TOUS I

498 TRAITEMENT DES UffifciUfcft NUtfcfcft ET ARGENTIFÈRES

trè»-pfett dé fer et d arsenic, renfermant m$i dfe SoUfre pour que sort affinagte sait facile, et dteè scories suffisamment pauvres poiir être jetées satt* causer Utte perte trop grande eu cuivre. On ne peut pas transporter les sebKeS aux usines qui traitent les minerais, patte que ta distant est trop grande, et, d'ailleurs, on ne sautait tràilèr âtti scories riches dans les premières fontes pou? mette, sdttt changer entièrement les conditions dans lesquelles tees fontes sont faites.

On ne peut atteindre le premier de ces deiii résultats, euivre noir très-pur et contenant du soufre, qu'en ajoutant aux résidus des matières sulfurantes, qui puissent absorber, et réuhir dans «ne matte^ le fer ameûé à l'état métallique par F action rédUctive des gaz et du corUbtistiblé. Ces mêmes matières sont indispensables pour enlever àiii silicates produits dans le fourneau le cuivre qu'ils contiennent à l'état d'oxydule. L'arsenic ne peut être expUlftê qu'en partie et par une action réductive faible longtemps prolongée, à une température peu élevée j c'est-à-dire que les charges doivent descendre lentement daUft un fourneau très-haut et dont les diàlôhisiôns horizontales soient assez fortes. Cette dernière condition oblige à produire ' des scories très-facilement fusibles et composées principalement cfe silicate de fer; le fondant principal doit donc être le quartz; il ne doit y avoir dans tas lit* de fusion que très-peu d'alumine et de chaux*

Enfin, on ne peut obtenir le produit secondaire, fat matte, qu'en très-petite quantité, et par conséquent là scorie ne saurait être complètement privée dé cuivre £ar l'action du sulfure de fer ou par celle du sulfura de 0*1* cium (provenant du sulfate de chaux); il est dune indft£» pensable de diminuer, autant que possible, la perte en cuivre en ne chargeant que très-peu de scories* Mtàft alors en s'expose au danger d'une réduction trojp som^

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plète du peroxyde de fer,- c'est-à-dire à n'avoir que du cuivre noir très-chargé de fer, ou même à voir se former des loups dans le fourneau. Il faut donc mélanger assez intimement les résidus cuivreux avec une partie du fondant , afin que le silicate de protoxyde de fer puisse se produire en grande partie sans l'intervention des scories chargées. Le mélange de l'argile avec les résidus est dbnc nécessaire aux réactions chimiques aussi bien qu'à la consistance des briquettes.

Ces considérations étant posées, j'indiquerai en peu de mots les réactions principales qui ont lieu dans le fourneau, à mesure que les charges descendent lentement du gueulard jusqu'au creuset.

Dans toute la partie supérieure, dans laquelle la température n'est pas assez élevée pour le ramollissement des scories et pour la formation du silicate de protoxyde de fer j les matières chargées s'échauffent progressivement, l'oxyde de carbone réduit l'acide arsenique et les oxydes métalliques; une partie de l'arsenic est volatilisée à l'état d'acide arsénieux > l'oxyde de cuivre est décomposé presque complètement, et le peroxyde de fer ne doit être ramené qu'à l'état de protoxyde. Le sulfate de chaux est progressivement transformé en sulfure de calcium ; les pyrites de fer ne peuvent subir d'autre altération qu'une distillation partielle : le soufre qu'elles perdent doit être absorbé, au moins en grande partie* par le cuivre métallique.

Un peu plus bas dans le fourneau, les scories chargées commencent à entrer en fusion et à former des silicates avfcc le protoxyde de fer et avec l'oxyde de cuivre incomplètement décomposé ; en même temps l'argile des briquettes forme également des silicates'fusïbles. avec les oxydes de fer et de cuivre. Les matières fondues n'éprouvent plus qu'une action réductive assez faible de la

part des gaz en mouvement attendant ; les mattes et les grenailles des scories, les sulfures de fer et de cuivre, provenant, l'un de la distillation des pyrites, l'autre de l'action du soufre volatilisé sur le cuivre amené à l'état métallique, le sulfure de calcium produit par là décomposition presque complète du sulfate de chaux, et le cuivre réduit, entrent en fusion, se mêlent assez intimement avec les silicates, et ne s'en séparent entièrement que dans le creuset.

L'oxydule de cuivre des silicates est réduit par les sulfures de fer et de calcium ; mais cette action ne peut être complète, parce que les sulfures ne sont pas en proportion suffisante.

Dans le creuset la température est assez élevée pour que les matières se séparent assez nettement par ordre de densités : au fond est le cuivre, retenant toujours un peu de fer et de soufre, et la presque totalité de l'arsenic qui n'a pas été volatilisé dans les parties supérieures du fourneau; au-dessus de lui est la matte nécessairement très-riche en cuivre, pauvre en soufre, et ne contenant que très-peu d'arsenic. A la partie supérieure la scorie renferme, comme base principale, le protoxyde de fer; elle contient encore un peu d'oxydule de cuivre, et la totalité de l'alumine de l'argile employée comme fondant ainsi que la chaux du sulfate de chaux, reproduite par l'action de sulfure de calcium sur l'oxydule de cuivre des silicates. Elle est très-fluide et se laisse aisément traverser par la matte et par le cuivre noir; mais, comme elle reçoit constamment les matières fondues qui tombent au-dessous de la tuyère, et qu'elle ne stationne pas d'abord dans un avant-creuset, comme dans les fours à manche ordinaires, elle contient encore des grenailles à sa sortie du fourneau par les deux lunettes. Celle qui est retirée du fourneau, dans les coulées de cuivre noir et de

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ma^te, renferme nécessairement encore une proportion plus forte de grenailles.

Ces réactions diffèrent un peu de celles que j'ai déjà précédemment expliquées dans l'exposé générai de la méthode de traitement des minerais de cuivre au four à manehe : il m'a semblé très-utile de les rappeler pour mieux faire comprendre les difficultés de la fonte pour cuivre noir au Mansfeld. Ces difficultés sont plus grandes que dans les usines qui traitent des minerais pyrite ux, parce qu'on n'a pas d'opérations dans lesquelles on puisse repasser les scories riches : il faut obtenir

'des scories pauvres, en même temps que du cuivre noir assez pur, en fondant un produit cuivreux entièrement oxydé.

Des variations, même assez faibles, dans la chaleur développée au bas du fourneau, dans l'énergie réductive au-dessus de la tuyère, produisent des résultats trèsdéfavorables, du cuivre noir trop chargé de fer, ou des scories trop riches en cuivre pour être jetées.

Quelque habile que soit le maître fondeur, il ne peut éviter des variations assez notables ; le cuivre trop ferreux doit être passé à l'affinage mélangé avec une proportion plus ou moins forte de cuivre plus pur, et surtout contenant un peu de soufre en excès. Les scories riches doivent être fondues à la fin des campagnes, avec addition de pyrite de fer. On en retire ainsi une certaine quantité de cuivre noir et de matte , en* même temps que cette fonte des scories lave pour ainsi dire le fourneau, et ne laisse adhérente aux parois qu'une très-petite quantité

■ de matières cuivreuses. L addition des pyrites est indispensable toutes les fois que les scories riches contiennent de l'oxydule de cuivre; elle est moins utile quand la richesse en cuivre est due principalement à la présence de nombreuses grenailles.

Travail normal— La mise en feu du fourneau n'exige aucune précaution spéciale et se fait avec du charbon de bois; quand le four est sec et suffisamment échauffé, on charge des scories contre la warme, on met la buse en place et on forme le nez. Dès qu'il a pris les dimensions convenables , on peut commencée à passer les lits de fusion et remplacer le charbon de bois par du coke. Progressivement on force le vent et on augmente la proportion des lits de fusion chargés jusqu'à ce que le four ait atteint son allure normale, ce qui a lien généralement huit ou dix jours seulement après la mise en feu : à ce moment, on peut passer en vingt-quatre heures de 7 à 8 tonnes dé lits de fusion , on lanie de 5 à 6 kilogrammes d air par minute , à la pression de 0m,025 de mercure, et en brûle dô i\35 à t*,45 de coke.

On peut assez habituellement maintenir le fourneau en bonne marche pendant neuf à' dix semaines, mais en augmentant peu h peu la quantité de vent et la proportion de coke, à mesure que les parois étant rongées par les scories basiques le vide intérieur devient plus grand. On met hors feu quand les scories ne prennent plus une fluidité suffisante, bien que la consommation de coke soit beaucoup augmentée. Avant de terminer la campagne, on refond les scories riches produites* et qui n'ont pu être passées dans les lits de fusioji.

La durée la plus ordinaire des campagnes est de deux mois à deux mois- et demi.

Personnel. — La conduite d'un fourneau exige 8 ouvriers spéciaux, fondeurs et chargeurs, et 2 manœuvres: les fondeurs et les chargeurs travaillent par postes de douze heures, et alternent à la fin de chaque semaine les postes de nuit'et de jour. Le travail le plus pénible est celui des coulées, qui sont faites quatre fois en vingtquatre heures ; aussi faut-il 3 fondeurs par poste.

uura us MAanwi. 805

Toute lit fpate ast conduite ppr un maître fondeur, payé 1,QÛQ franos par an ; les autres ouvriers peuvent gagner de) fo. 50 c. àS fr. 50 c, en moyenne, S francs par poste.

Jfaduif*. — L'opération donne trois produits principaux : les «caries, la matte et le cuivre noir.

Les scories ne contiennent pas plus de 35 pour 100 de silice, et rarement plus de 1 pour 100 d'oxydule de cuivre : elles sont très-fluides pendant la plus grande partie de la campagne, et renferment des grenailles en proportion très-variable. On doit causer au marteau toutes les scories, aussi bieq celles qui coulent librement par les deux lunettes que celles qui sont enlevées de* bassins extérieurs au-dessus de la matte. On met de câté toutes celles qui paraissent un peu riches; une partie peut être passée dapp les lits de fusion, 1 -autre est réservée pour la fin de la oampagne. Il est c|if&cile de connaître la teneur réelle des scories jetées : je ne crois pas qu'on puisse l'évaluer à moins de 2 pour 1QQ,

On n'obtient ordinairement que très-peu de matte, de 8Q à 1QQ kilogrammes eq vingt-quatre heures ; sa préseQpe est une condition* essentielle de la p^yreté relative des scories et de la pureté du cuivre ; le maître fonder repçqnatt, à la quantité (Je matte, obtenue à chaque cftulée, les modifications qu?U fioimapt d^ppprter aux charges ; il augmente qu diminue la proportion des matières sulfurants, suivant que la quantité de matte est plus faible ou plus forte. Elle contient ordinairement de 64 à 65 pour 100 de cuivre, et doit être en entier repassée dans les lits de fusion.

Le çuiyre noir est enlevé sous forme de rondelles des basçjps de coulée ; il est en général $$ç% ppr et sa teneur en cuivre dépasse 02 pour 100.

Considérations économiques. — Je prendrai pour exemple* tje* frais çfc }& fppfà pqitf cuivre rçpir les résultats

donnés par une campagne de 65 jours , considérée comme assez bonne, et pendant laquelle on a fondu : 335 tonnes de résidus cuivreux, avec 33',50 d'argile» 30 tonnes de sable quartzeux, 16 tonnes de pyrites ou sulfate de chaux. On a brûlé 3^55 de charbon de bois pour la mise en feu et 91 tonnes de coke.

On a produit 173 tonnes de cuivre noir, contenant environ 0,94 de cuivre pur, soit 162 tonnes.

Deux fourneaux ont suffi pour le traitement de tous les résidus, en neuf campagnes; on a produit 1,500 tonnes de cuivre noir, contenant en moyenne 94 pour 100 de cuivre pur, soit 1,410 tonnes, tandis que les mattes soumises à l'extraction ne contenaient que 1,347',65. La différence est due aux Scories d'affinage passées dans la fonte pour cuivre noir. On peut évaluer approximativement à 60 tonnes la quantité de cuivre contenue dans les scories jetées.

Dans la campagne prise pour exemple, les frais spéciaux ont été :

Charbon de bois 3',35 à 42 francs ..... 140 fr. 70 c.

Coke 9l>00à58 — 5,278 00

Fondant 63,50 à20 - 1,270 00

Matières sulfurantes... 16,00 à 30 — 480 00

Main-d'œuvre 694 journées 1,476 00

Oulils réparations, frais divers 000 00

Frais spéciaux de la campagne 9,544 fr . 70 c.

soit par tonne de mattes envoyées à l'extraction, ou par tonne de résidus cuivreux :

Charbon de bols 0*,010 Ofr.420

Coke.... 0,268 15 544

Fondant 0,190 3 800

Matières sulfurantes 0,047 1 410

Main-d'œuvre 2J,071 4 400

Outils, réparations, frais divers 2 686 ^

Frais spéciaux rapportés à 1 tonne de résidus. . . 28 fr. 2tiO Cuivre noir, produit 0*^14, contenant, cuivre 0*,484

DAH8 LE MAKSFELD. 505

Soit, enfin, par tonne de minerais :

Charbon 0i,00089 Ofr.087

Coke 0,0238 1 380

Fondant....... 0,0169 0 338

Matières sulfurantes 0,0042 0 196

Main-d'œuvre 0j,184 0 302

Outils, réparations, frais divers 0 239

Frais spéciaux rapportés à 1 tonne de minerais. . . 2 fr. 512 Rendement en cuivre noir. 0t,0458, contenant, cuivre. 0»,0430

L'affinage du cuivre noir est fait, à l'usine de Saiger- *•-' 1 hutte, dans des petits foyers, et en suivant la méthode que j'ai déjà décrite précédemment ; je ne crois pas devoir insister sur cette opération; je ne citerai que les nombres les plus importants.

On opère sur 260 kilogrammes de cuivre environ, et l'affinage dure à peu près régulièrement quatre heures et demie : on obtient près de 85 pour 400 de cuivre rosette, et de 16 à 17 pour 100 de crasses ou scories riches, qui sont transportées à l'usine de Gottesbelohnùng, et passées dans la fonte pour cuivre noir.

Comme on ne peut travailler que pendant le jour, on fait dans chaque foyer deux opérations en hiver et trois en été. Le travail est toujours interrompu les dimanches et fêtes. Un foyer sert à l'affinage de 190 tonnes de cuivré noir dans Tannée : il ne faut donc pas moins de huit foyers pour les 1,500 tonnes de cuivre noir, produites par les minerais extraits en 1850.

L'usine occupe 18 ouvriers, sous la surveillance d'un maître affineur. Elle a consommé dans l'année 1,268 tonnes de charbon ; la brasque, les outils et les réparations ont coûté 7,557 francs.

Les frais spéciaux de l'affinage des 1,500 tonnes de cuivre noir ont été les suivants.

508 TRAITEMENT DES MINEBAIS PAUVRES ET ARGENTIFÈRES MINERAIS RÉFRACTÂMES.

Main-d'œuvre l',8696 3 fr. 947

Bois 0i,U26 2 149

Charbon 0,3850 16 170

Coke 0,0161 0 933

Pondants , 0,3972 5 710

Frais divers 1 031

Broyage, porpbyrfeation, affinage 0 349

Frais spéciaux du traitement 30 fr. 289

Produits : Argent 0k,066

Cuivre 0t,0265

Métaux perdus dans le traitement et d'après les essais :

Argent..... 0

Cuivre 311,30, soit environ 11.7 pour 100 du cuivre contenu.