partie à la réduction dans le haut du four; il ne peut se produire une notable quantité de fer mé* tallique que vers le point auquel la température est assez élevée, pour que la distillation de la houille soit achevée, c'est-à-dire peu de temps avant que les matières commencent à entrer en fusion; le peroxyde de fer con* tenu dans les mattes grillées produit donc, dans la partie du four considérée maintenant, du fer métallique et du protoxyde ; une partie doit cependant échapper à la ré* duction» ou plutôt chaque morceau un peu gros des mattes grillées doit présenter de la surface vers le centre tous les états d.'oxydatiou du fer, et à la surface seule* ment du fer métallique.

Les sulfiu'es n'éprouvent aucune altération de la part des gaz réductifs» mais il se produit une certaine quantité d'hydrogène sulfuré par l'action de la vapeur d eau ; cette désuif u ration, en présence de loxyde de carbone en excès, donne du plomb métallique, du fer et du protoxyde de fer ; elle ne peut être que trèsJimitée, parce que las

DES MmBftAIft ra Piaitt AMmriFÈRES. 96

sulfures» qu6 le pillage n'a pas atteinis^ sont néceisaira* ment au centre des morceaux, et^ par conséquent, ne sont pas en contact facile Avec la vapeur d'eau ; la désulfuration est peu importante pour une autre raison : la vapeur d'eau n'est en proportion un peu forte que dans la partie supérieure du four, et, jusqu'à une profondeur assez gi*ande au-dessous du gueulard, la température n'est pas assez élevée pour que l'action chimique soit énergique.

Les scories et les autres matières compactes en mor«> ceaux ne subissent qu'une altération peu appréciable, parce que les gax réductifs ne pénètrent pas dans l'intérieur des morceaux, et que, même à la surface, l'oxyde de plomb est préservé en \)axtie par les combinaisons dans lesquelles il est engagé.

Au moment où les charges commencent à se ramollir et entrent progressivement en fusion, les gaa cessent à peu près complètement leur action, d'abord parce que leur contact ne i>eut plus être intime, ensuite parce que l'état d'agglomération des matières empêche les ga2 de passer et les porte presque entièrement contre la poi*trine.

Les morceaux du combustible solide, alors eompiéte*^ meut carbonisé, se mêlent en partie avec les matières et commencent des actioos réductives énergiques, qui s'exercent au contact seulemeut.

Les matières, en fusion d abord pâteuse, prennent une fluidité de plus en plus grande à mesure qu'elles appro^ cbent de k tuyère, et tombent eotièremeiit fondues dans le creuset; là les réactions doivent être terminées, il m reste plus à effectuer que la séparation par ordre de densités des deux produits principaux de la fonte, le plomb métallique peu argentifère et les scories pauvres»

Dans cette seconde partie du four les réactiow eottt

96 MÉTHODES DB TRAIIKlIEirr

complexes ; les charges préparées par les actions que j'ai précédemment exposées contiennent encore :

Des silicates, dont les bases sont : Talumine, la chaux, la magnésie, les oxydes de fer et de plomb); renfermant des grenailles de plomb métallique et de matte, qui s'eu séparent dès que la fusion des scories commence ;

Des mélanges de silicates de chaux, d'alumine et d'oxyde de plomb, avec du quartz, de l'argile, de la chaux et de Toxyde de plomb encore libre ; ce sont les morceaux compactes des fonds de coupelle et des débris de fours ;

De l'oxyde de plomb et de l'oxyde de fer, provenant des plus gros fragments des abstrichs et des abzugs ;

Des sulfures de plomb et de fer, formant une matte qui est répartie en gouttelettes dans toute la masse pâteuse;

Des oxydes de fer et du fer métallique, produits par la réduction du peroxyde de fer des mattes grillées, et disséminés assez régulièrement dans les matières en fusion.

Ces substances diverses sont mélangées partiellement, du c6té de la poitrine, avec des fragments du combus* tible ; elles sont traversées par des gouttelettes du plomb amené à l'état métallique dans la partie supérieure du four.

Les plus gros morceaux des scories, des fonds de coupelle, etc., ne fondent que très-lentement, et produisent dans les matières pâteuses, qu'ils tendent à traverser, un brassage qui s'oppose aux engorgements, lesquels seraient inévitables si toutes les matières prenaient au même instant Tétat pâteux : ce brassage est encore utile, en mettant en contact plus régulier les corps qui doivent réagir.

L'oxyde de plomb fait promptement entrer en fusion les matières siliceuses, et ne peut être que partiellement

DES MiraSRAlS DC ^lAMB ARGEITTIFÈRES. 97

réduit ayant de passer entièrement à Tétat de silicate. Les réactions doivent donc avoir lieu entre des silicates k plusieurs bases, plus ou moins riches en oxyde de plomb, les sulfures de fer et de plomb, les oxydes du fer et le fer métallique.

Je n'insiste pas sur Taction des fragments du combustible solide, facile à comprendre; elle contribue dans certaines limites à réduire Toxyde de plomb, et même une nouvelle quantité d'oxyde de fer.

Le protoxyde de fer ne peut servir à produire d u plomb métallique ; il entre rapidement dans la composition des silicates et leur donne de la fluidité.

Les oxydes supérieurs du fer décomposent une partie du sulfure de plomb, en produisant du plomb métallique, de Tacide sulfureux et du protoxyde de fer; ce dernier passe dans les scories.

Le fer métallique très-divisé agit énergiquement sur le sulfure de plomb et sur Toxyde de plomb combiné avec la silice, en formant du sulfure de fer, du silicate de protoxyde de fer et du plomb métallique : le sulfure de fer décompose une partie de Toxyde de plomb des silicates, mais en donnant *des produits différents, suivant la proportion des corps en présence : si les silicates contiennent beaucoup d'oxyde de plomb relativement au sulfure de fer, les deux éléments du sulfure sont oxydés en même temps, on obtient du plomb métallique ; dans le cas contraire il se forme toujours du sulfure de plomb.

Le but qu'on se propose d'atteindre est d'éviter la formation d'une matte, qui retiendrait non-seulement du plomb, mais encore ^e l'argent, et que, pour cette raison, on devrait encore soumettre au grillage et à la fonte : on ne peut donc pas compter sur le sulfure de fer pour appauvrir complètement les scories ; il faut, au

98 HÉTH0DE8 DE TRA1TB1RMT

contraire, que les silicates soient assee piombeux pour décomposer la totalité du sulfure de fer existant dans lee charges, ou formé dans le four par la réaction du fer métallique sur le sulfure de plomb. Le combustible so^ lide et le fer, amené à Tétat métallique dans le haut du four, doivent être les agents principaux de l'appauvrissement déjfinitif des scories. Le fer lui-même ne doit pas dtre en excès, pour que le plomb d'œuvre obtenu soit à peu près pur. Il est impossible d'obtenir constamment des scories qui ne renferment pas du tout d'oxyde de plomb > on considère comme suffisamment pauvres celles qui ne rendent pas à l'essai plus de 3 pour iOO de mé* tal ; elles ne sont pas argentifères, et la perte en plomb qui résulte de leur défaut d'appauvrissement peut être négligée ; elle est de beaucoup inférieure à celle qui résulte de la volatilisation du plomb pendant l'opération.

Les considérations précédentes montrent combien il est difficile d'atteindre à peu près le but proposé ; il faut réussir à combiner la composition et la rapidité de la descente des charges de manière que les réactions diverses soient complètement effectuées. La réduction par les gaz dans la 2one supérieure doit produire du fer métal lique, et en même temps laisser du peroxyde de fer et du silicate de plomb non décomposé : dans la zone inférieure le soufre des sulfures de fer et de plomb doit être complètement brûlé par le peroxyde de fer et par une partie de l'oxyde de plomb, et la presque totalité du silicate de plomb est réduite par le fer .métallique et par le combustible solide.

Il faut faire attention non-seulement à la composition des matières traitées, mais encore à la grosseur et à la compacité des morceaux* qui ont une influence presque aussi grande que la compositien chimique sur la réussite de l'opération ,

DES BcnnAAia sk vuom iMBiiiFàREs, 99 '

Dans la pratique on est averti de la nécessité de modi* fier les charges par la nature et la richesse en plomb des produits obtenus. Quand on obtient seulement du plomb et des scories, et que ces dernières, bien que très^fluides, sont riches en plomb, on en conclut que les lits de fusion manquent de sulfure et d'oxyde de fer ; on doit passer dans les charges une plusgrande quantité de matte grillée ; quand, au contraire, on obtient des scories pau<* ▼res et une matte, c'est un signe que les sulfures sont en trop grand eicès dans les charges; on doit passer une proportion plus grande de matières oxydées, et surtout de celles qui peuvent conserver leur oxyde de plomb jusque dans la zone inférieure du four, c'est«à*dire des silicates plombeux ou des fonds de coupelle en gros morceaux.

La fluidité des scories est toujours asses facile à obtenir, en augmentant la proportion des scories anciennes passées avec les résidus.

Pertes par volatilisation. ^ Je dois m'arrétef quelques instants sur la perte considérable en plomb par volatilisation qui a lieu dans le traitement des résidus. On recueille à Tétat de fumées, dans les chambres de condensation, une partie du métal volatilisé; mais la perte réelle n'en est pas moins très-forte, parce que ces fumées doivent repasser dans le traitement. Il est donc très-im'^ portant de mettre en évidence les causes de perte par volatilisation, et Tiosuffisance des moyens dont on dis* pose pour en diminuer la proportion.

La plus grande perte provient du plomb réduit dans le haut du four, p^rce qu'il reste le plus longtemps e^* posé au courant des gaz pendant sa chute en goutteUttas dans le creuset ; la perte est moindre pour le ipétal ré*duit plus près de la tuyère, mais elle est encore trèsgrande par suite de la température trèfrélevée néoessaire

iOO VÉflBODBS DE THAITBMENT

pour donner aux scories la fluidité convenable; On peut diminuer la volatilisation, mais seulement jusqu'à une certaine limite, en composant les charges de manière à produire des silicates facilement fusibles; on la réduirait beaucoup en évitant de passer dans la fonte des résidus les produits oxydés riches en oxyde de plomb et facilement réductibles, par exemple les litharges impures et les fumées : mais cela n'est possible que 8i on traite ces produits dans des opérations spéciales. Ordinairement tous les produits secondaires de toutes les opérations, qui contiennent encore tin peu d'argent, doivent être passés dans cette fonte ou dans la première ; or, dans la fonte des minerais, les matières oxydées poreuses et pulvérulentes présenteraient les mêmes inconvénients, à un plus haut degré, et de plus elles nuiraient en partie à la réaction du fer sur le sulfure de plomb, qu'on doit chercher à rendre aussi complète que possible. On <ast donc obligé de passer ces matières dans la fonte des résidus, et de se résigner à la volatilisation d'une fraction très-notable du plomb qu'elles contiennent.

Cette volatilité du plomb est le grave écueil de toutesles méthodes qui emploient les fours à manche, et je pourrais citer plusieurs usines dans lesquelles la volatilisation du plomb dans une seule fonte dépasse 40 pour 100 du métal contenu dans les lits de fusion.

On conçoit, d'après cela, quelle importance ont les chambres de condensation dans lesquelles se déposent, en outre, les matières les plus fines qui sont entraînées par les gaz. Les fumées recueillies sont traitées de nouveau dans la même fonte et laissent volatiliser une grande partie de leur plomb, en sorte que la perte définitive en métal est encore très-forte, même dans les usines où de grandes dépenses sont faites pour l'établissement des appareils de condensation.

DES MINERAIS DE PLOMB ARGfiNTlPÈaES. 101

Il n'y aurait qu'un seul moyen de diminuer notablement les perles, ce serait de soumettre toutes les fumées et les litharges en poussière à un traitement spécial au réverbère; elles peuvent être, sans aucun inconvénieut, soustraites des lits de fusion de la fonte des résidus, puisqu'elles n'interviennent pas dans les réactions de la partie inférieure du four.

Ce traitement spécial des litharges et des fumées, qui ne renferment pas beaucoup de sulfate de plomb, peut être fait delà manière suivante :

Les litharges et les fumées sont mélangées intimement avec 12 pour 100 de charbon de bois ou de houille menue, chargées sur la sole d'un four à réverbère, et chauffées rapidement jusqu'au rouge sombre; le plomb réduit coule hors du four, dont la sole doit présenter une forte inclinaison. Dès que l'agglomération commence, on brasse fortement les matières avec un rable ; on les retire du four quand on ne voit plus coiiler de plomb, la température n'étant pas alors élevée jusqu'au rouge cerise.

Par cette réduction rapide, faite à une température modérée, on retire presque sans pertes une grande partie du plomb et de l'argent contenus dans les fumées et dans les litharges ; on obtient des crasses plombeuses, fortement agglomérées, qui peuvent être passées trèsutilement dans la fonte des résidus.

Dans la fonte au four à manche les matières traitées contiennent toutes notablement moins d'argent que les minerais eux-mêmes, cependant la perte en argent est relativement plus forte que dans la première fonte. L'argent est à l'état métallique ou d'oxyde dans les fumées, les fonds de coupelle, lesmattes grillées, etc. L'oxyde est réduit très-rapidement, et le métal est exposé, sur toute la hauteur du four, au courant des gaz, qui facilite sa

lOï HATBODES m TRAirEMS»!

volatilisation; il est de plus partiellement entrataé par les vapeurs du plomb.

La volatilisation est du reste la seule cause de perte en argent dans l'opération que je considère maintenant, tant qu*il ne se produit pas de matte. Les scories n'en retiennent qu'une quantité très-faible, généralement né* gligeable, combinée avec le plomb dans les grenailles ; on a soin de casser au marteau et d'examiner avec soin toutes les scories ; celles qui renferment des grenailles sont repassées dans la fonte» avec celles qui tiennent une proportion un peu forte d'oxyde de plomb par suite des dérangements dans l'allure du four, ou d'une composition défectueuse des lits de fusion.

Considérations générales sur la méthode. — Tai déjà beaucoup insisté sur la nécessité de ne soumettre à k réduction directe de la galène par le fer métallique que des minerais riches en plomb, pauvres en argent; il me reste a présenter^quelques observations sur la méthode entière, sur l'influence des gangues diverses, terreuses ou métalliques, et sur les résultats obtenus dans les deux fontes.

La première opération doit donner à l'état de plomb d'œuvre la plus grande partie des métaux utiles que renferment les minerais ; pour les raisons que j'ai pré^ cédemment exposées, on ne peut ajouter aux lits de fusion que les fondants strictement nécessaires pour soorifier les gangues; on choisit comme fondants les scories de forge qui servent en même temps de réactif utile à la désulfuration. Les produits secondaires» les maltes, les fumées, et même une partie des scories, sont assez riches en plomb et en argent pour qu'on ne puisse pas les jeter. L'opération ne constitue pas un traitement complet , d'abord parce qu'elle donne des matières plombeuses et argentifères qu'il faut soumettre à une

DES MlJflMlB DE WUÙMB AROEIITIFÈBES. i05 |

nouvelle fonte^ et eneuite parce qu'elle ne peut recevoir les résidus plombeux, soit de Topera tion elle-même, soit de la cûupellation*

Cette première fonte correspond parfaitemênti pour son but et pour le résultat obtenu, au traitement par réactions aux fours à réverbère des minerais riches, dont Ja gangue n'est pas quartzeuse.

U faut, pour tirer parti de tous les produits secoQ^ daires» une fonte spéciale, dans laquelle on associe les' composés sulfurés imparfaitement grillés, les matières oxydées» les silicates, etc«, de manière à produire seulement des ^cories pauvres et du plomb d'œuvre. La fonte des résidus est le complément obligatoire du traitement, mais ne remplit pas complètement son but : elle dontie, elle aussi, un produit secondaire, riche en plomb et plus ou moins aigentifère, les fumées^ qu'il faut traiter encore; elle ne peut servir économiquement pour la réduction des litharges impures de la coupellation ; il faudrait la compléter par deux traitements spéciaux, TuD pour les fumées, l'autre pour les litharges.

Dans les deux fontes, Tagent principal de la réduction est le fer métallique : dans la première, il est employé à Tétat de fonte, de minerais de fer, ou de scories de forge; dans la seconde, il provient de la réduction partielle du peroxyde contenu dans les maltes grillées. La * foute et les minerais de fer ttès^purs coûtent fort cher, en sorte que la méthode considérée n'est pas économique; o'est une des raisons pour lesquelles elle n'est applicable qu'aux minerais riches en plomb.

Influitice dii gangues» «— Les gangues les plus favorables pour le traitement sont celles qui peuvent former des scories fusibles, soit seules, soit avec les scories de forge eûiplôyéês comme réactit* désulfurant : ce sont le quartz et l'argile, soil seuls, soit accompagnés de calcaire

104 MÉTHODES DE TRAITEMEirr

OU dô dolomie. Les minerais traités» devant être riches en plomb, ont passé à la préparation mécanique, et ces gangues peuvent être assez facilement enlevées par les criblages des grenailles, par le travail au caisson et même par les lavages sur les tables ; on peut facilement ne laisser, dans les produits livrés à Fusine, qu'une quantité de matières terreuses assez faibles pour ne pas empêcher la désulfuration par le fer.

Le sulfate de baryte est plus difficile à séparer par la préparation mécanique, mais il n'est pas très-nuisible ; dans la première fonte il se transforme en partie en sulfuré de barium qui se retrouve dans la ma^e ; le reste de la baryte passe dans les scories. Le grillage de la matte reproduit en grande partie le sulfate de baryte ; dans la fonte des résidus, le sulfate est de nouveau partiellement transformé en sulfure, qui se comporte à peu près comme le sulfure de fer : il oblige par conséquent à passer dans les lits de fusion de la fonte des résidus une plus grande quantité de silicate àe plomb, ou de matières plombeuses oxydées en morceaux compactes. La baryte se partage en définitive entre les scories des deux fontes, et contribue à leur fluidité.

Le spath-fluor est plutôt utile que nuisible, parce qu'il facilite la fusion des gangues quartzeuses et argileuses^.

Les gangues métalliques ont en général une influence très-fàcheuse sur la désulfuration de la galène par le fer : elles ne sont pas séparées à la préparation mécanique aussi facilement que les gangues terreuses, et ce n'est qu'en perdant beaucoup de plomb qu'on peut arriver à des produits d'une richesse suffisante. Cette première remarque permet de conclure qu'on ne doit pas chercher

^ n ne faut pas oublier que les minerais contiennent du quartz ou de l'argile, car, dans le cas contraire^ il y aurait avantage à les traiter au réverbère par la méthode des réactions.

DES milERAIS DE HXMfB ARGEimFÈRBS. 106

à appliquer la méthode considérée à des minerais pyriteux ou blendeux, contenant une proportion un peu notable d argent. Même pour des minerais pauvres en argenty le traitement par le fer est inapplicable avec économie. Supposons en effet qu'on veuille traiter de la galène contenant, après la préparation mécanique, de 8 à 10 pour 100 de pyrite de fer. Dans la première fonte, la pyrite laisse distiller une partie de son soufre, dès qu'elle est portée à une température suf&sanunent élevée, c'est-à-dire dans la partie inférieure du four; le soufre volatilisé est absorbé presque entièrement par le fer de la fonte dans la partie supérieure, et par conséquent le réactif principal n'est pas entièrement utilisé pour la désulfuration de la galène ; il faut augmenter de 2 à 3 pour 100 sa proportion dans les lits de fusion, et les frais de l'opération sont par là beaucoup aug«r mentes. La matte est obtenue en quantité plus grande, elle est plus chargée de sulfure de fer ; dans la fonte des résidus on doit passer une plus grande quantité de silicate de plomb.

L'inconvénient résultant de la présence de la pyrite de fer est donc seulement une augmentation notable dans la quantité de fonte consommée pour la désulfuration ; mais cet inconvénient est très-grave, puisque la fonte est le réactif dispendieux ; au lieu d'en employer de 12 à 15 pour 100, il faut en charger de 15 à 18 pour 100 ; la difiérence est assez grande au point de vue économique pour faire condamner la méthode.

La blende agit d'une manière bien différente : comme elle est en général bien plus divisée que la pyrite, elle est décomposée partiellement dans le haut du four par l'action de la vapeur d'eau : l'oxyde de zinc qui en résulte est en grande partie réduit un peu plus bas par les gaz, et le zinc métallique se volatilise» en rendant

106 «inoDfli i>f tiuitniftftt

pluB grande la perte par volatilisation du plomb et sur« tout de Fargent. Le sulfure de zinc qui échappe à Tac* tion de la vapeur d'eau est partiellement décomposé par le fer; une partie de la fonte, en morceaux ou en grenaiilôSy est inutilement employée à cette réaction ; en outre^ le sulfure de nue non décomposé entre dans la matte et la rend beaucoup moins fluide. Les scories retiennent un peu de l'oxyde de 2iuc, produit par Taotion de la vapeur d*eau, et soustrait par la fusion des scories de forge à la réductiob par les ga2, et ne peuvent acquérir la fluidité convenable qu'à une température plus élevée.

Les effets de la présence de la blende dont donc d'o* btiger de chauffer plus fort» ce qui augmente la perte en plomb et en argent par volatilisation ; de produire une sublimation de sine métallique, qui entraîne tou^ jours une certaine quantité du plomb et de i argent; de rendre plus forte la consommation de fonte ; et enfin de produire des fumées, des scories et de la matte, conte'» nant de Toxyde ou du sulfure de zinc.

Dans le traitement des résidus, le zinc contenu dàn^^ les produits secondaires de la première opération est ramené presque en totalité à Tétat métallique, se volatiliseï et fait perdre une plus forte proportion de plomb et d'argent.

Dans le traitement des galènes blendeuses il se forme très^fréquemment, au gueulard môme, ou à une petite pi'ofondeur, des dépôts ou cadmies que les ouvriers doi* vent détacher à coups de ringards. Le travail des hommes est plus pénible; les frais de main-d'œuvre sont nécessairement plus élevés.

Tout en signalant ces inconvénients, qui rendent la méthode en question très-peu économique pour des mine'rais contenant beaucoup de blende, je dois dire que ce

DES MlflERJUB Dfi PLOMB ARQBlrnFèRES. i07

minéral est très-nuisible dans louteB lefi méthodes em<ployées jusqu'à préserrt; que dans toute» il rend les opérations plus difficiles et qu'il augmente les pertes en plomb et en argent.

Le sulfure d'antimoine est plus rarement que la biende mélangé avec la galène; quand il existe en proportion un peu forte dans les minerais , il rend peu économique ou même impossible leur traitement direct par le fer. Dans la première foiUe, le sulfure d'antimoine se comporte à peu près comme la galène ; la seule dififércnce est que le sulfure el le métal sont bien plus volatils que le plomb et la galène, et qu'ils entraînent par leur volatilisation une quantité plus grande des deux métaui miles*

Le sulfure d'antimoine est réduit par le fer, et produit de l'antimoine métallique et de Tantimoniure de fer : la consommation de fonte est bien plus grande que s'il n'y avait i désulfurer que la galène; en raison de cette plus grande consommation, la méthode ne peut être appliquée avec économie aux galènes trop chargées de sulfure d'antimoine.

Ce n'est pas là, du reste, le seul inconvénient de la (présence de ce minéraL II augmente, comme je viens de le dire, la perte par volatilisation dans la première opération; tous les produits secondaires renferment de Tantimoine» sous divers états de combinaison : les fumées contiennent des antimoniates ; les scories retiennent des grenailles de plomb et de mattd renfermant de l'antimoine ; la matte contient de l'antimoine combiné avec le soufre, le fer et le plomb* Le produit principal de l'opération, le plomb d'œuvre, étant lui-même antimoniat, tous les résidus de la coupellation sont chargés d'antimoniate de plomb.

Le grillage des mattes expulse une paciie de T^nti-

108 MÉTHODES DE TRAnBMEHT

moine, qui entraine, en se volatilisant, une certaine quantité d'argent.

La fonte des résidus, qui tous contiennent des antimoniates, fait perdre encore beaucoup de plomb et d'argent, par suite de la volatilisation d'une grande partie de l'antimoine, et le plomb d'œuvre obtenu est encore antimonial ; l'opération peut du reste être conduite à peu près comme dans le traitement des minerais purs.

La présence du sulfure d'antimoine augmente donc la consommation de fonte, et diminue le rendement des minerais en plomb et en argent. J'indiquerai bientât que, dans la coupellation, l'antimoine salit les litharges presque jusqu'à la fin de l'opération ; elles ne peuvent pas toujours être vendues, même à des prix inférieurs; leur réviviQcation donne du plomb très-aigre, dont la valeur commerciale est beaucoup plus faible que celle du ptomb pur.

La pyrite arsenicale est plus nuisible encore que la pyrite ordinaire, à cause de l'arsenic qui présente à peu près les mêmes inconvénients que l'antimoine; les pertes par volatilisation sont plus considérables ; la consommation de fonte est plus forte ; le plomb d'œuvre est arsenical; les litharges produites à la coupellation sont plus ou moins sales.

Il y a quelques différences entre les actions chimiques de Tarsenic et celles de l'antimoine, mais elles ne sont pas assez importantes pour que je répète les détails que j'ai donnés plus haut. L'arsenic est plus volatil et passe dans le plomb d'œuvre en quantité relativement bien moindre ; il est plus rapidement oxydé dans la coupellation.

Le cuivre gris et le cuivre pyriteux ne sont ordinairement qu'en très-petite proportion dans les galènes, et dans ce cas ils n empêchent pas d'appliquer la méthode

DES mJNElUIS DE PLOMB ARGENTIFÈRES. 109

de désulfiiration par le fer : le cuivre passe avec le plomb dans tous les produits, principaux et secondaires; comme il n'est pas notablement volatil, il se concentre en totalité dans le plomb d'œuvre. Dans la coupellation, le cuivre s'oiyde aussi lentement que le plomb, les litharges contiennent toutes de Toxyde de cuivre et sont impropres à un certain nombre d usages industriels. Cet inconvénient est le même dans toutes les méthodes métallurgiques appliquées jusqu'à présent au traitement des minerais de plomb qui contiennent des mouches de cuivre gris ou de cuivre pyriteux.

Quand la galène renferme une quantité assez notable de cuivre pyriteux pour qu'on ait intérêt à retirer le cuivre en même temps que le plomb et Targent, le traitement métallurgique des minerais employés présente des difficultés qui n'ont pas encore été surmontées complètement. Ce n'est pas ici le moment d'et poser ces diOGicultés; je les signalerai en décrivant la métallurgie du Hartz.

Le fer carbonate existe dans un certain nombre de filons comme gangue de la galène ; il peut en être séparé en grande partie par cassage au marteau et par triage à la main, mais non pas par les lavages sur les tables; la proportion de fer carbonate qui reste dans les produits préparés peut être assez grande sans que la méthode de désulfuration par le fer cesse d'être applicable.

En effet, dans la première opération, le fer carbonate remplace avec beaucoup d'économie une partie, sinon même la totalité de la fonte ordinairement employée pour la désulfuration ; l'oxyde de fer qui n'est pas utilisé tomme réactif désulfurant passe dans les scories et contribue k leur donner beaucoup de fluidité. Les résidus soumis à la seconde fonte ont la même composition que dans le traitement des minerais à gangues terreuses.

C'est la seule de toutes les gangues terreuses ou mé-

110 HÉTHODCa DU TRArTEMEWr

talliques qui soit réellement utile dang le traitement direct au four à manche, et qui permette d'abaiaier beau* coup les frais de traitement» ordinairement très-élevés, de la méthode considérée, méibôde ^ seconde méthode de traitement des galènes au four **%u"four*°^ à manche donne le plomb d'œuvre en deux opérations ; à manche. q]Iq n'cxigc pas uue foute spéciale pour les produits secondaires provenant, soit de la première partie du trai* tement, soit de la coupellsition.

Les deux opérations sont :

l^Le grillage des mineraiê dans un réverbère, ter* miné à une température assex élevée pour agglomérer fortement» ou mâme pour fondre complètement toutes les matières chargées. L'opération donne un seul produit principal, les minerais grillés; on obtient comme produit secondaire des fumées riches en plomb, recueillies dans des appareils de condensation.

2^ La fonte au four à manebe des minerais grillés, aux* quels on ajoute des fondants pour les gangues terreuses, et tous tes résidus plombeux obtenus dans les divei^es opérations ; quelquefois on passe dans les lits de fusion de la ferraille, de la vieille fonte« ou des minerais de fer; ces réactifs sont destinés à réduire le sulfure de plomb qui a pu échapper à Toxy dation pendant le grillage, et Iqs silicates de plomb contenus daus les oharges ou formés dans le Four. On obtient deux produits fondus, le plomb d'oBuvre et les scories. Les scories doivent être pauvres en plomb, et sont jetées en grande partie; on repasae dans les lits de fusion seulement celles qui renferment des grenailles,* ou qui contiennent de Toxyde de plomb, par suite d'un dérangement dans l'allure du four. On oberche à éviter la formation d'une matte, mais on n'y panaient pas toujours; elle dpit être considérée comme un produit secondaire, qui doit être traité comme les mineraia et en

DES MlHOUIS M non AMimPÈRES. 411

même terop» qu'eux* La volttilitAtlon du plomb eêi géoéralemeut Irès^grande, les appareili de condensatioQ ont uo ?a«te développement dans toutes les usiuea bien dirigées ; les fumées sont un produit très-important, et non plus un produit secondaire, comme dans legriliage^ on les paeae ordinairement au four à manche avec les minerais grillés;

La méthode que je considère maintenant est employée çur le continent pour le traitement des galènes argentifères, preisque toujours mélangées avec une très-fort^ proportion de gangues terreuses et métalliques. La plus grande partie des minerais amenés aux usines a subi la préparation mécanique; mais il faut généralement traiter des produits pauvres en plomb» parée que la séparation à peu près complète des gangues » dans le lavage des matières fines, ferait perdra trop d'argent.

h supposerai d'abord que les gangues sont terreuses, c*est-à*dire iM)mpûsées de quartz, d'argile, de spath-fluor, de sul&te de baryte; je reviendrai plus tard sur Tinfluence des sulfures muétalliquee» blende, pyrites, etc., qui accompagnent ordinairement la galène.

péralioa est faite dans un réverbère, chauffé au bois ou à la houille, à une ou à deux soles ; à cet égard, les diverses usines présentent de grandes diffiéraices» mais je u ai pas à n^'en occuper maintenant, pare^ que les dispositions particulières , adoptées dans les localités différentes, sont commandées seulement par des eonsidérations écou^^iquas; le résultat qu'on eherche k obtenir est à peu près te cnéme partout, et 1^ réactions ehimiques sont presque idstti^ues.

Rêver bèrfi à une soU, -^ Je considère d'abord le grillage faitdans un réverbère k uoeaeuila sole, ebauffé à la houiUet

112 MÉTHODES DE TRAITEICENT

le foyer est peu profond, en sorte que les flammes ne sont jamais réductives ; l*air nécessaire à roxydation est amené sur la sole par deux orifices latéraux qui débouchent aux angles du pont, et qu'on peut fermer entièrement, ou en partie, avec des briques taillées en forme de pyramide. Les gaz sortant du four se rendent dans les appareils de condensation, qui servent à la fois pour tous les fours, de grillage, de réduction et de coupellation.

L'opération est divisée en deux périodes ; dans la première on cherche à oxyder le soufre et le plomb ; la température est maintenue assez basse pour qu'il ne se produise aucune agglomération; dans la seconde on agglomère fortement, ou même on fond presque complètement les minerais oxydés; les divers degrés d'oxydation et d'agglomération sont commandés par plusieurs considérations importantes, sur lesquelles j'insisterai en parlant des réactions chimiques de l'opération. Première. période. — Les minerais sont chargés * par les portes latérales ou par une trémie; ils sont pulvérisés et réduits en sable plus ou moins fin. On les étend sur la sole ; au bout de quelques heures, on ouvre les orifices latéraux aux angles du pont, et on chauffé très-doucement pendant tout le temps que l'expérience indique être nécessaire au degré d'oxydation qu'on veut obtenir. Par le travail ordinaire au rable et à la spadelle on renouvelle de temps en temps les surfaces, et on change la place occupée parles diverses parties de la charge, afin derégulariser autant que possible l'oxydation et l'élévation de la température. La galène se grille plus lentement que le cuivre pyriteux ; dans un four de très-grandes dimension*, et pour une charge de 800 kilogrammes de minorai rendant à l'essai de 30 à 35 pour 100 de plomb, il ne faut

1 A la suite de Topération précédente on laisse refroidir le four jusqu'au rouge aombre avant de procéder au chargement.

DES HmSIlAIS DE PUWB ARQBimFÈRES. 113

pas moins de dix heures pour oxyder environ les 5/6 du sulfure de plomb.

Seconde période. — Quand l'oxydation est suffisamment ayancée on ferme les orifices latéraux, on charge la grille» et on porte rapidement le four à la température du rouge cerise. La chaleur est plus forte auprès du pont, et c'est toujours de ce côté que les matières commencent à fondre, on travaille sur cette partie de la sole, avec un ringard, les matières qui entrent en fusion, de manière à régulariser Taggloméràtion sur toute Tépaisseur de la charge : on fait sortir du four, à l'aide d'un rftble, les minerais qui sont suffisamment agglomérés. On avance le reste des minerais près du pont, et on opère sur eux de la même manière, en tirant progressivement hors du four les parties qui sont arrivées au point convenable de fusion ou d'agglomération.

Quand toute la charge a été retirée du four, on ouvre toutes les portes afin d'abaisser la température jusqu'au rouge sombre ; une nouvelle charge est alors introduite et traitée de la même manière.

Les minerais grillés et agglomérés sont cassés au marteau après refroidissement complet, et sont transportés à l'atelier des fours à manche.

Considérations générales. — Réactions chimiques. — Le but de la première opération est complexe, et la manière dont elle est conduite dépend nécessairement beaucoup de la marche adoptée pour la fonte au four à manche ; il faut toujours oxyder presque complètement la galène, et ensuite agglomérer les minerais grillés de manière à . éviter l'entraînement des matières fines par le vent lancé dans le four à tuyère ; mais il est en outre nécessaire que la composition chimique des minerais grillés, le degré de compacité des morceaux permettent de les passer utilement avec tous les résidus plombeux de Tusine, avec

TOVB II. 8

tl4 MÉnoDEs DB TRAimurr

les fondants et les réactifs qui peuvent être obtenus à des prix modérés.

Je ne peux pas considérer ici toutes les variations de Tétat physique et chimique des minerais grillés qui sont commandées par la fonte au four à manche, je ne peux m'occuper que du cas général ; la première opération doit donner un produit qui ne renferme que peu de sulfure de plomb, peu de sulfates, et qui soit en même temps fortement a^loméré.

Pendant la première période, oxydation à basse taoïpérature, une faible partie du soufre est expulsée à l'état d'acide sulfureux, il se forme des sulfates de plomb et de chaux; le quartz, l'argile, le spath-fluor, le sulfate de baryte, et même une partie du carbonate de chaux restent inaltérés ; ces gangues sont mélangées intimement avec les produits de l'oxydation, oxyde de plomb, sulfates de plomb et de chaux, et avec le sulfure de plomb que n'atteint pas Toxygène contenu dans les gaz et dans les flammes. Dans cette période, la perte par volatilisation est à peu près nulle, il y a seulement entraînement par* tiel des matières fines par le courant gazeux ; elles sont recueillies en totalité dans les appareils de condensation, après avoir été plus ou moins complètement modifiées par l'oxygène, l'acide sulfureux et l'acide carbonique, contenus dans les gaz qui sortent du four.

Dans la seconde période, Tagglomération commence auprès du pont, presque immédiatement après la fermeture des orifices latéraux ; comme les ouvriers ne travaillent que les matières déjà partiellement agglomérées, l'entraînement des parties fines a moins d'importance que dans la première partie de l'opération; il n'y a pasnon plus de volatilisation un peu notable. Pendant la fusion, Targile et le quartz décomposent peu à peu les sulfates, et peuvent former des scories bien fondues, silicates dont

DES MOniUIB m PLOMB AHflOrflFiRES. 115

les bases sont : Toxydede plomb, la baryte, l'alanaîiie et la chaux provenaut de la décomposition du sulfate de baryte et des calcaires, et dans lesquels sont en snspension ou en combinaison : le spath-fluor, le sulfure de plomb, et une petite quantité de sulfates non décomposés.

La SGorification, la décomposition des sulfates, la fusion des matières retirées du four, peuvent être réglées à volonté, en prolongeant la durée de la seconde période, en élevant la température, en mélangeant avec les minerais, et avant le chargement, du sable quartzeux, dans le cas où les gangues siliceuses ne sont pas en propor* tion suffisante.

On peut faire varier également, dans les limites les plus étendues et suivant les besoins de la fonte au four ^ manche, la quantité de sulfure de plomb qui reste mélangée avec les matières oxydées,

au point de vue théorique, l'opération peut toujours être conduite de manière à donner, presque sans pertes, les minerais grillés avec la composition chimique et la compacité qui conviennent le mieux pour la fonte suivante ; mais dans la pratique on n'est pas aussi complé* tement maître du résultat du grillage.

Dans un grand nombre d'usines, le combustible coûte très-cher ,,et on doit quelquefois l'économiser au}^ dépens de la perfection du grillage.

Produite. — On obtient un seul produit principal, lé minerai grillé ; les fumées et les matières fines recueillies dans les appareils de condensation sont en quantité relativement faible^ et doivent être considérées comme un produit tout à fait secondaire. Les minerais grillés contiennent : de l'oxyde, du sulfate et du sulfure de plomb ; des silicates d'alumine, de chaux, de baryte, d'oxyde de plomb ; du spath^fiuor ; quelquefois même

116 HÉmODES DB TRAITElIEinr

des sulfates de chaux et de baryte» assez intimement mélangés, et en proportions variables avec la nature des minerais et les soins apportés au grillage.

Remarque* — Il est utile d'observer que la constance dans la composition, le degré de compacité et la richesse des minerais grillés, est une des conditions les plus importantes de la bonne allure des fours à manche : le grillage ne peut donner des produits constants que si on livre aux ouvriers des minerais peu variables; il est donc indispensable d'avoir en magasin un approvisionnement de tous les minerais et de tous les produits de la préparation mécanique qui doivent être traités, et de les associer d'avance dans les proportions dans lesquelles ils sont livrés à l'usine ; les grilleurs recevant im mélange à peu près constant, il est possible de leur indiquer les précautions à prendre pour l'opération, sa durée, le degré d'agglomération des produits, et de faire constater par une surveillance active que toutes les recommandations du chef de l'usine ont été suivies.

Les minerais riches, les grenailles provenant des criblages, doivent être réduits en sable fin sous les pilons d'un bocard ; les sables du caisson, les fines grenailles, les schlichs et même les schlamms des bassins de dépAt n'ont besoin d'autre préparation qu'une dessiccation à l'air.

Réverbères à deux soles. — Dans les localités où les combustibles sonttrès-chers, on a cherché à diminuer leur consommation en construisant des fours à rêver* hère à deux soles. Je dois présenter maintenant quelques considérations générales sur ce système de fours.

Les deux soles peuvent être au même niveau ou à des niveaux différents, suivant la configuration du terrain sur lequel l'usine est construite ; le travail et les résultats obtenus sont à peu près les mêmes dans les deux

DES MOCEIUIS DE PLOMB ARGEmiFÈRES. 117

cas; je n'ai, par conséquent, besoin de considérer qu'un seul des deux. Je suppose les deux soles à des niveaux différents et séparées par une large cheminée verticale.

La sole supérieure est très-longue et communique avec les appareils de condensation qui servent pour tous les fours de Tusine : elle est chauffée par les flammes qui s'élèvent du four inférieur par la cheminée verticale. L'air nécessaire à l'oxydation est introduit par deux orifices qui débouchent aux angles de la cheminée.

La sole inférieure a des dimensions beaucoup plus petites et une seule porte de travail sur Tun des côtés : le foyer est assez profond pour que la principale action calorifique du combustible soit bien utilisée dans le. four inférieur, c'est-à-dire pour que les flammes remplissent aisément tout le four, sans contenir un trop grand excès d'oxygène libre.

Opération. — Les minerais pulvérulents, ou réduits en sable fin, sont chargés à l'extrémité de la sole supérieure, et progressivement avancés jusqu'il la cheminée qui fait communiquer les deux fours ; ils sont soumis à une température qui s'élève lentement jusqu'au rouge sombre ; on règle le degré d'avancement de l'oxydation en faisant varier le temps pendant lequel les minerais restent sur cette sole, et en forçant les ouvriers, par une surveillance continuelle, à renouveler constamment les surfaces, de manière à exposer successivement toutes les parties des charges à l'action oxydaute. On n'a pas à craindre d'agglomération, parce que le four supérieur est à peine au rouge sombre dans la partie la plus voisine de la cheminée.

Dès que l'oxydation est parvenue au point convenable, on fait tomber les minerais par la cheminée, sur une aire disposée à l'extrémité de la sole inférieure.

118 NfilBÛDES m TBAmMERT'

Les ouvriers chargés de ragglomération les amènent successivement auprès du pont, les font chauffer jus* qu'à ragglomération ou jusqu'à la fusion complète, suivant les besoins de la fonte au four à manche, et font sortir du four par la porte latérale les minerais grillés conveiwblement préparés.

Sur les deux soles le travail est continu, la tempéra* ture est maintenue presque stationnaire ; on ne dispose, pour faire varier la composition chimique et le degré de compacité du produit définitif, que du temps et de Taotivité du travail des ouvriers. On ne peut pas toujours prolonger à volonté la période d'oxydation ou celle d'agglomération, parce que les deux fours sont solidaires; il faut que l'oxydation suive exactement la rapidité du travail sur la sole inférieure. On ne peut réunir l'écono* mie dans les dépenses avec la perfection du grillage que dans le cas où les dimensions des deux soles sont dans un rapport déterminé. Gomme ce rapport dépend beaucoup de la composition des minerais mis en élaboration, • il en résulte qu'un four à deux soles, parfaitement construit, donnant les meilleurs résultats pour un minerai déterminé, ne pourra pas servir avec le même avantage pour des minerais différents. C'est là un grave inconvénient pour les usines qui reçoivent des minerais de composition variable : il faudrait avoir autant de fours à deux soles qu on a de minerais différents, et s'astreindre pour chacun d'eux à déterminer, par des tâtonnements successifs, les dimensions des deux soles qui donnent les meilleurs résultats.

On peut traiter dans un pareil four et en vingt-quatre heures un poids considérable de minerais ; le nombre des fours est nécessairement très-limité dans la plupart des usines, et on doit faire servii* ceux qui sont construits pour le grillage de tous les minerais; on sacrifie une

BEB MOnOIAn DB PLOMB ABUlinFÈRES. 119

partie de l'économie du combustible ou de la perfection du grillage à la nécessité de ne pas développer outre mesure le matériel de rusine. Les fours étant construits en vue du traitement d'un minerai déterminé, on ne peut pas les modifier pour suivre les variations, souvent fréquentes, dans la nature et la proportion des gangues ; on doit tirer le meilleur parti possible du matériel existant, en modifiant la poids des charges et le travail des ouvriers de manière à retirer du four des minerais grillés à peu près convenablement préparés.

Dans les fours à deux soles, il est possible d'atteindre le même «degré d'oxydation et d'agglomération que dans les fours à une âole : il y a toujours économie notable de combustible ( mais cette économie n'atteint eon maximum que si les dimensions du four sont bien en rapport avec la nature des minerais mis en traitements L'organisation du travail des ouvriers est toujours plut difficile, et la surveillance doit être plus active, d'abord parce qu'on passe dans un temps donné un poids plus grand de minerais, et principalement parce que ce ne sont pas les mêmes ouvriers qui sont cbargés des deux parties de l'opération.

thillage en tas. -^ Dana un petit nombre d'usines, on a cherché à réaliser une économie ^ sur les frais de gril* lage, en Teffeotuant en grands tas, ou dans des cases ; mais ce procédé n'est nullement à recommander et n'est pas d'ailleurs applicable à tous les minerais.

L'opération est conduite à peu près comme pour les cuivres pyriteux, ou comme pour les mettes, je n'ai donc pas besoin d'insister sur ce sujet; je dois seulement énoncer les inconvénients graves que présente ce procédé, qui n'a sur le grillage dans les i^verbères d'autre avantage que Téconomie de main*d'œuvre et de oombuatible.

ISO MÉlfiODES DE nUHElIBElT

La construction des tas exige que la plus grande partie des minerais soit en morceaux ; on ne peut mélanger avec eux qu'une petite quantité de grenailles et de schiichs ; la couverte ne permet d'utiliser qu'une proportion faible des produits fins de la préparation mécanique. Le procédé n'est donc applicable que là où les filons présentent la galène assez condensée ; il faut qu'il suffise du cassage au marteau et du triage à la main pour séparer la majeure partie des gangues, et qu'on n'ait besoin de soumettre à la préparation mécanique qu'une faible portion des minerais abattus.

La galène dégage peu de chaleur ep s'oxydant, la combustion ne s'étend pas d'elle-même jusqu'à la face supérieure, après allumage par une couche inférieure de combustibles ; il faut échauffer les minerais en divisant ie tas par plusieurs lits successifs de bois et de charbon; la volatilisation du plomb est très-notable, parce que le sulfure de plomb se trouve exposé brusquement à une température très-élevée, au moment où chacun des lits de combustible brûle activement : les minerais immédiatement superposés décrépitent, le sulfure se décompose en partie, et perd par sublimation du plomb et du soufre ; l'argent accompagne le plomb dans sa volatilisation .

L'oxydation de chacune des couches de minerais, séparées par les lits de bois et de charbon , ne peut avoir lieu qu'après la disparition du combustible placé au-dessous ; elle commence à une température élevée et se continue à une température décroissante, l'agglomération ou même la fusion précède l'oxydation ; il ne peut pas y avoir, comme dans les réverbères, décomposition des sulfates par l'action des gangues siliceuses ; l'oxydation et l'agglomération ne présentent aucune régularité.

Les produits livrés à la fonte au four à manche sont

DES HDISHAIS DE PUVMB ARGEimPÈRES. 121

héiérogènes, et contiennent encore beaucoup de sulfure de plomb et de sulfates ; les lits de fusion doivent être composés en prévision de l'irrégularité de composition chimique et de compacité des minerais grillés : il en résulte une consommation plu^grande de combustibles, une perte plus considérable de plomb et d'argent par volatilisation ; on ne peut pas éviter la formation d'une matte. Ces inconvénients compensent largement les économies qu'on peut réaliser par le grillage en tas, et doi* vent faire écarter ce procédé dans toutes les usines bien dirigées.

Seconde opération : fonte ad four a hanche. — Les fours employés dans les diverses usines pour la fonte des minerais grillés présentent de grandes variétés pour les dimensions, la pression du vent, etc. — Pomr décrire l'opération en général, je n'ai besoin de faire aucune hypothèse spéciale pour la disposition du four. Je supposerai un four ordinaire, à section rectangulaire, élevé d environ 3 mètres, muni d'un creuset et d'un avantcreuset ; le vent est lancé par une seule tuyère, et con*^ duit par un nez sur le combustible, coke ou charbon de bois, chargé contre la poitrine.

Les gaz et les fumées qui sortent du four sont conduits dans des appareils de condensation, dont le développement dépend principalement de l'importance de la production de l'usine. Ces appareils doivent cependant être établis dans tous les cas avec beaucoup de soins, parce que la volatilisation du plomb et de l'argent est toujours considérable. En décrivant les usines, je donnerai la disposition adoptée dans quelques localités; quant à présent, je me bornerai à signaler l'insuilSsance des chambres à plusieurs compartiments , construites auHlessus des fours, disposition généralement usitée en

1S3 MnoDEs DB fBâiinomr

Allemagne : il faut, pour condenser une partie notable des deux métaux , faire circuler les gaz dans des séries de canaux et de très-grandes chambres, et ne les conduire à la cheminée qu'après un très -long parcours.

lÀtê de /biùm. — On passe dans la fonte au four à manche : les minerais grillés, les fondants nécessaires pour les gangues terreuses» et tous les résidus plombeux du traitement; on ajoute des matières ferrugineuses ou même de la fonte en morceaux ou en grenailles, pour faciliter la fusion des scories et la réduction complète du plomb à l'état métallique : ces deux réactifs ne sont pas tout à fait indispensables quand les minerais traités contiennent des pyrites qui produisent de Toxyde de fer par le grillage ; mais on doit employer l'un ou Tautre dans le cas des galènes exemptes de gangues métalliques, ce que je suppose maintenant.

L'emploi de la fonte n'est jamais économique, sou- Tent même il devient impossible de se procurer cette matière à des prix raisonnables; je supposerai d'abord qu'on se sert du minerai de fer comme agent de réduction, et en même temps comme fondant.

Dans cette hypothèse, les lits de fusion contiennent:

Les minerais grillés, fortement agglomérés ou même fendus complètement ;

Les fondants pour les gangues terreuses, dont on cherche toujours à réduire autant que possible la proportion, par une association convenable des minerais;

Du minerai de fer, ren()u poreux par un grillage préalable;

Les fonds de coupelle, les abstrichs; les abzugs, les litharges très-impures, les débris de fours, contenant plus ou moins de plomb ;

DES lunnAis X PLon âMsmvtRES. 133

Les fuDoées retirées des appareils de eoodensatioD ' ; les crasses diverses ;

Les scories de l'opération elle-même, proyenant au moins en partie de la campagne précédente, contenant des grenailles de plomb ou de matte, ou même de loxyde de plomb combiné avec la silice ;

I)es scories anciennes riches en plomb, quand il en existe à proximité, ou quand on peut les faire arriver à l'usine à des prix assez bas pour qu'il y ait intérêt à les traiter ; il est cependant nécessaire de ne pas ajouter ces scories en trop grande quantité, parce quelles sont toujours moins riches que les minerais, et que par consé* quent elles appauvrissent les lits de fusion.

Opération. — Je n'ai besoin de dire que peu de mots sur la conduite de la fonte, sur laquelle je reviendrai plus en détails, en décrivant la méthode de Yialas. La mise en feu est conduite plus ou moins rapidement» suivant la hauteur des fours et suivant la composition des minerais ; les lits de fusion sont chargés seulement quand on a réussi à donner au nez les dimensions convenables; on augmente peu à peu les charges jusqu'à ce que le four soit arrivé à son allure normale ; le maître fondeur fait ensuite varier les intervalles entre les chargements, la proportion des fondants, du minerai de fer ou des scories, ou même celle du combustible; suivant la fluidité des scories et la nature des produits obtenus. Les parois du four sont très^-rapidement rongées et les campagnes sont ordinairement très-courtes ( on met hors feu quand, la consommation normsde du combustible étant déjà beaucoup augmentée, les scories ne coulent plus avec leur fluidité ordinaire.

1 J'ai déjà dit précédemment que les fumées devraient être soumises à un trailement spécial ; j'admets ici qu'on les passe dans la fonte des minerais^ ponr me eonConiMr à ta pratique ordinaire de plusieurs usines.

124 MfeiHODfis DE huitemeut

Pendant toute la durée de la campagne les lits de fusion sont chargés contre la warme, le combustible est jeté contre la poitrine; dans l'interralle des coulées, les scories sortent par-dessus la brasque de l'avaniK^reuset et tombent sur le sol de T usine; on les casse au marteau pour vérifier Tabsence des grenailles; on les essaye de temps en temps pour constater leur teneur en plomb : celles qui sont reconnues suffisamment pauvres sont jetées, les autres sont mises en dépôt pour être repassées dans la même fonte. Les coulées sont faites autant que possible régulièrement ; on reçoit dans le bassin extérieur toutes les matières fondues que contiennent le creuset et Tavant^^reuset : scories, matte et plomb d'œuvre.

On enlève successivement par rondelles les scories et la matte, le plomb est enisuite puisé à la cuiller et moulé dans des lihgotières.

Les scories qui surnagent la matte dans le bassin contiennent presque toujours des grenailles, et doivent être repassées dans les lits de fusion : la matte est pulvérisée et réunie aux minerais pour le grillage ; le plomb d'œuvre est porté à la coupellation.

La volatilisation du plomb et de l'argent dans Topération est très-forte, surtout quand les matières traitées ne sont -pas convenablement préparées; on recueille dans les appareils de condensation une très-grande quantité de fumées, qui reviennent dans les lits de fusion de la même fonte.

Quand l'opération est bien conduite, le poids absolu de la matte doit être très-faible ou même nul, car on doit chercher à ne pas obtenir ce produit qui fait rentrer dans la série des opérations , et expose à de nouvelles pertes une partie des deux métaux utiles.

Réactions ehitMques. — Considérations générales. — Les

DES MUEBAIS Dfi PLOMB ARGEltTBrâRES. 125

réactions chimiques qui oui lieu dans la fonte, le résultat qu'on cherche à obtenir, sont à peu près les mêmes que dans la fonte des résidus, dans la méthode de désulfuration directe par le fer métallique ; il y a cependant entre les deux opérations des différences qu'il importe de faire sentir. Je rappellerai brièyement les réactions principales et les causes de perte de plomb et d'argent, afin de faire mieux comprendre l'importance du grillage et de démontrer la nécessité d'ajouter du minerai de fer dans, les lits de fusion, quand on traite des minerais exempts de pyrite de fer.

Les matières contenues dans les lits de fusion sont les unes pulvérulentes, les autres plus ou moins agglomérées ou complètement fondues; les dernières sont chargées en morceaux de {toutes dimensions, jusqu'à la grosseur du poing.

Les fumées des chambres de condensation sont presque pulvérulentes; elles contiennent principalement du carbonate et du sulfate de plomb ; elles sont toujours argentifères, mais moins riches que les minerais. Les crasses diverses, les écumages des saumons de plomb, etc., sont en poussière ou en grains très-petits ; ces matières renferment de l'oxyde de plomb et du plomb métallique mélangés avec des débris de combustible, et des matières terreuses de toute nature.

Les débris de fours contiennent du quartz, de l'argile et du silicate de plomb ; les soles et les fonds de coupelle ^ sont composés principalement de silicates divers, contenant la totalité ou du moins la plus grande partie du plomb combiné avec la silice ; ils sont en grande partie ^

^ ie fli^poseï povr fixer les idées, qoe U coapdlation est faite par la méthode aUemande sar une sole composée d'argile et de calcaire ; dans la méthode anglaise, les débris de sole contiendraient des phosphates de chaux et de plomb, avec une très-petite quantité d'alcalis.

126 lllVB»ES BB TBàrreMOTr

en morceaux fortement agglomérés ou complètement fondus; une petite quantité est en sable ou en éclats très-menus.

Les scories sont fondues parfaitement, et presque toutes en morceaux, attendu que les menus du cassage ne sont pas ordinairement passés dans les lits de fusion : elles contiennent un peu d'oxyde de plomb combiné avec la silice, et des grenailles de plomb métallique et de matte.

Les mioerais grillés peuvent présenter la plus grande variété dans leur état physique et leur composition chimique, suivant la conduite adoptée pour le grillage et suivant la nature des gangues. Us peuvent contenir, en proportion très-variable (qu'on peut modifier à volonté), du sulfure et de Toxy de de plomb, des sulfates et des silicates de plomb, de chaux, de baryte, et enfin la partie des gangues qui n'a pas agi chimiquement dans le grillage. S'ils ont été complètement fondus, à la suite de l'oxydation, leur cassage donne très-peu de menus, ils sont en morceaux très-compactes; si le coup de feu qui termine le grillage n'a pas été suffisamment prolongé, les minerais grillés sont plus ou moins agglomérés, partiellement fondus ei compactes, partiellement poreux; leur cassage produit beaucoup de menus; ils offrent donc tous les degrés de compacité, depuis l'état pulvérulent jusqu'à celui de la fusion parfaite.

Les minerais de fer contiennent des gangues terreuses; ils ont subi le grillage en morceaux et doivent être très* poreux. Les fondants terreux sont également en morceaux, et leur grosseur est déterminée par expérience, de manière qu'ils puissent être absorbés complètement par les silieatea en fusion avant de tomber au-dessous de la tuyère.

Les actions chimiques qui produisent le résultat dé-

DES imWIIA» INI FMIU AMIMDFiaES. 487

siré, du plomb d'œuvre et des scories pauYres sont extrêmement complexes; elles soat très-différentes dans le haut et dans le bas du four , avant la fusion progressive des matières chaigées, et après leur fusion presque com* plète.

Dans la partie supérieure l'action principale est produite par les gaz réductifs qui s'élèvent vers le gueulard : dans la partie inférieure, ces gaz ne peuvent agir que très-faiblement sur des matières en grande partie fondues ; les réactions qui amènent le plomb à Tétat mé* talUque ont lieu entre les matières elles-mêmes préparées dans le haut du four par l'action des gaz réductife ; le combustible solide se mélange toujours en partie avec les charges et contribue à réduire de l'oxyde de plomb combiné avec la silice.

Je vais considérer successivement ces deux parties ou ces deux %Qne$ différentes.

Zone supérieure. — L'oxyde de plomb non combiné» contenu dans les matières pulvérulentes, ou même seulement poreuses, est réduit complètement ; le plomb qui en provient tombe en gouttelettes dans le creuset et perd une partie considérable de son poids par volatilisation ; le plomb volatilisé entraîne avec lui beaucoup d'argent. Cette volatilisation est une cause importante de perte du plomb et de Targent ; il est essentiel de la diminuer autant que possible, en évitant de charger dans le four des matières oxydées pulvérulentes ou très-poreuses. Il est donc rationnel de soumettre ces matières à un traitement spécial , au lieu de les passer dans les lits de fusion de la fonte au Ibur à manche ; il est nécessaire de terminer le grillage des minerais à une température assez élevée, assez longtemps prolongée pour que les minerais grillés soient fort^nent agglomérés et très-peu poreux.

Dans ces conditions , toutes les matières des lits de

138 HtiflODES m mAnniBirr

fusioD qui contieûnent de Toxyde de plomb libre sont fortement agglomérées, peu poreuses, et n'éprouvent de la part des gaz réductifs qu'une action très-faible, qui est à peu près limitée à la surface des morceaux : la production de plomb métallique dans la partie supérieure du four est presque nulle.

Le sulfure de plomb est contenu à Tétat de mélange dans les minerais grillés, ou à Tétat de grenailles de matte dans les scories ; il ne peut être atteint que difficilement par la vapeur d'eau, il n'éprouve aucune action de la part des gaz réductifs ; il doit donc arriver presque inaltéré dans la zone inférieure.

LfC sulfate de plomb échappe de même presque complètement à l'action réductive.

D'après ces considérations, en admettantque les fumées ne soient pas chargées avec les minerais, et que ceux-ci aient été fortement agglomérés à la suite du grillage, les actions chimiques exercées sur les matières plombeuses, dans la zone supérieure, sont très*faibles et se réduisent à la réduction d'une petite quantité d'oxyde de plomb, et à la volatilisation partielle du métal produit.

Les minerais de fer doivent au contraire éprouver une réduction très-notable, sans laquelle ils ne pourraient se comporter comme réactifs utiles daqs le bas du four : la réduction ne peut pas être complète, parce qu'il faudrait pour l'obtenir des fours beaucoup trop élevés, mais il est essentiel qu'il y ait au moins une partie du fer amené à l'état métallique. Cette réduction partielle exige des fours un peu hauts, ce qui rend encore plus absolue la condition précédemment indiquée d'empêcher autant que pos^ sible la réduction de l'oxyde de plomb dans la zone supérieure, en évitant de charger des matières oxydées pulvérulentes ou faiblement agglomérées. La réduction du peroxyde de fer, et réchauffement progressif des matières

DK8 HmEBiyg BS PLBtt AftOBIffnFÊRES. 139

chargées sont le but qu'oo doit se proposer d'atteindre dans la zone supérieure.La porosité du minerai de fer et la grosseur des morceaux ont une grande influence sur ia facilité ayec laquelle le peroxyde est réduit, et sont en relation évidente avec la hauteur du four : dans un four très-bas» il faut charger le minerai en fragments beaucoup plus petits que <kns un four très-élevé, dans lequel le temps accordé à la réduction est nécessairement b^ucoup plus long.

Zone inférieure. — Les matières préparées dans le haut du four se ramollissent et entrent progressivement en ■osion; elles exercent les unes sur les autres des actions chimiques très-qpmpliquées, très-diffîciles à régler» et dans lesquelles les gaz réductifs n'interviennent que faiblement. Elles sont soumises en même temps à raction du combustible solide, qui se mélange toujours en partie avec les lits de fusion, même quand les ouvriers ont soin de séparer les lits et le combustible dans le chargement.

Les matières chargées sont diversement fusibles» ne se ramollissent pas toutes en même temps ; cette diveraté est indispensable à la bonne allure du four, il y aurait presque à chaque instant des engorgements si la fusion commençait en même temps pour toutes les matières.

Les morceaux contenant beaucoup d'oxyde de plomb et les scories fondent les premiers, absorbent progressivement les gangues diverses, et produisent des silicates très-riches en plomb. Les sulfates sont décomposés rapidement par les silicates en fusion et leurs bases entrent en combinaison avec la silice : ils ne donnent que très-peu de sulfures par l'action réductive du combustible solide. Le sulfure de plomb qui a échappé au gril-

180 HÉiHQiiiEs vfi TRànmum

lage se mélange plus ou moins avec les siliû&tes fondus. La réduction de 1 oxyde de plomb et oelle du sulfure ne commencent qu'après la fusion des martièrea, o'est-à< dire après la combinaison de la m^eure partie des oxydes avec la silice : les réactions utiles sont produites prin*cipalement par le fer métallique et par le combustible solide ; les sulfures de barium et de calcium, provenant de la réduction partielle des sulfates de baryte et de chauxt contribuent entre certaines limites à la (mhmIuc-tion du plomb métallique.

Il importe d'examiner attentivement ces actions réductives, et d'étudier dans quelles conditions elles peuvent s'exercer avec le plus de facilité. Je vais considérer séparément les deux principales, celle du fer métallique et celle du combustible solide, en supposant que chacune d'elles doive produire presque seule la réduction.

Action du fer. — Le fer métallique décompose une partie de Toxyde et du sulfure de plomb, en produisant du protoxyde de fer qui entre dans les silicates , et du sulfure de fer. Ce dernier agit énergiquement sur l'oxyde de plomb des silicates, et prodoit (autant du moins que ces derniers contiennent de l'oxyde de plomb en excès relativement au sulfure de fer) de Facide sulfureux, du protoxyde de fer et du plomb métallique. Quand les minerais ont été bien oxydés , les lits de fusion con- ^ennent peu de sulfure de plomb, et la décomposition du sulfure par le fer ne donne pas de matte ; tout le soufre est expulsé, à la seule condition que le fer métallique soit en proportion assez grande pour décomposer complètement le sulfure de plomb oontenu dans les minerais grillés , et celui que les scories contienÂni à Fétat de matte.

Les scories ne co^itiennent pas d'oxyde do plomb» si ia

DES msnjm m pumb àmmmnFÈSiEs. I3i ^

léduetion des miiieraiB de fer, dans le haut du four, a été suffisamment énergique et a produit le fer métallique Bécessaire à la précipitation du plomb.

L'action du fer sur l'oxyde de plomb est toujours aidée par celle du combustible solide qui se mélange en partie avec les charges > à une certaine distance du gueulard. Le contact du combustible est beaucoup moins intime que celui du fer, son action réductive est beaucoup moins énergique ; de là résulte que si les charges des* cendent rapidement, si le combustible est convenablement chaîné contre la poitrine, l'action réductive principale est celle du fer, et le charbon ou le coke ne pro* duisent que peu de plomb.

Dans ces conditions, d'une fonte conduite rapidement et des lits de fusion séparés autant que possible du corn** bustible, il n'^st possible d'obtenir des scories convenablement appauvries que si dans la zone supérieure le fisr est amené à l'état métallique en quantité presque suffisante pour précipiter tout le plomb contenu dans les lits de fusion, à l'état de sulfure comme à l'état d'oxyde. Les réactions de la a>ne inférieure exigent à peu près un équivalent de fer pour un équivalent de plomb. Il faut eependant un peu moins d'un équivalent de fer, parce que le combustible solide agit toujours plus ou moins comme réductif .

Les résultats obtenus sont alors des plus favorables : la cottsonunation de coke ou de charbon est très*faibl^, parce que le combustible est bien employé et parce qu'on fond dans un temps donné un poids considérable de matières ; les scories sont pauvres et rendues très-fusibles par le protoxyde de fer qu'elles contiennent, elles re-tiennent peu de grenailles; il ne se produit pas de matte ; le plomb est amené à l'éiat métallique en grande partie dans le bas du four ; la perte jf»ar volatilisation du plomb

132 HilHODBS DB TIUiraiEIIT

et de Targent est aussi faible que le permettent les propriétés volatiles des deux métaux.

Le seul inconvénient grave que présente l'opération ainsi conduite est d'exiger l'addition dans les lits de fusion d'une proportion considérable de minerai de fer. On ne peut pas espérer que la totalité du peroxyde de fer soit réduite, même quand le four est très-élevé, et quand les morceaux de minerais de fer sont très-petits et rendus poreux par une calcination convenable : cependant la réduction partielle de l'oxyde de fer doit produire, dans la zone supérieure, presque un équivalent de fer métallique pour un équivalent de plomb contenu dans les matières plombeuses mises en opération. Pour un lit de fusion contenant 40 pour 100 de plomb, il faudrait environ 9 pour 100 de fer amené à l'état mé^ tallique, c'est-à-dire de 25 à 30 pour 100 de minerais de fer dans les lits de fusion.

On a essayé dans quelques usines de remplacer les minerais de fer par de .la ferraille, de la fonte en morceaux ou en grenailles; on a constaté que pour obtenir des scories pauvres par une fusion conduite rapidemefkit, il fallait employer à très-peu près un équivalent de fer ou de fonte pour un équivalent de plomb à réduire. La consommation de réactif métallique était aussi forte que dans la première opération de la méthode précédemment considérée, la désulfuration directe de la galène par le fer. Ce résultat de l'expérience est facilement expliqué par les considérations que je viens de présenter ; la ferraille ou la fonte agissent moins facilement encore que le fer très-divisé, produit dans le four lui-même par la réduction partielle des minerais de fer.

Il résulte de là que le fer métallique, quelle que soit son origine, agissant presque seul pour la précipitation du plomb, est un réactif très-utile, excellent au point de

DES IfDfEBAlS DE PLOMB ABGEHTIFÈRES. 153

vue théorique, mais que son emploi est toujours peu économique.

Action du charbon et du coke. — L'action réductive du combustible solide sur l'oxyde de plomb combiné avec la silice peut être rendue très-énergique, et remplacer en grande partie et même à peu près complètement celle du fer métallique ; il est essentiel d'examiner dans quelles conditions la réduction par le combustible solide peut dispenser de passer dans les charges des minerais de fer, de la ferraille ou de la fonte.

Il est bien évident que si les minerais de plomb ne contiennent pas de pyrites de fer, si les gangues et les fondants ne sont pas notablement ferrugineux, il est impossible d'obtenir des scories pauvres à moins d'opérer à une température très-élevée, car les scories sont alors exclusivement à bases terreuses. L'effet d'une trèshaute température est toujours de volatiliser beaucoup de plomb et d'argent, ce qu'il faut éviter autant que possible : je supposerai donc les gangues chargées d'oxyde de fer en proportion suffisante pour donner aux scories une fluidité convenable.

Les fragments de charbon ou de coke qui se mélangent avec les lits de fusion, dans le procédé ordinaire de chai^ement, ne peuvent exercer qu'une action réductive très-incomplète, puisque le mélange n'est pas intime et que la réduction de l'oxyde de plomb n'a lieu qu'au contact immédiat du combustible : le charbon et le coke n'ont aucune action sur le sulfure de plomb. Pour que la totalité du plomb soit amenée, à l'état métallique, il est donc indispensable :

1® Que l'oxydation de la galène pendant le grillage soit complète ;

^ Que par un artifice particulier on rende intime le

134 HÉIflOfiES BB TRAITBIBNT

mélange du combustible solide avec les matières des lits de fusion.

La première condition peut être remplie, mais il faut pour cela prolonger beaucoup les deux périodes du grillage, d'abord pour oxyder tout le plomb, ensuite pour décomposer presque complètement les sulfates produits pendant la première période : l'opération dure trèslongtemps et par conséquent les frais spéciaux sont plus élevés. •

La seconde condition ne peut être satisfaite que si oa mélange «vec les lits de fusion, et avant le chargement; la quantité de combustible nécessaire à la réduction de l'oxyde de plomb. Avec ce mélange de combustible la réduction devient beaucoup plus énergique dès le gueulard ; on ne parvient à empêcher la réduction à une très-grande distance de la tuyère, réduction qui aug* mente beaucoup les pertes en plomb et en argent par volatilisation, qu'en cbai*geant toutes les matières eu morceaux très«compactes, et en réduisant autant que possible la hauteur de la première zone. Il faut donc opérer dans des fours très-bas, très-chauds jusqu'au gueulard, travailler à gueulard enflammé, et par suite très-mal utiliser le combustible chargé contre la poitrine.

L'action réductive étant très-énergique sur toute la hauteur du four, les lits de fusion ne doivent pas contenir de sulfates, car leur décomposition produirait des sulfures; on n'éviterait pas la formation d'une matte riche en plomb et en argent. Je suppose que cette condition soit satisfaite : les matières chargées entrent progressivement en fusion, et le charbon mélangé réduit peu à peu Toxyde de plomb. Cette action est lente, bien que la réduction soit rapide au contact même, parce que les fragments de combustibles ne se déplacent pas facilement et sont entraînés par les matières plus ou

DES HmnAn db vum amuitifêres. JlS5

moins pâteuses qui ont entouré chacun d'eux, La réduc* tien ne peut cependant être complète que si le combustible vient successivement en contact avec toutes les parties des matières plombeuses* On ne peut atteindre ce résultat qu en conduisant la fonte très*lentement, ou en donnant une grande hauteur à la EoUe inférieure; les matières restent longemps pâteuses, et les morceaux les plus gros et les moins fusibles» en descendant un peu plus rapidement, produisent un brassage qui oblige les fragments de charbon à un déplacement relatif, La fusion complète n'a lieu qu'au-dessous de la tuyère, et Faction réductive du charbon peut se continuer presque jusqu'il la sortie des scories. On peut la prolonger encore en augmentant les dimensions de ^avan^creuset ; dans IV pération ainsi conduite une partie du plomb est amenée à l'état métallique, à une assez grande distance de la tuyère, et la perte par volatilisation est toujours plus grande que lorsqu'on emploie le fer comme réductif, la consommation de combustible est beaucoup plus forte, presque double dans certains cas, mais on peut arriver à des scories parfaitement pauvres. Ceci n'est pas une simple affirmation théorique, le coke a été employé comme seul réductif, et pendant plusieurs années» dans les fours à manche de Vialas ( Lozère ) ; les scories pro^ doites ne rendaient pas en général plus de 1 pour 100 de plomb à l'essai par voie sèche»

Pour que les scories soient bien fluides, la température étant relativement peu élevée dans le bas du four, il est . indispensable que les gangues ou les fondants «oient ferrugineux, comme je l'ai indiqué tout â l'heure ; avec des gangues et des fondants exclusivement terreux, on serait forcé pour les fondre de chauffer très-fortement devant la tuyère, lescharges descendraient très-rapidement, le charbon n'aurait pas le temps d'agir complètement ,

136 ll£l!B(N>E8 DE TBAITEIIEIIT

les scories seraient riches en oxyde de plomb. La lenteur de la fonte est la condition indispensable de l'appauvrissement complet des scories.

L'emploi du combustible^ mélangé dans les -lits de fusion , comme seul agent de réduction, présente plusieurs inconvénients que n'offre pas la réduction par le fer métallique : la perte par volatilisation est plus'grande; les fontes sont moins rapides ; la consommation de combustible est bien plus forte, soit ians le grillage, soit dans la fusion.

Les conditions dans lesquelles ces deux agents peuvent être appliqués isoléfnent sont entièrement différentes ; on ne peut pas se servir indifféremment de l'un ou de l'autre dans les mêmes fours : les minerais de fer chargés dans les fours très-bas, qui conviennent à l'emploi du charbon mélangé, agiraient presque entièrement comme fondants, ne seraient pas utilisés comme réductifs. Au contraire , dans les fours suffisamment élevés, dans lesquels la pression du vent est assez forte pour concentrer la chaleur à peu de distance de la tuyère, on peut augmenter beaucoup Faction des minerais de fer pour la réduction, en les chargeant intimement mélangés avec du charbon menu; dans ce cas, en «ffet, on obtient la réduction presque complète de Toxyde de fer, et la totalité du métal est utilisée pour la réduction. On peut également employer les minerais de fer en, morceaux avec du charbon ou du coke en petits fragments. Les minerais se comportent conmieje l'ai dit précédemment, et le combustible mélangé réduit une partie de l'oxyde de plomb, ce qui permet de diminuer beaucoup la qwmtité du minerai de fer, sans perdre aucun des avantages que j'ai signalés.

C'est donc là, en résumé, la marche la plus convenable à suivre : réunir les deux agents de réduction, en

DES lONBlUISI DE PLOMB AHGBNflPtaES. i37

opérant dans des fours un peu élevés, et en conduisant les fontes avec assez de rapidité.

L'addition du charbon a cependant un inconvénient, c'est de faciliter la réduction des sulfates avec production de sulfures, et de produire une matte toutes les fois que le grillage n'a pas été terminé par un coup de feu assez prolongé pour décomposer la majeure partie des sulfates. Du reste, la matte ne peut pas être évitée constamment, même quand on n'ajoute pas des fragments de charbon dans les lits de fusion : l'oxydation complète de la galène et la décomposition des sulfates dans le four de grillage exigent trop de temps et de combustible ; les minerais grillés contiennent encore du sulfure de plomb et des sulfates de plomb, de chaux et de baryte. Les sulfates sont en grande partie décomposés par les matières siliceuses et ne donnent au four à manche que peu de sulfures : le fer provenant de la réduction de l'oxyde des minerais de fer agit en partie sur le sulfure, en partie sur l'oxyde de plomb : les divers sulfures de fer, de plomb, de calcium, de barium se combinent et forment une matte très-fusible, qui tombe rapidement dans le creuset : une partie seulement des sulfures de fer, de calcium et de barium peut agir comme réductif sur Toxyde de plomb des silicates, en sorte que la formation d'une matte n'est pas du tout une raison de l'appauvrissement des scories; elle soustrait, au contraire, une partie du sulfure de fer à son rôle important de réducteur de l'oxyde de plomb, et cette partie n*est rem^ placée que très-imparfaitement par la portion des sulfures de calcium et de barium qui agit sur les silicates dans la chute rapide de la matte produite.

En cela, la métallurgie du plomb se rapproche un peu de celle du cuivre, dans laquelle les scories obtenues sont pauvres en cuivre, seulement quand la matte produite

188 HCraoDEs M iBAimnrr

contient beaucoup de sulfiire de fer : l'excès dé ce sulfure peut seul, en se dissolvant dans les silicates, déterminer la décomposition de Toiydule de cuivre.

Ces considérations démontrent qu*on ne doit pas craindre, dans certains cas, d ajouter du charbon aux lits de fusion qui renferment des sulfates de chaux et de baryte : l'addition de charbon facilite la réduction des sulfates et produit des sulfures qui, bien que seulement en partie, agissent utilement pour la décomposition de Toxyde de plomb, et peuvent remplacer l'action trèsutile du sulfure de fer*

La matle, par elle*méme, n'est pas un grave inconvénient» surtout quand elle est pauvre en plomb et en pe* tite quantité ; elle est traitée presque sans augmentation de frais, en même temps que les minerais, et, comme elle ne renferme que très-peu de plomb et d*argent, son traitement n augmente pas notablement les pertes en métaux utiles. On doit chercher à combiner les opérations de manière que les coulées ne donnent que très* peu de matte, et vérifier, par des essais fréquemment répétés, la teneur en plomb de la matte et des scories.

Généralement elles sont à h fois riches ou pauvres. Leur richesse indique que l'oxydation n'est pas suffi*samment avancée dans le grillage, ou que dans la fonte au four à manche les réductifs utiles, sulfures de fer, de calcium, de barium, ne sont pas produits en proportion suffisante. Il faut modifier Tune des deux opérations, ou bien toutes les deux en mâme temps ; pour le grillage, on n'a qu'à pousser plus loin l'oxydation ; pour la fonte on doit augmeqter la réductibilité du minerai de fer» ou mélanger un peu plus de charbon dans les lits de fusion. La modification au grillage est la plus rationnelle, puisqu'elle a pour effet d'atténuer ou de supprimer la cause principale de la production de la matte. Il

DES mUmiAU 1>B PliOUË âHOEWriFÈRES. 139

n'est pas toujours possible de prolonger la durée des grillages dans les usines qui dissent d*un petit nombre de fours à réverbère ; leur travail est souvent Gom^ mandé .par les campagnes des fours à manche ; dans ce cas, on doit chercher dans les modifications des lits de fusion le remède à la richesse trop grande de la matte et des scories.

Les scories qui sont obtenues quand il ne se produit pas de matte peuvent être pauvres ou riches en plomb, suivant la conduite de l'opération et l'énergie des réductifs employés ; Faspect des scories n'indique pas toujours nettement leur richesse ou leur pauvreté, il faut donc les essayer fréquemment ; ce sont les résultats des essais qui doivent servir de guide pour la proportion et pour la préparation des réductifs qu'il faut employer dans la fonte.

Les difficultés sont donc nombreuses et très-grandes pour des minerais purs et de composition constante pendant l'allure normale d'un four à manche ; elles sont encore augmentées par l'instabilité du nez, qui fait varier fréquemment les actions calorifiques et réductives : elles deviennent presque insurmontables, quand on n'a pas la prévoyance de préparer d'avance les mélanges des minerais. Avec des minerais variables on ne sait pas de quelle manière porter remède aux dérangements ; on ne peut parvenir à fondre tant bien que mal qu'à force de combustible, et en passant dans les lits de fusion un grand excès de scories fusibles, qui compensent Tirrégularité des matières plombeuses à traiter. Dans ce cas, on ne peut éviter une perte énorme par volatilisation.

Emploi de la pyrite de fer comme réductif. — J'ai déjà parlé à diverses reprises de l'action du protosulfiire de fer sur les silicates contenant beaucoup d*oxyde de plomb; dans le cas où le sulfure de fer est produit

140 MfimODES DE TRARBUOIT

dans le four par la décomposition du sulfure de plomb, c'est-à-dire en faible quantité» les deux éléments du sulfure sont oxydés, et la réaction précipite à l'état métallique une proportion correspondante de plomb. L'action serait un peu difTérente si on ajoutait aux lits de fusion un poids assez grand de pyrite de fer, dans le but de faire agir le sulfure de fer jusqu'à l'appauvrissement des silicates.

Pour étudier TinflueDce de cette addition de pyrites dans les charges, je suppose que les minerais de plomb ont été. grillés assez complètement, et que la fonte au four à manche donne, sans les pyrites, une petite quan^ tilé de matte riche en plomb et des scories rendant à l'essai de 3 à 4 pour 100 de métal. C'est là un cas qui se présente assez fréquemment dans le traitement des minerais à gangues terreuses, auxquels on ajoute comme fondant et comme réductif des minerais de fer calcinés.

Aux lits de fusion donnant le résultat énoncé, on ajoute de la pyrite de fer pure, ou de la galène mélangée de pyrite de fer, après avoir soumis ces minerais à un grillage rapide, daps le but d'expulser en partie Texoès de soufre de la pyrite et de produire le mélange d'un peu d'oxyde de fer avec le sulfure non oxydé.

Je considère d'abord Faction de la pyrite seule, partiellement grillée, je reviendrai ensuite sur l'emploi de la galène chargée de pyrites.

Dans la zone supérieure, le mélange d'oxyde de fer et de sesquisulfure de fer, échauffé plus ou moins rapidement dans une atmosphère réductive, se transforme rapidement en protosulfure de fer, sans laisser distiller de soufre ; ce composé se dissémine assez facilement dans es matières des lits de fusion, à mesure qu elles com* mencent à fondre. Une partie se combine avec le sulfure

DES imnaA» bb nom AMtimpisuBs. 141

de plomb» et contribue à augmenter sa fusibilité en formant une matte : le reste Bgii comme réductif sur Toxyde de plomb des silicates : l'action chimique produit du plomb métallique, tant que l'oxyde de plomb est en exc^; mais ensuite, quand les silicates sont appauvris et ne contiennent plus que peu d'oxyde de plomb, le fer seul est oxydé, le soufre se combine au moins en partie ayec le plomb précipité.

Si donc la pyrite grillée est employée en quantité sutfisante» les scories sortant du four peuvent être très-pau* vres, mais la proportion de matte obtenue est certainement assez grande, puisque Taddition de la pyrite dans les lits de fusion a pour effet de faire passer dans la matte du sulfure de fer et du sulfure de plomb.

La galène chargée de pyrites, soumise également à un grillage préalable et incomplet, agit d'une manière on peu différente ; le mélange de protosulfure de fer et de sulfure de plomb produit dans la zone supérieure se transforme en une combinaison des deux sulfures, en matte, dès que la température est suffisamment élevée ; la matte n'exerce pas sur les silicates une action aussi énergique que le sulfure de fer isolé ; elle absorbe par la réduction du sulfure de plomb qu'elle contient une certaine quantité du fer métallique, produit dans le hautdu four, et tombe en partie inaltérée jusque dans le creuset. On n'est pas certain d'appauvrir suf&sanunent les scories, le principal effet produit est l'augmentation de la quantité de matte.

Ces considérations démontrent que la pyrite de fer, même partiellement grillée, n'est pas un réductif avantageux, puisqu'elle ne peut appauvrir les scories qu'en augmentant la matte, et que jamais on ne doit charger comme réductif les galènes pyriteuses imparfaitement oxydées.

142 intaNDBS oe nuornutitT

Je n'ai pas considéré l'emploi des pyrites sans grillage préalable» parce que bien évidemment on ne peut en attendre de bon résultat ; le soufre que les pyrites laisseraient dégager à une température élevée, c'est-à-dire à une assez grande distance du gueulard, femit passer a l'état de sulfure une partie du fer chargé à Tétat d'oxyde, empêcherait la production du fer métallique dans la zone supérieure ; la totalité du sulfure de plomb contenu dans les lits de fusion passerait certainement dans les mattes.

limées. — Dans les usines qui traitent des galènes argentifères par la méthode que je viens d'exposer, on fait ordinairement passer tous les gaz qui sortent des fours à manche, des fours de grillage et de coupellation; dans de grandes chambres de condensation et dans des canaux plus ou moins longs, qui conduisent tous les gaz à la cheminée commune. Tous les ans an vide les cham* bres et les canaux, et on en retire des fumées : elles sont pulvérulentes et diffèrent beaucoup par leur composi^ tion de celles qu'on obtient dans la méthode sUesienne ; elles sont beaucoup plus chargées de sulfate de plomb, produit par l'acide sulfureux qui s'échappe des fours de grillage.

En raison de leur nature pulvérulente, ces fumées ne devraient jamais être passées directement dans les lits de fusion des fours à manche, et la même observation s'applique à tous les produits piombeux secondaires, donnés par les diverses opérations, qui présentent le même état physique. Il faut les soumettre à un traitement spécial dans un four à réverbère, ou tout au moins les mélanger en faible proportion avec les minerais soumis au grillage : ces matières sont alors agglomérées presque sans perte, le sulfate de plomb est décomposé en grande partie par la gangue siliceuse des miniwiis, ei

DES MIHKIAIB M PliOlli AMSUflFÈRES. 143

la fonte au four à manohû ne présente plus d'inconvé* nients.

Le traitement spécial au réverbère présente des difficultés, et d'ailleurs ne peut être appliqué que si les fu« mées sont obtenues en quantité eonsidérable : je yais rindiquer brièvement.

Les fumées sont mélangées avec une proportion de sable quartseux, variable enire 15 et 30 pour 100, sui* vant leur teneur en plomb ; on charge le mélange sur la soie d'un réverbère et on chauffe rapidement jusqu'à ee que les matières commencent à entrer en fusion ; il se produit un dégagement de gax provenant de la dé* eomposition du sulfate de plomb par le quartz : quand il est presque entièrement apaisé, on jette sur les ma* tiares environ 8 pour 100 de coke ou de houille en menus fragmenta» on brasse fortement pour faire pénétrer autant que possible le réductif dans toutes les parties de la masse pâteuse, et pour faciliter Técoulement du plomb métallique résultant de la réduction du sihoate de plomb. Quand il ne sort plus de métal, on retire la chaîne du four, on répare la surface de la sole et on procède à une nouvelle opération «

Le traitement ainsi conduit ne donne à Tétai métal* lique qu'une partie du plomb contenu dans les fumées» mais presque tout Targent se trouve dans le plomb pro<duit» et c'est là le principal avantage du traitement spé*ciaL Les matières fondues retirées du four sont plus ou moins riches en plomb, et peuvent être passées comme scories plombeuses dans les Uts de fusion des fours à manche*

RfsuMÉ. — Avant d exposer Tinfluenoe des gangues métalUques sur les deux opérations principales de la méthode que je viens de décrire» il me parait utile de rappeler quelles sont les conditions Ira plus essentielles

144 MÊnODES DE TRAlRUBirr

à la réussite de cette méthode appliquée aux galènes argentifères, à gangues terreuses.

Le grillage doit être fait dans des réverbères à une ou deux soles ; les premiers sont plus commodes, les derniers permettent d'économiser le combustible, La perte par volatilisation ne peut être complètement évitée ; par conséquent, il est nécessaire de faire communiquer les réverbères avec les appareils de condensation des filmées, qui servent pour tous les fours de l'usine.

La première période, oxydation à basse température, doit toujours être poussée très-loin ; le prix élevé des combustibles peut seul forcer à diminuer la longueur de cette période, et empêcher d-obtenir l'oxydation presque complète. La seconde période exige une température et un temps variables avec la nature des gangues, avec les réductifs employés dans la fonte au four à manche. On doit toujours agglomérer fortement les minerais grillés, et décomposer par l'action des gangues siliceuses, ou par celle du quartz ajouté en leur absence, la plus grande partie des sulfates formés pendant la première période.

On doit fondre presque entièrement les minerais grillés, quand on peut, dans l'opération suivante, charger une proportion sufQsante de minerais de fer : il faut prolonger l'action des gangues siliceuses ou du quartz quand les minerais contiennent beaucoup de calcaire ou de sulfate de baryte, afin de décomposer aii moins en partie les deux sulfates terreux..

Lorsque le combustible solide doit être employé conmie seul réductif dans la fonte au four à manche, il peut être utile de ne pas pousser l'agglomération jusqu'à la fusion complète, afin de faciliter un peu la réduction de l'oxyde de plomb, très-lente quand le char bon et le coke agissent seuls comme réductife sur des

DES MIMERAIS DE PLOMB AAGEimrtRES. 145

silicates. On ne peut déterminer que par l'expérience et par des tâtonnements le degré d'agglomération des minerais grillés* qui permet d'obtenir au four à manche la réduction à peu près complète, en éditant une trop grande perte par volatilisation.

Dans la fonte au four à manche, on passe avec les minerais grillés ! tous les résidus plombeux du traitement, qui sont en morceaux compactes^ agglomérés ou complètement fondus; des fondants terreux ou ferrugineux; des scories riches, etc. Il faut réserver les litharges, les famées et les autres matières analogues, composées principalement d'oxyde de plomb, et pulvérulentes : les litharges sont ordinairement révivifiées au four à manche, les fumées devraient toujours être réduites dans une opération spéciale, dont j'ai parlé précédemment.

Le combustible et les lits de fusion sont séparée dans le chargement : les gaz réductifs qui s'élèvent dans le four ne peuvent suffire pour amener complètement à Tétat métallique le plomb contenu dans les diverses matières. Deux agents de réduction peuvent être employés avec succès, soit isolément, soit en même temps, le fer métallique et le charbon ou le coke.

Le fer peut être chargé à l'état de fonte ou de ferraille ; mais il est toujours plus économique de se servir de minerais de fer, rendus poreux par une calcination préalable : dans ce cas, le four doit être assez élevé, le pouvoir réductif assez grand pour déterminer, avant la fusion des charges, la réduction partielle de Toxyde de'* fer, et pour produire le métal nécessaire à la décomposition du sulfure et de l'oxyde de plomb. On n'évite la formation d'une matte qu'en dirigeant le grillage des minerais de plomb de manière à ne laisser dans lès produits portés au four à manche que très-peu de sulfure de plomb. On obtient des scories suffisamment pauvres

i46 MtniOiMBs PE TBAiTsusin:

et très-fluides ep employaat uoe proportion considérable de minerais de fer, et. en les chargeant en morceaux asseï petits pour que la réduction de l'oxyde de fer soit trèsavancée au moment où les matières plombeuses oxydées les plus riches commencent à entrer en fusion.

Dans les usines qui ne peuvent pas se procurer des minerais de fer à des prix modérés, on peut diminuer la quantité de ce réactif, en aidant la réduction par du charbon ou.par du coke, mélange dans les lits de fusion ; en réunissant les deux actions, il faut encore opérer dans des fours à manche très«élevés, et de plus avoir soin de ne laisser dans les minerais de plomb grillés que très-peu de suUates non décomposés par les gangues siliceuses; c'est-à-dire que dans le grillage il faut pousser plus loin la seconde période^ et ne retirer des réverbères que des produits presque complètement fondus.

Le charbon et le coke peuveut être employés seuls comme réductifs, et donner des scories très-pauvres; l'opération doit être faite dans des fours peu élevés, trèschauds au gueulard, relativement très-froids devant la tuyère; dans ces conditions, les gangues des minerais, ou les fondants, doivent être assez chargés d'oxyde de fer pour que les scories prennent une grande fluidité à une basse température, sans retenir d'oxyde de plomb.

Les minerais grillés doivent être presque complètement oxydés» et on peut même chercher à faciUier l'action réductive du combustible solide en laissant une -certaine porosité aux matières plombeuses oxydées passées dans les lits de fusion.

Les charges descendent lentement, la réduction de Toxyde de plomb a lieu sur presque toute la hauteur du four ; on ne peut pas éviter une perte par volatiUsatioa plus forte que dans le cas où le fer n^étallique sert de réductif.

DES ummm w 9i^9m mmipfères. un

ba foDta au fioor à manche produit {réqvemmwt une BUiUe; eilo iudique ua défaut d'o;iydatioQ complète des minerais pendant le grillagi, cependant on oa doit paa conclure de ia préience ou de son absence que les deux opérations sont mal ou bien conduites, jant que la mette est pau?re en plomb et produite en petite quan* tité» elle n'oblige à traiter par griUag# et i'ueioa qu'un poids relativement très-faible de matières f elle n'aug^ mente lee pertes en métaux utiles que dans ujoe propor^ tion insignifiante» Quand au contraire elle est riche en plomb, ou produite en grande quantité, il but modifier la conduite du grillage ou celle de la fonts au four k manche.

Presque toujours des scories riches en plomb sont obtenues en même temps qu'une matte riche, mais op a souvent aussi des scories riches quand il ne se form# pas de mMte» plus rarement quand la matto est pauvre. La teneur en pinmb dei^ scories doit être déterminée par des essais répétés presque tous les jours ; elle sert de guide a ringénieur pour les mndifioatinns qu'il doit apporter dans la oonduite des deui^ opérations.

Le sulfate de baryte est quelquefois un réductif utile et contribue à rappauvrissement des scories, quand l'ac^ lion des ga2 est assex énergique pour le transformer dans le haot du four en sulfure de barium ; il n aug«* mente pas toujours la pr(^rtion de matte^ et n'en produit pas quand les minerais ont été bien c^Kf dés ; la be^ ryte qu'il introduit dans le^ scories contrib^^e à leur donner de la fluidité. Les &MlG»|le$ de chaux et de baryte, que informent les minerais giillés, n'ont pas une actinn aussi utile que le sulfate de baryte 4|j6uté en petits mopseauE dans les lit« de fusion» parce qu'ils aont en grande partie préseraés de la néduction par leur état dws les naioerais grillés; ils ne produisent que

148 iiÉno]>s8 DE TRAimaifT

très-peu de saifures de calcium et de barium, ils agissent principalement par la chaux et la baryte comme :f fondants des gangues quartzeuses ou argileuses.

Il n'est pas rationnel d'utiliser, pour appauvrir les scories, des pyrites d&fer, même partiellement grillées: elles augmentent toujours la quantité de matte qu'on obtiendrait en leur absence ; il vaut mieux les employer après grillage complet pour remplacer les minerais de fer quand l'usine devrait acheter ces derniers à un prix élevé.

Les galènes chargées de pyrites de fer ne doivent jamais être passées dans les lits de fusion sans avoir subi une oxydation presque complète; sans cela elles ne serviraient qu'à augmenter la quantité et la richesse de la matte.

L'argent contenu dans les lits de fusion passe en grande partie dans le plomb d'œuvre ; la matte ,et les fumées en contiennent relativement bien moins; les scories n'en retiennent que par les grenailles de plomb ou de matte qu'elles renferment.

Ihfluence des gargces métalliques. — Les galènes argentifères sont très^souvent mélangées avec divers sulfures métalliques : la blende, les pyrites de fer, le sulfure d'antimoine, les cuivres gris et pyriteux; plusieurs filons contiennent comme gangue dominante le fer carbonate. Je vais examiner rapidement quels inconvénients résultent de la présence de ces substances, et dans quel sens elles obligent à modifier les deux opérations de la méthode précédemment exposée.

Fer carbonate. — Dans la plupart des gîtes, qui contiennent à la fois du fer carbonate et de la galène, le mélange entre les deux espèces minérales n'est pas intime; on peut séparer par cassage et triage une grande partie de la gangue ferrugineuse ; aussi est-il possible d appliquer à la plupart des minerais la méthode des réactions

. DIS MINERAIS DE PLOMB ARGERTiFiBES. 149

au four à réverbère. On ne traite au four à manche que les minerais renfermant en même temps une certaine quantité de quartz; c'est donc le mélange de quartz, de fer carbonate et de galène qu'il convient d'étudier ici.

Pendant le grillage le fer carbonate se transforme plus ou moins complètement en peroxyde ; il n'entrave l'oxydation de la galène que quand il existe en trop forte proportion, ce qui est rare; le peroxyde de fer empêche plus ou moins l'agglomération et la décomposition du sulfate de plomb par le quartz. Gomme il est essentiel de ne soumettre à la seconde opéiation que des minerais fortement agglomérés, il est important de débarrasser en grande partie la galène du fer carbonate ayant de la passer au grillage, et d'ajouter au besoin du sable quartzeux pour amener l'agglomération de toutes les matières au degré convenable.

Dans la fonte au four à manche on obtient très-facilement la réduction partielle de l'oxyde de fer que contiennent les minerais grillés, et par suite la décomposition complète du sulfure de plomb et de l'oxyde de plomb libre ou combiné ; on n'a pas besoin d'ajouter des minerais de fer, que d'ailleurs il serait inutile d'acheter, puisqu'on pourrait employer la gangue séparée de la galène, le fer carbonate grillé en tas. U faut au contraire passer dans les lits de fudion des scories ou des matières ^iceuses qui puissent préserver l'oxyde de fer d'une décomposition trop complète, et transformer entièrement le sulfate de plomb en siUcate.";

Lie fer carbonate est donc une gangue trè&-utile dans cette méthode comme dans celle que j'ai précédemment décrite, toutes les fois qu'il n'est pas en mélange intime avec la galène, et que, par suite, on peut aisément, à la préparation mécanique, le séparer eii^ande partie.

Pour le cas très-rare d'un mélange intime des deux

160 MÊifloDEs Dfc TKÂrnsinsnt

espèces minérales, la préparation mécanique ne peut donner des pi*odtlits riches en plomb, sans faire perdre une trop grande quantité du plomb et de l'argent; il faut alors traiter des minerais très-pauvres, et la fonte au four à manche est difficile à conduire.

Les rainerais grillés ne peuvent être que faiblement agglomérés, à cause de Texcès de peroxyde de fer, même par addition de quartz ; ati four à manche on doit chercher à éviter une trop grande énergie réductive dans toute la partie supérieure, et préserver l'oxyde de fer et Toxyde depl^mb, en les combinant rapidement avec des scories siliceuses très^fusibles.

Le four est peu élevé, le vent est lancé par la tuyère BOUS une faible pression; malgré ces précautions, on n'évite pas la réduction de la majeure partie du plomb dans le haut du four, les pertes par volatilisation sont très-fortes : Toxydede fer est réduit en quantité plus que suffisante pour la décomposition de l'oxyde de plomb, qu'on parvient à combiner avec la silice ; les scories sont très-pauvres et très-fluides, mais les campagnes sont fréquemment arrêtées par des engorgements ferreux.

Je n'ai pas besoin d'insister davantage sur ces difficultés, parce qu'on les écarte ordinairement en ne traitant pas seuls les minerais qui renferment un trop grand excès de fer carbonate ; on les mélange avec d'autres minerais à gangues terreuses, et pour le traitement de ces minerais mélangés, la présence du fer carbonate facilite beaucoup la fonte au four à manche, comme je l'ai indiqué tout à l'heure.

Pytltes de fer. — Presque tous les gisements de galène renfei*raent des pyrites, soit sous forme de mouches ou de veinules irrégulièrement disséminées, soit en masses considérables qui absorbent pour ainsi dire le minerai de plomb; ce dernier cas se présente constamment aux

DES MNBRAIg DB PLOHB AMBMtlFÈRES. 151

croisemeots des filons de galène par des filons exclusivement pyriieux. Par le cassage et le triage à la main on écarte la plus grande partie des pyrites» et on ne soumet à la préparation mécanique proprement dite que des minerais renfermant une proportion faible de cette substance minérale ; on ne parvient pas à séparer complètement les deux sulfures, on ne réussit qu'à concentrer les pyrites dans certains produits contenant encore trop de galène pour être négligés.

Il faut donc livrer au traitement métallurgique des produits très-différents : les uns contiennent très-peu de pyrites, les autres renferment une grande partie de la gangue métallique laissée par le triage dans les minerais.

Il peut être utile de traiter séparément ces produits difEêrents; par exemple dans les usines qui achètent des minerais de diverses provenances et qui possèdent le matà^iel nécessaire pour appliquer à chaque minerai la méthode de traitement qui lui convient le mieux, d'après sa richesse et la nature des gangues. Mais tous les produits de la préparation mécanique doivent être mélangés pour le traitement quand le matériel de l'usine est installé pour l'application d'une méthode uaique; et c'est pour ce cas qu'il convient d'examiner de quelle majpière les deux opérations doivent être conduites.

Dans le grillage, la période d'oxydation exige une tem*pérature plus basse, et une durée plus longue que pour les minerais exempts de pyrites ; ragglomération par-tielle est difficile à éviter, surtout quand l'air arrive en excès sur la sole; il se produit beaucoup de sulfates, à cause de l'excès de soufre de la pyrite ; la seconde période doit être faite à une température élevée, les minerais doivent contenir une forte proportion de gangues siliceuses, et dans le cas contraire il faut leur ajouter du

t52 MÉIBÙDE8 DE TRAirSHElIT

sable quartzeux. Ces deux conditioDS, matières quartzeuses en excès,, température élevée, sont nécessaires pour donner aux produits le degré d'agglomération convenable, et pour déterminer (a décomposition de la plus grande partie des sulfates produits pendant Toxydation.

Les pyrites de fer ont donc pour premier inconvénient d'augmenter les difficultés et les frais de Ja première opération du traitement. Les pertes en plomb et en argent par volatilisation ou par entraînement des matières fines sont plus faibles dans le grillage des minerais pyriteux ; c'est un fait admis par tous les prati*ciens, et dont l'explication est simple. Il est impossible d'empécber que pendant la première période l'air n'agisse en excès sur les minerais, puisque les portes latérales sont presque constamment ouvertes pour le travail au râble et à la spadelle ; la combustion de la pyrite dégage assez de chaleur pour déterminer l'agglomération partielle de toutes les matières qui sont sur la sole, alors même que le four lui-même est encore à une température très-basse; on peut limiter cette première agglomération de manière que l'oxydation puisse continuer avec une facilité suffisante ; mais elle s'oppose en grande partie à Tentrainement par le courant gazeux des matières fines, qui seraient encore pulvérulentes à cette température sans la présence de la pyrite de fer. La rapidité avec laquelle l'oxydation de la pyrite produit de Tacide sulfurique en excès prévient la volatilisation du sulfure de plomb et de l'argent, en transformant les deux métaux en sulfates.

Sous le rapport des pertes par volatilisation pendant la première période, la présence des pyrites doit être considérée comme très-avantageuse ; son seul inconvénient est la formation d'une grande quantité de sulfates, dont la décomposition partielle oblige à prolonger la se-

DES MDIEIIAI9 DE PLOMB AMNSRTIFÈRES. 153

coude période» et à employer du sable quartzeux quand les minerais ne contiennent pas une quantité assez grande de gangues siliceuses. Pour des minerais très-pyriieux, l'agglomération et la décomposition de la majeure partie des sulfates ne peuvent être obtenues que par silicatisation presque complète de toutes les bases terreuses et des oxydes métalliques.

Les minerais grillés, à peu près fondus, contiennent principalement des silicates, dans lesquels sont agglomérés : des sulfures de plomb et de fer, qui ont échappé à Toxydation; du peroxyde de fer encore libre, et des sulfates de plomb, de chaux, de baryte, et dont la décomposition complète et la transformation en silicates exigeraient beaucoup trop de temps.

Dans la fonte au four à manche on peut employer le charbon ou le coke comme unique agent de réduction, et même conduire la fonte très-rapidement. Les sulfates encore contenus dans les minerais grillés sont décomposés progressivement par les matières siliceuses, qu'on doit passer en certain excès dans les lits de fusion; la réduction partielle du peroxyde de fer libre, que renferment les minerais grillés, produit assez de fer métallique pour compléter lappauvrissement des scories, et pour décomposer en partie le sulfure de plomb. On obtient aisément une matte peu riche en plomb et des scories pauvres et trè&>fusibles. On doit même se tenir en garde contre un excès de pouvoir réductif, quand les rainerais traités sont très-pyriteux.

La présence des pyrites a donc pour seul effet de ren^ drele grillage plus difficile et plus long; l'augmentation qui en résulte dans les frais de traitement est plus que compensée par l'inutilité d'employer des minerais de fer comme réductife dans la fonte au four à manche.

Les pyrites arsenicales sont toujours nuisibles dans le

154 MtmODES DB TRAtrlHBMT

traitement; la production de l'acide arsenieux dansiegriU lage augmente un peu la volatilisation de l'argent; la plus grande partie de Tarsenic reste dans les minerais grillés à Tétat d'arseniates. Au four à manche, .ces arseniates sont décomposés complètement : une partie de i'arsenio est volatilisée dans la partie supérieure du four, le reste se divise entre le plomb et la matte, et il est utile de remarquer que là matte en contient la plus grande partie à Tétat d'arseniure de fer. La volatilisation de Tarsenio augmente encore les pertes en plomb et en argent dans l'opération elle-même, et dans le traitement des pro^ duits obtenus, plomb d'œuvre et matte.

Ordinairement la pyrite arsenicale est mélangée en petite quantité avec les pyrites de fer ; sa présence ne change rien aux conditions ordinaires du traitement des minerais pyriteux, son influence principale est d'augmenter les pertes et de produire du plomb d'œuvre impur.

Sulfùfê d^antimmne, -*« Ce sulftire métallique se trouve intimement mélangé avec la galène dans un certain nombre de filons, et dans la plupart d'entre eux il n'eet qu'en proportion très-faible; il est très-nuisible au traitement, et introduit des difScultés bien plus grandes que celles résultant de la présence de la pyrite arsenicale.

Pendant le grillage il se volatilise en partie et aug*

mente par entraînement les pertes en plomb et en ar-

^ genl; il produit des aniimoniates qu'on ne peut pas dé^

composer en prolongeant la seconde période* môme en

présence d'un excès de gangues ou de fondants siliceux.

Dans le traitement au four à manche les antimoniates sont réduits progressivement par les gaz, par le fer mé* tallique ou par .le combustible solide, avec la mémo facilité que les composés du plomb. Une partie de FaQtimoine se volatilise en entraînant une certaine quantité de plomb et d'argent ; la majeure partie de Tantimoiae

DES MU48RA18 DE PUMB AMIHIlFÈRES. 155

se répartit entre le plomb d'œuvre et la tnatte. La rédue« lion des aotimoniates abeorbe une portion des réactifs destinés à la décomposition des diverses combinaisons du plomb ; la présence de Tan timoine dans les minerais force, par conséquent , à employer une quantité plus grande de minerais de fer ou de charbon. Ççtte augmentation n'est pas elle-même un grave inconvénient, mais Tim» pureté des produits obtenus compromet quelquefois lavenir des usines, et diminue toujours, dans une forte proportidb, les bénéfices qui pourraient être réalisés par le traitement des minerais exempts d'antimoine.

La présence du sulfure d'antimoine dans la galène n'oblige pas, en général, à modifier les opérations de la méthode considérée, mais on ne peut expulser qu^une très-faible partie de ce métal, même dans la condition de perdre une certaine quantité de plomb et d'argent ; la majeure partie de Tantimoine accompagne le plomb dans les produits divers, elle enlève presque toute la valeur à ceux de ces produits, tels que les litharges ou le plomb pauvre, qui pourraient être livrés au commerce. Dans tes usines qui enrichissent le plomb d'œuvre par cristallisation, dans le but de diminuer les pertes de plomb, inévitables dans la révivification des litharges, la présence de l'antimoine dans le plomb complique beaucoup les opérations ; il faut commencer par purifier le métal de tout l'antimoine contenu par une oxydation plus ou moins prolongée. Cette purification cause des pertes énormes en plomb et en argent, car on peut considérer comme n'ayant aucune valeur les crasses oxydées que produit l'opération; elles contiennent beaucoup d'antimoine, leur réduction donne du plomb tellement aigre que le commerce ne veut pas l'accepter.

Ces inconvénients ont à peu près la même importance dans toutes les méthodes de traitement appliquées

156 MÉIBODES DE TRAITEIfEIlT

jusqu'à présent aux galèoes plus ou moins argentifères ; il serait impossible de démontrer, dans Tétat aotuel de la science métallurgique, qu'aucune des méthodes connues est moins défectueuse que les autres, au double point de vue de la perte en métaux utiles, entraînés par la volatilisation partielle de Tantimoine, et de l'impureté dn plomb d 'œuvre.

Cuivre gris et cuivre pyriteux. — Je ne dois considérer maintenant que la présence de mouches isolées des mi^ néraux du cuivre dans la galène : quand le cuivre est en proportion assez grande pour qu'on ait intérêt à l'extraire, en même temps que le plomb et l'argent, il faut employer une méthode spéciale, sur laquelle je reviendrai en décrivant la métallurgie du Harz.

Des mouches de cuivre gris ou de cuivre pyriteux, disséminées dans les minerais de plomb, ne peuvent avoir aucune influence notable, ni sur le choix de la méthode qu'il convient d'employer, ni sur la conduite des opérations. Dans la méthode dont je m'occupe en ce moment, la plus grande partie du cuivre est amenée à l'état métallique en même temps que le plomb; les scories n'en retiennent qu'une quantité inappréciable. Quand la fonte produit une matte, ce produit secondaire contient une fraction très-grande du cuivre ; mais comme il repasse constamment dans le traitement, la totalité du cuivre contenu dans les minerais se retrouve dans le plomb d'œuvre. Le plomb pauvre et les litharges .qu'on retire soit par cristallisation , soit par coupellation directe , renferment du cuivre qui leur enlève une partie de leur valeur commerciale. Cet ineonvénient est encore le n>éme dans toutes les méthodes appliquées au traitement des minerais de plomb.

Blende. — La même remarque est applicable à la blende, qui se trouve presque toujours plus ou moins

DES mHSEAIS BE PLOMB ABABlfTIFlRES . 157

intimement mélangée ayec la galène. Pour les minerais pauvres en argent on peut arriver à séparer en grande partie, et même presque en totalité, la blende de la galène par ia préparation mécanique, en se résignant à subir des pertes très-grandes en plomb. On n'a pas la même ressource pour les galènes argentifères, parce que la séparation de la blende ferait perdre trop d'argent; il est donc important d'examiner avec attention de quelle manière se comporte la blende dans les deux opérations successives du traitement métallurgique, dont j'ai présenté les réactions principales dans le cas de la galène à gangues exclusivement terreuses.

Dans la première période du grillage la blende s'oxyd'e plus rapidement que la galène, et se transforme en oxyde et en sulfate de zinc; le sulfate est difficilement décomposé pendant la seconde période et l'oxyde s'oppose à la fusion des matières par son infusibilité, qu'il communique à toutes ses combinaisons. En traitant des galènes trèschargées de blende, on ne peut arriver à une agglomération convenable qu'en ajoutant des fondants argileux et en prolongeant beaucoup la seconde période.

Le sulfure, Toxyde et le sulfate de zinc ne sont pas volatils, mais ils sont infusibles et facilement entraînés par le courant de gaz, toujours très-rapide dans les réverbères; les fumées contiennent une notable proportion d'oxyde et de sulfate de zinc, mais en outre elles sont plus riches en argent que celles obtenues avec des minerais de même teneur, exempts de blende. On en tire la conclusion pratique que l'entratnement des composés du zinc favorise la volatilisation de l'argent ; jusqu'à présent on n'a pas déterminé à quel état chimique l'argent est volatilisé, je pense cependant qu'on peut admettre que la perte principale, faite pendant le grillage, est due à l'eutratnement par les matières fines bien plus encore qu'à la

158 iiÉii0PE# M TBArnmm

TolatiUisatioD de» oisydes ou des sulforcB métaitiqiKB. Mon opÎAioD ei9t foodée sur les réiBultate coDstatèedans diveniss usiaes pour des miaerais de nature différente. En présence de rarsenic et de l'autimoiae, dont une partie se n>latiiise pendant le grillage, 1& perte en argent est plus forte ; eUe est plus faible quand les mineraù» oontiniiDeQt de la pyrite de fer, qui détermine une agglomération par* tiell^ dès le eommeocement de r^pératian, et s'oppoae ainsià TenU'ainement des matières fines pendant le tra<* vail ; elle est plus grande dans le grillage des minerais blendeu)^, bien que le sine ne donne aucun composé volatil, parce que le sulfure* Toxyde et le sulfate de zinc empêchent ou retardent beaucoup l'agglomération ; les minerais restent longtemps à Téiat pulvérulent, et pendant les ràblages le courant gaaeux entraîne une plus forte proportion de matières fines.

Quelle que soit du reste la cause véritable de la perle en argent^ il est bien constaté qu'elle est plus forte dans le grillage des minerais chargés de blende^ et qu'on re^ cueille dans les appareils de condensaUon une phis grande quantité de fumées notablement argentifères; ie traitemeût de ces fumées est rendu dilfioile par l'oxyde et le sulfote de ^inc qu'elles conUenni»t.

Les mioeraÎB grillés, plus ou moins fortement agglo**mérés, pnesquie toujours très>-poreux , présentent dans la fonte au four à manche des diffieultés très-grandes, surtout quand ils oootienneni beniioMp d'oKydsda sine. Je suppose, pour fixer les idées, que le four soit élevé, que la fonte soit conduite à très«-hauis températuDe, et qu'on emploie les minerais de fer calcinés pour proéuire r^^ent de réduictfon du plomb à Tétat méialliqae.

Dans la partie supérieure du four l'oxyde die ztnc contenu dans les minerais grillés est partidlemeni té* dftiit» le métal ae volatilise quand les charges arrifisat à

DES mimAia db nom âMmnpÈiŒs. 159

une température un peu dupérianre au rouge sombre, c'est-à-dire biaa avaut la fuaioa de» matières chargées. Le métal ne peut donc pas agir utilement pour réduire les compoeée du plomb ; la vapeur de aine est en mélange avec différents gas, et notamment avec de Tacide carbonique et de la vapeur d'eau, il se reproduit près du gueulard une certaine quantité d'oxyde de sine : une partie seulement du métal est entraînée jusque dans les appareils de condensation.

L'oxyde de sine reproduit au-dessous du gueulard forme» avec utie autre partie du métal condensé par suite de rabaissement de la température, des cadmies résistantes qui s'attachent aux parois du four et s'op^ posent, au bout de peu de temps, à la descente régulière des charges. Il faut les détacher à coups de ringard et les enlever quand cela est possible. Il en résulte pour les ouvriers l'obligation d'un travail pénible et pour Tailure du four un dérangement quelquefois important*

Dana la sone inférieure Toxyde de sine se combine peu à peu avec la silice et retarde la fusion complète des silicates ; il n'est pas réduit facilement par le fer métallique et n'empêche pas raction de ce réactif sur les composés du plomb. I«e combustible, qui se mélange ton*' jours partiellement avec les charges » à une certaine distance de la tuyère, détermine la réduction plus ou moins complète de Toxyde de zinO| le métal se volatilise et sa vapeur ne peut agir que très-imparfaitement siur les silicates; elle ne contribue pas notablement à l'appauvrissement des soories, elle se condense en partie dans le haut du four« elle est en partie entraînée jusque dans les chambres de condeusation .

Les scories produites contiennent encore de l'oxyde de zinc, et ne peuvent être suffisamment fluides que si la quantité relative de cet oxyde est faible, c'est-à-dire

160 mtmomB de TRAimmT

qu'on doit passer dans les lits de fusion un assez grand excès de matières non zincifères, capables de produire des silicates très-fusibles ; le poids des matières à fondre est augmenté par suite de la présence de l'oxyde de zibc dans les minerais grillés. Le plomb d'œuvre obtenu ne renferme ordinairement que peu de zinc, la température étant assez élevée pour empêcher la combinaison des deux métaux.

J'ai supposé les minerais parfaitement oxydés, mais cela n'a pas toujours lieu ; il est donc important d'examiner ce qui se passe quand les lits de fusion contiennent assez de sulfures et de sulfates pour qu'il y ait production de matte. Le sulfure de zinc contenu dans les minerais imparfaitement grillés est partiellement oxydé par la vapeur d'eau dans la zone supérieure, mais cette action est faible, la plus grande partie de ce sulfure entre en combinaison avec le sulfure de plomb, en contact immédiat avec lui, el commence la formation de la matte. Les sulfates terreux et métalliques que renferment les minerais agglomérés, rendus poreux par la présence des composés infusibles du zinc, sont réduits en partie par les gaz, dont l'action réductive est plus facile, en raison de la grande porosité des minerais grillés : de là résulte une nouvelle quantité de sulfures qui se réunissent à ceux qui ont échappé à Toxydation pendant le grillage, et à la vapeur d'eau dans le haut du four à manche.

IJ se produit donc, toutes choses égales d'ailleurs, plus de matte dans la fonte des minerais blendeux que dans le traitement des galènes à gangues terreuses; il s'en formerait bien plus encore si on mélangeait du charbon ou du coke dans les lits de fusion, parce qu'alors une plus grande partie des sulfates serait décomposée en produisant des sulfures.

DES imiERAIS DB PLOMB AHCSNTirÈRES. 161

La matte contenant du sulfure de zinc est peu fusible ; elle tombe moins rapidement dans le creuset, reste plus longtemps en contact avec les matières oxydées, dans la ïone inférieure; elle peut agir assez énergiquement comme réductif de l'oxyde de plomb combiné avec la silice, par les sulfures de zinc, de calcium et de barium qu'elle renferme. C'est la seule action utile de la blende dans tout le traitement ; elle a cependant aussi le désavantage d'augmenter la proportion d'oxyde de zinc des scories, et par suite de les rendre encore moins fusibles.

La volatilisation du zinc augmente beaucoup la perte du plomb et de l'argent. L'état poreux des minerais grillés permet la réduction, dans la zone supérieure, d'une partie notable de l'oxyde de plomb : le métal produit donne des vapeurs abondantes pendant sa chute dans le creuset et entraîne aussi de l'argent. Pour ces deux motifs, la présence de la blende dans la galène augmente les pertes en plomb et en argent, dans la fonte au four à manche bien plus encore que pendant le grili|ge. Les fumées recueillies dans les chambres de condensation contiennent beaucoup d*oxyde et de sulfate de zinc ; leur traitement, soit dans le four à manche* soit dans un four spécial, détermine la réduction à peu près complète de Toxyde de zinc, et le métal, en se volatilisant, entraîne encore beaucoup de plomb et d'argent; on retire des fumées une proportion plus faible des deux métaux utiles.

Dans le mode de traitement que j'ai supposé, dans lequel on emploie des minerais de fer comme agent principal de la réduction du plomb à l'état métallique, les plus graves inconvénients résultant de la présence de la blende sont :

L'augmentation des pertes par volatilisation dans le grillage» dans la fonte et dans le traitement des fumées ;

TOVB II. 11

162 iitam>Ei m twwMsm

Ia formation d'une pliii grande quantité de matte, moins fluide que les mattes ordinaires, contenant* du sulfure de zino, et présentant par conséquent les mêmes dificultés que les minerais biendeux;

La présence de roiyde de zinc dans les scoriest qui par là sont rendues moins fluides et retiennent des grenailles : on ne leur donne la fluidité convenable qu en augmentant la proportion des fondants, ce qui ralentit l'opération et rend les frais plus élevés;

Lia production de cadmies et d'engorgements audessous du gueulard.

Le plus grave de ces inconvénients est certainement le premier, l'augmentation des pertes par volatilisation ; c'est celui dont il importe le plus de diminuer Tinfluence : il faut donc apporter les plus grands soins dans le grillagé, obtenir l'oxydation à peu près complète et ajouter aux minerais, avant de les charger dans les réverbères, les fondants nécessaires pour obtenir une forte agglomération et la décomposition des sulfates. Dans la fonte au four à manche des minerais ainsi préparés, il est utile de passer tm excès de scories siliceuses qui préservent, au moins en partie, l'oxyde de zinc de la ré* duction, et servent à donner aux scories sortant du four la fluidité convenable .

Malgré ces précautions, on ne parvient pas à empêcher la volatilisation d'une certaine quantité de zinc dans la fonte, mais on la diminue autant que cela est possible et on évite en grande partie la formation de la matte.

Ces précautions ne sont applicables que pour des minerais peu chargés de blende ; car s'il s'agissait de scorifîer une proportion considérable d'oxyde de zinc, il faudrait employer trop de fondauts, la consommatiou de combustible serait énorme, et le fer, devant agir sur une grande masse de silicates, devrait être produit en quan**

DES MOIBBéii M PLOIO AAfKRnFÈlŒfl. i65

tité beaucoup plus forte que dana k traitement des minerais ordinaires. Non-eeulement les frais de l'operation seraient très-élevés» mais, en outre, les pertes en plomb et en argent deviendraient très-fortes, par suite de Tappauvrissement des lits de fusion, et en raison de la température élevée nécessaire pour fondre un peu rapidement une masse considérable de matières.

Dans le cas des minerais très-chargés de blende, on est obligé de se débarrasser d'une grande partie de l'oxyde de zinc par la volatilisation du métal, on doit se résigner aux pertes qui en résultent pour les deux métaux utiles, et aux embarras qui sont causés par la réoxydation partielle du zinc volatilisé. On facilite la réduction de Toxyde de zinc en ne poussant pas très-loin l'agglomération qui termine le grillage, et en mélangeant du charbon ou du coke dans les lits de fusion de la fonte au four à manche. Ces deux moyens ne doivent jamais être employés quand la blende n existe qu'en proportion assez faible pour qu on puisse scorilier aisément Toxyde de zinc qui est produit par Toxydation des minerais.

Les considérations que je viens de présenter démontrent qu'il faut adopter une marche bien différente, suivant la teneur en blende des minerais mis en traite** ment.

Quand la blende n'est pas en quantité trop forte, il faut oxyder complètement, agglomérer très-fortement les minerais, les passer ensuite au four à manche avec un excès convenable de scories ou de matières siliceases, ' en employant le fer comme principal agent de la réduotion du plomb.

Dans le cas des minerais irès-chargés de blende» on doit encore oxyder complètement les minerais, mais il importe de ne les agglomérer que très-légèrement et d'employer le combustible solide, charbon de bois ou coke,

164 irtrâODES DE TQAlTBmiT

pour agent de réduction dans la fonte au four à manche.

Dans le second cas, la fonte est très-difficile à conduire, les pertes en métaux utiles sont considérables ; on doit toujours examiner s'il n'y aurait pas une véritable économie à débarrasser la galène d'une grande partie de la blende par la préparation mécanique.

Entre ces deux méthodes, le choix est impossible à ftiori pour un minerai blendeux donné, quand on n'a pas pour se guider les expériences faites dans une usine voisine et sur le même minerai ; il faut nécessairement essayer successivement les deux méthodes et comparer les résultats obtenus, ou même chercher s'il n'est pas possible d'arriver à des pertes moins fortes, h des frais moins lourds, en volatilisant seulement une partie du 2inc et en scorifiant l'autre partie.

On considère généralement les pyrites de fer comme facilitant le traitement des minerais blendeux ; il n'est pas inutile de rechercher sur quels principes théoriques est fondée cette opinion des praticiens. Je ne dois ici considérer que les minerais relativement peu blendeux ; pour les minerais très-chargés de blende, les pyrites ne pourraient avoir d'action notable que si elles étaient elles-mêmes en assez grand excès, et dans ce 6as, en présence de la blende et de la pyrite, toutes les deux en quantité considérable, les minerais seraient trop pauvres pour être traités avec avantage, à moins d'une teneur exceptionnelle eu argent.

Dans le four de grillage, la présence de la pyrite détermine une agglomération partielle, qui s'oppose à Tentratnement des matières fines pendant le travail incessant des ouvriers : la perte en argent est donc un peu diminuée ; Toxyde de fer produit dans la première période facilite ensuite Tagglomération, pourvu toutefois que les gangues siliceuses ou les fondants quartzeux