CHAPITRE II Métallurgie de l'argent

Lorsqn'on est en pn^sence des minerais d'ai^cnt que nous venons d'éDuniérer, il faut, pour obtenir le mélal-argeot, l'extraire de ces minerais plus ou moins complexes dans lesquels il est incorporé. L'argent natir lui-même, qui offre le plus souvent l'aspecl, non de blocs massifs immédiatement utilisables, mais de fines cristallisatioDS noyées dans des conglomérats siliceux ou autres qui constiluenl leurs gangues, doit eu être extrait.

Quels sont les procédés employés à cet effet?

D'une façon générale, on peut dire que les méthodes d'extraction du métal-argent consistent à absorber l'argent contenu dans le minerai au moyen d'un corps dont on pourra ensuite le séparer aisément.

Ces corps dissolvants de l'argent sont de plusieurs sortes. Les deux plus usités et le plus anciennement connus sont le plomb et le mercure ; on y ajoule aujourd'hui des dissolvants liquides tels que les acides cblorydrique, sulfurique, acétique, etc..

Le plomb jouit de la propriété d'absorber l'argent lorsqu'il est fondu en sa présence et que la température dépasse 400°. Il suffît donc, pour provoquer un alliage plomb-argent que la masse minérale dans laquelle est incoporé l'argeat soit mise en fusion en contact avec du plomb ; celui-ci peut se trouver naturellemeot dans le minerai ou être ajouté sous une forme quelconque (minerai, grenaille, etc.). Une fois cet alliage obtenu il suffira de séparer les deux métaux, ce qui est réalisé au moyeu de divers procédés qui seront examinés plus loin.

Le mercure est un dissolvantextrêmement énergique de l'argenl. Liquide à la température ordinaire, il agit par simple contact sur l'aident à l'état métallique. Cet alliage mercure-ar-

334 LËOX POLIBR.

gent porte le aom d'amalgame, il se sépare facilement eo ses deux élémeots par une simple dislillation. La diriicuUé est seulement défaire parvenirl'argent,lorsqu'îlest sous forme de chlorures ou de sulfures, à l'état métallique, coaditioa esseatielle pour la formation de l'amalgame. On verra comment on l'obtient.

Enfin, les acides dissolvants de l'argent, agissent soit en absorbant l'argent, soit en le laissant au contraire dans les résidus.

Il résulte de ce qui précède, que l'on peut classerles procédés d'extraction de l'argent en plusieurs catégories :

1° La voie ignée ou sèche qui est celle dans laquelle intervient le plomb et qui exige, en conséquence, le traitement par le feu.

2" La voie humide qui est celle de la mélbode par le mercure ou par les acides. Mais, en réalité, la voie humide exige toujours, à un litre quelconque, l'application de la chaleur soit avant (grillage du minerai), soit après (distillation), soit même, en une certaine mesure, pendant l'opération (procédé d'amalgation à chaud). C'est donc plutôt une voie mixte.

Enfîn, une troisième méthode, la plus récente, théoriquement applicable à la plnpartdes minerais, mais utilisée en pratique seulement pour les pyrites cuivreuses argentifères, est la voie électrolgiique encore peu répandue.

Nous allons brièvement examiner les deux premières méthodes, surtout au point de vue des progrès faits et de leurs avantages économiques respectifs.

1° Voie sèche ou ignée.

Cette méthode d'extraction de l'argent comporte deux phases principales et bien distinctes. La première consiste essentiellement-dani^ une fusion qui a pour but d'obtenir l'alliage plombargent, c'est-à-dire de réaliser l'absorption de l'argent par le plomb. La seconde a pour but, au contraire, d'obtenir ladésargentation de cet alliage qui porte le nom deplomb d'œuvre lorsque sa teneur en argent est assez forte pour supporter la désargentation.

A. La première opération du traitement par voie ignée, qui porte le nom A'cmplomhage, n'a pas subi de grands perfectionnements depuis les anciens qui ont connu depuis des temps très

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reculés le procédé d'extraction par le plomb. D'ailleurs, celle opération est simple puisqu'il s'agit seulement de mélanger le minerai d'argent au plomb en fusion : ic.s seuls progrès qu'il fût possible d'accomplir ne pouvaient consister que dans l'augmentation de la puissaoce des appareils et des quantités traitées. Dans le four rond, dit castillan, on ne passait, il y a cinquante ans, que 7 a 8 tonaes du lit de fusion co â4 heures. Aujourd'hui, au four Piiz, on passe 30 à 40 tonnes dans le même temps.

B. La seconde opération, au contraire, a subi, dans la seconde moitié du siècle dernier, des modifications et des perfectionnements d'une grande importance économique : la désargenlation du plomb d'œuvre s'opëi-e toujours dans tous les cas, et suivant un procédé très ancien, au moyen de la coupellation, que nous décrirons plus loin. SeutemenI, les plombs d'œuvre ne peuvent être coupelles que s'ils ont une teneur minima de 8 à 9 kilogs d'argent à la tonne. Il en résulte donc que tous les minerais peu riches, tels que les plombs argentifères où la proportion d'argent est moindre que 1 0/0, ne peuvent se transformer par la fusion qu'en plomb d'œuvre non susceptible de coupellation.

Tant que la coupellation directe fut le spui procédé connu de désargenlation, l'argent contenu dans les minerais pauvres demeura iaexploi table. Mais on sait, actuellement, avant de soumetlrc les plombs d'œuvre â la coupellation, leur faire subir un traitement qui a pour but d'augmeoler leur teneur en argent au mojea d'une coaceniration de l'argent qu'ils contiennent dans une quantité réduite de plomb d'œuvre. Tout plomb d'œuvre, pour si pauvre qu'il suit, peut donc, après un enrichissement préalable, être soumis avec succès à la coupellation; ce qui revient k dire que tout minerai d'argent peut être aujourd'hui utilement exploité.

Il y a deui procédés présentement utilisés pour enrichir les plombs d'œuvre. L'un, découvert par Pattinson en 1839, mais devenu pratique lorsqu'il pr't, une trentaine d'années plus tard, des formes induslrielles mécaniques, porte le nom de aistalîisation oa de patlininniiaffe. L'autre, postérieur à celui-ci (1832), utilise une propriété particulière du zinc et porte le nom de singaffe.

Nous étudierons successivement ces procédés d'enrichissement des plombs d'œuvre, avant de décrire la coupellation qui demeure

f36 t^ON POLIER.

' toujours l'unique procédé coanu pouropérer la sép&ralion définitire de l'argent et du plomb.

a) Patlinionnage.

Le paltinsonnage est uae opération qui consiste essenliellenient à séparer un plomb d'œuvre dont la teneur en argent est tnsurfisante, cd deux parties, l'une appauvrie en argent, l'autre dans laquelle au contraire l'argent se trouve concentré. Il est basé sur la propriété que possède le plomb argcnlifère foodu de se décomposer, lorsqu'on le laisse se refroidir lentement, en une partie liquide riche en argent el une partie solide,* pauvre en argent, qui est formée de cristaux' (d*où le nom de crisiallisatiorf que l'on donne aussi au pattinsonnage).

Pendant que se refroidit le plomb argentifère fondu, on voit apparaître de petits cristaux dans la masse. Un ouvrier, au mojen d'une grande écumoire puise au fond de la chaudière à mesure qu'ils se forment, ces petits cristaux qui se séparent comme des grumeaux du liquide mAme. Ils sont, au fureta mesure, déversés dans une autre chaudière, et cette opération est poursuivie jusqu'à ce que l'on ait épuisé, par cette transformation en cristaux aussitôt retirés, les deux tiers environ du plomb argentifère traité. A ce moment, le résidu, appelé cu/o/, est d'uueleneur en argent double de ce qu'elle était dans le plomb primitif, tandis que les cristaux sont à une teneur sous-double. Ainsi, la masse primitive de plomb, supposée de 9 tonnes à 100 grammes d'argent à la tonne, est divisée en un culot de 3 tonnes à 200 grammes d'argent k la tonne, et en une masse de cristaux de 6 tonnes A 50 grammes d'argent à la tonne*. Parfois aussi, pour les plombs très pauvres, on pousse la division au huitième, el le résidu est dès lors d'une teneur en argent triple de celle du plomb prîmilif.

D'ailleurs, l'opération nes'arrète.|)asàcette première division. Le principe que tout plomb argentifère peut être séparé en cristaux h basse teneur el en résidu à teneur concentrée, est général. Les cristaux et le culot obtenus à la suite de la première cristallisation peuvent être donc eux-mêmes, après fusion, soumis à une

' Schnabel, loc. cit., p, -iTiî.

» V. Roiw»g, L'argent et l'or, p, 64-65.

LA PRODUCTION DB l'arGEM, 237

nouvelle crislallisation qui s'opère daos les mêmes conditions. Et, ea coDtÏDuaut ainsi le dédoublement au inoyea d'une série de cristallisations, on arrivera progressivement à se trouver en présence, d'une part d'un plomb très pauvre en argent et marchand, et d'autre part à du plomb 1res riche et d'une teneur propre à subir la coupeltation.

Ea pratique, ces opérations de fusion, dé crislallisation et de dédoublements successifs se poursuivent dans des balteries de chaudières rangées les unes à la suite des autres, en nombre el en ordre tels que le Iravail se poursuive de façon continue.

L'enrichissement du plomb d'œovre au moveo du procédé Pattinson peut être poussé jusqu'à 2,5 0/0; l'appauvrissement des cristaux ne peut industriellement pas être poussée au-dessous de 0,001 0/0. La perte en plomb est environ de 3 0/0, celle en aident de 1,5 0/0'. La dépense en combustible est de 20à 25 0/0 du poidsdu plomb d'œuvre primitif; les opérations sont longues et exigent beaucoup de main-d'œuvre.

Ces divers inconvénients ont fait presque partout abandonner le pattinsonnage manuel. Dans toutes tes usines du continent, celle de Preyherg exceptée, il est maintenant remplacé par le zingage. Aux États-Unis il est également peu employé. Lorsqu'on est resté Hdèle, pour des raisons variables au procédé de la cristallisation, on a du moins remplacé la manipulation à bras d'hommes par divers procédés perfectionnés de pattinsonnage mécanique.

Les plus connus sont le procédé Boudehen et surtout le procédé Luce et Rozan.

Ces deux procédés ont pour objet de remplacer autant que possible le travail de l'ouvrier par un travail mécanique. Le brassage du liquide est réalisé soit au moyen de machines soit au mojen de la vapeur d'eau en tension (procédé Luce et Rozan). En outre, au lieu d'opérer le dédoublement par épuisemeut des cristaux, c'est le résidu qui est enlevé par soutirage, les cristaux étant retenus par une griffe mclatlique, d'où le nom de procédé par sùutirage qui est donné à la fois à ces deux traitements.

Les avantages du procédé Luce et Rozan sont considérables

■ Schnabcl, Métallurgie, p. 469 et VÏ6,

23ft L&ON POLIER.

par rapport au pattiosonnage manuel. La rapidité est plus grande : pour opérer le dédoublemeot d'une chaudière de 36 tonnes, trente à quarante minutes suffisent'. L'économie du combustible et l'économie de la main-d'œuvre sont environ des 2/3; en outre, on n'a pas besoin comme pour le patlinsonnage ordinaire, de procéder au raffinage préalable des plombs bruts.

Pour donner une idée de l'économie réalisée, indiquons seulement qu'à l'usine de'Saiot- Louis-lès-Marseille, où sont travaillés des plombs espagnols, le coûl d'extraction par tonne de plomb était, avec le patlinsounage manuel, de 46 fr. 54, et avec le procédé Luce et Rozan, de 25 fr. 85. Mais l'appauTrissement du plomb n'est pas poussé au delà de 0,001 ou 0,002 0/0, comme dans le procédé manuel; la perte en argent est toujours de 1,5 0/0, celle en plomb, un peu moindre, de 2,1 0/0; et surtout les manipulations sont en nombre trop grand. D'après Roswag, le mouvement h faire pour obtenir le résultai est d'environ dhhuit fois la quantité de plomb d'œuvre à élaborer^.

A. tous ces points de vue, le procédé d'enrichissement par le zingage est infiniment supérieur.

b) Zingage.

Lorsque l'on fond du plomb argentifère, si l'on dépose dans le métal fondu une certaine quantité de zinc (1,5 à 2 0/0 du poids du plomb), si ensuite on chauffe le bain métallique jusqu'à ce que le zinc entre en fusion et si, enfin, on incorpore uniformément le zinc fondu dans le bain, il se forme à ta surface de ce dernier, dès qu'on abaisse la température, une croate ■ écumeuse. Celle-ci est constituée par un alliage ternaire de plomb, de zinc et d'argent, plus léger que le plomb fondu et qui a absorbé tout l'argent contenu dans le plomb argentifère. Elle peut être enlevée sans difficulté du bain métallique, qui se trouve dès lors diipouillé de son argent'.

C'est sur cette remarquable propriété du. zinc, d'absorber et de concentrer en des écumes aisément séparables du plomb, l'argent contenu dans le plomb d'œuvre, qu'est basé le procédé de

' Rosw«t', L'argent et l'or, p. 68.

^ Roswui;, ibid., p. 6<i.

* Srhnahûl, Métallurgie, p. il!

désargealalion connu sous le nom de z ingage. Le principe en fut découvert par Karsteo, en 1842. Mais il demeura longtemps inutilisable au point de vue industriel. La récupération du zinc était très difficile et il y avait, dans le traitement des écumes zingueuses, de grandes pertes en argent. Parkes fut le premier, en 1852 à l'appliquer dans les usines anglaises. Quelques usines alleniandes de la Prusse rhénane suivirent cet exemple ea 1860 ; et ce n'est qu'à partir de cette époque que le zingage, perfectionné et rendu vraiment pratique, commença à se répandre un peu partout el à remplacer progressivement le procédé Paltiason'.

Le zingage comporte deux opérations bien distinctes : la première a pour objet la formation de l'alliage ternaire, c'est-àdire la séparation du plomb argentifère, grâce à l'incorporation du zinc, en deux parties : !es écumes ou l'alliage ternaire, riche en argent, et le plomb désargenté. Mais it faut ensuite éliminer le zinc de l'alliage ternaire obtenu, afin de ne se trouver en présence que d'un plomb d'œuvre riche en argent qui sera ensuite traité par l'opération finale de la coupellation. Cette transformation de l'écume de zinc en plomb riche en argent est l'objet de la deuxième opération du zingage.

1" La décomposition du plomb argentifère est efrectué<; dans des chaudières en fonte ou en acier dont la capacité n'est jamais inférieure à 12 tonnes. Plus cette capacité est grande, plus on économise le combustible et surtout la main-d'œuvre. Aussi, aux Étals-Unis, les chaudières ne contiennent-elles jamais moins de 30 tonnes. Dans plusieurs usines, à Pittshurg par exemple, la capacité s'élève jusqu'à 50 et 35 tonnes.

La quantité de zinc qu'il faut mélanger au plomb fondu pour réaliser la désargentalion varie suivant la richesse en argent du plomb argentifère : elle est d'autant plus grande que te plomb est plus riche. Cependant, avec le plomb pauvre, on emploie relativement plus de zinc qu'avec le plomb riche, parce que le plomb n'absorbe jamais moins de 0,6 0/0 de zinc, retenu par le plomb et n'ayant aucun effet pour la désargentalion. li existe donc des proportions définies de zinc à incorporer au plomb argentifère pour le dépouiller de son argent. Mais, en

• RMwag, L'argent et for, p. 69; Schosbel, loa. cit., p. ilH.

pratique, on ae mélaage jamais d'un seul coup celte quanlîlé doDoée de ziac avec le plomb. On n'y précipite tout d'abord qu'une partie de ce zinc ; puis, après avoir entrait les écumes, on procède à une nouvelle fusiou et à une nouvelle incorporatioo de zinc, et aiaai de suite, jusqu'à répuisemenl de la dose totale du ztDc; ce qui se produit, en gcaéral, eu trois ou quatre fois. Si le plomb était aurifère, l'or est absorbé, en même temps que l'argent, mais complètement par la première dose de zinc*.

Par le procédé du ziugage, l'appauvrissement du plomb ar> gentifère est beaucoup plus complet que par le pattinsonnage : le plomb De renrermc plus que 0,0005 ou même seulement 0,0003 0/0 d'argeDt.

2' Après avoir obleou l'alliage ternaire des écumes, riche en argent, il faut éliminer le zinc pour ne conserver qu'un plomb d'œuvre propre à la coupellation.

Il existe un assez grand nombre de procédés pour obtenir l'éliminalion du zinc ; mais il n'en est que deui qui permettent de récupérer le zinc sous une forme utilisable et qui soient dès lors industriellement avaulageux : Ce sont le procédé par la distiU lation du zinc et le procédé de l'oxydation du zinc à l'aide de vapeur d'eau (procédé Cordurié).

La distillation est très simple : elle consiste à chauffer l'aitlage ternaire dans un appareil à distillation, jusqu'au point de fusion du zinc. Il se volatise et est recueilli sous forme de métal, tandis que le plomb riche en argent reste dans la cornue.

Quant au procédé de l'oiydalion, il consiste en la décomposition de l'écume riche en plomb riche d'une part, et en un mélange d'oxyde de zinc, d'oxyde de plomb et de plomb riche d'autre pari, au mojren d'une injection de vapeurd'eau en tension dans l'écume fondue. L'oxjde de zinc eât ensuite séparé de l'oxyde de plomb et du plomb riche qu'il a entraînés, par l'acide sulfurique ou par le carbonate d'ammonium dans lesquels il est soluble.

Ce procédé fournit le rendement en argent le plus élevé, mais il est compliqué et coûteux, surtout au point de vue de la perle en zinc; car les produits zincifères obtenus se vendent beaucoup plus mal que le métal que la distillation permet de reçu-

■ Schnabel, Métallurgie, p. 4Se et s. ; Roswag, L'argent et l'or, p. 69 et a.

LA PRODUCTION DE L ARGENT. 34t

pérer. C'est donc la distillatioD qui est le plus courammeat -usitée.

Le point d'arrivée du ziogage, comme du pattiasonnage, est an plomb d'œuvre riche en argcat. On y arrive dans [des conditions bien plus économiques et plus favorables ; La perte en plomb est plus faible : elle descend jusqu'à 1 0/0 et ne doit pas dépasser 2 0/0. La perte en argent est 1res faible : nous avons donné plus haut le degré d'appauvrissement auquel peut être amené le plomb argentifère. Enfîo, le plomb d'œuvre est enrichi jusqu'à iO et 12 0/0.

Il faut maintenant soumettre le plomb d'oeuvre résultant aussi bien du zingageque du pattinsonnage, à l'opération finale de la coupellation.

c] Coupellation.

La coupellation a pour but de séparer du plomb l'argent, ou l'argent et l'or contenus dans Iti plomb d'œuvre. Ce procédé, déjà connu des Égyptiens, repose sur la très remarquable propriété qu'ont les os de laisser filtrer dans leur intérieur, à 800 degrés, t'o\yde de plomb ou lilharge liquide, tandis qu'ils laissent parfaitement intacis à leur surface le plomb métallique et les métaux précieux, l'or et l'argent, également liquides'.

Pour procéder à la coupellation, on fabrique donc au moyen de cendres d'os calcinés, bpoyé's et malaxés avec de la potasse, un récipient appelé coupelle. On remplace aujourd'hui la cendre d'os par de la marne ou des mélanges d'argile et de pierre calcaire. Le plomb d'œuvre est fondu dans lacoupelleelsoumis à un courant d'air qui, léchant sa surface, oxyde le plomb, et le transforme en lilharge qui s'écoule à travers la sole de la coupelle par des rigoles que l'on y a ménagées. L'opération se continue ainsi jusqu'à ce que tout le plomb soit transformé en litharge : la masse du plomb d'oeuvre diminue à mesure que se forment l'oxydalion, et se rassemble au fond de la coupelle. Au moment où disparaît la dernière trace de piomb, la masse métallique en fusion qui n'est plus qu'un gâteau d'argent, s'irise puis lance lorsque s'éliminent les dernières traces de plomb, une vive lumière connue sous le nom A'édair. L'opération est dès lors terminée. On a d'un côté de la lilharge ou oxyde de plomb, de

* RoBwag, L'argfnl et Vor, l. I, p. 57.