FER ET POTASSIUM

potassium, en préparant du potassium dans un tube de fer par le procédé connu. Il s'était formé, en exposant pendant longtemps à une température élevée, des copeaux de fer à la vapeur du potassium. Le fer ainsi allié est très-flexible et quelquefois assez mou pour se laisser couper avec des ciseaux et même rayer par l'ongle ; il s'oxyde à l'air, décompose l'eau avec une vive effervescence et reprend bientôt ses propriétés primitives (1).

MM. Cal vert et Johnson ont annoncé qu'ils avaient allié le potassium avec le fer, en chauffant à une température très-élevée un mélange de limaille de fer et de bitartrate de potasse. Un mélange de 25 grammes de fer et 97*r.o0 de bitartrate, soit 3 équivalents de fer pour 2 de potassium, a donné un gros culot de 74.60 pour 100 de fer et 25.40 de potassium, correspondant à la formule Fe*K. L'alliage ressemblait à du fer malléable; il pouvait se forger et se souder; toutefois, il était si dur, qu'aux températures ordinaires un marteau de forge y laissait à peine son empreinte et qu'il n'était guère entamé par la lime. Malgré son association avec une telle quantité de potassium, le fer de l'alliage s'oxydait rapidement dans l'eau et à l'air. Dans une autre expérience, avec les mêmes proportions de fer et de bitartrate de potasse, mais avec addition de charbon finement pulvérisé, il se fit un alliage consistant en 81 .42 pour 100 de fer et 18.58 de potassium, correspondant à la formule Fe6K. Une couche mince de fonte surmontait le culot; mais, sous les autres rapports, il était identique au dernier. Lorsque du carbonate de potasse est substitué à du bitartrate, « on n'a pas de résultats. » Ces alliages, au point de vue de leur constitution atomique (2), semblent singulièrement définis.

(1) Recherches physico-chimiques, t. I, p. 238; 1811.

(2) Phil. Mag.t ocL 1855.

330 ALLIAGES DU fER.

FER ET GLUCIIflUM. ,

Suivant Stromeyer, on peut facilement allier ces métaux en chauffant fortement un mélange de glucine, de limaille de fer et de noir de fumée. Le composé est plus blanc et plus ductile que le fer (1). Davy obtint cet alliage en chauffant jusqu'au blanc de la glucine dans un mélange de fer et de potassium, et en décomposant par un courant énergique de la glucine légèrement humide dans une atmosphère d'hydrogène ; le fil de fer du pôle négatif se fondit et s allia avec le glucinium (2)-

FER ET BARIUM.

Gay-Lussac et Thénard essayèrent de réduire la baryte mélangée avec du fer en la chauffant à une température trèsélevée dans un fourneau à vent, avec addition et sans addition de charbon de bois, mais il n'y eut pas d'indice de réduction (3).

FER ET STRONTIUM.

Gay-Lussac et Thénard essayèrent encore de réduire la strontiane de la môme manière que la baryte ; le résultat fut également négatif (4).

Gay-Lussac et Thénard n'ont constaté aucun indice de séparation du calcium , en chauffant dans un bon creuset, à la température la plus élevée d'un fourneau à vent, un mélange de fer et de chaux, soit avec ou sans addition de charbon (5).

(1) Berzélius, Traité, t. H, p. 704. Gmelin Hand.t t. V, p. ?75.

(2) Gmelio, Handb., t. V, p. 274.

(3) Recherches physico- chimiques, t. I, p. 106.

(4) Ouvrage cité, p. 107.

(5) Recherches physico-chimiques, t. I, p. 107.

Berzélius ne produisit auctiii alliage déterminé de fer et de calcium, en chauffant fortement un mélange de limaille de fer, de chaux et de poussier de bharbon de bois (1), Karsteii trouva 0.i774 pour 100 de calcium dans du fer, médiocre comme ténacité et qui ne se soudait pas, quoiqu'il tie fut cassant ni à froid ni à chaud. Ce fer provenait de l'addition en grande quantité de carbonate de chaux, pendant l'affinage au charbon de bois (2). Nous avons entendu dire à des directeurs de forges que. lorsqu'on emploie des calcaires pour la chemise intérieure des fours à puddler, le fer fe Une propension à être rouverain. On remarquera dans beaucoup d'analyses de fonte du calcium en petite quantité. Ce que nous savons de l'action directe de ce métal sur le fer, fer malléable, acier ou fonte, est extrêmement borné et peu sérietifc.

FfeR fef MAGNÉSIUM.

En chauffant Un mélange de magnésie, de limaille de fer et de charbon de bois en poudre, Berzélius a reconnu des indices d'un alliage de fer et de magnésium (3). Karstfen ne découvrit pas de traces de magnésium dans le fer forgé qu'il analysa; et, autant que nos recherches nous ont permis de nous en convaincre) il n'y a pas de renseignement positif sur sort action vis-à-vis du fer malléable. Dans les analyses de fonte publiées il paraît quelquefois cotaime un des éléments, tuais en faibles proportions.

Les minerais de fer ainsi proprement appelés contiennent toujours le métal à l'état d'oxyde. Ils consistent en oxyde magnétique, en sesquioxyde, en sesquioxyde hydraté et en

(1) Traité, \. II, p. 704.

(5) Traité,l 11, p. 705.

carbonate de protoxyde, à différents degrés de pureté. Ils sont distribués à profusion et sur de grandes étendues à la surface de la terre ; la plupart se rencontrent dans presque toutes les formations géologiques, en filons, en amas ou en couches. Pour décrire simplement les localités où gisent les minerais de fer du monde entier, il faudrait des volumes. Nous ne nous voulons offrir ici aucune description de ce genre, même en abrégé. Les points essentiels à considérer dans un Traité de la métallurgie du fer sont la composition des minerais et l'influence des diverses matières qu'ils renferment sur la qualité du métal qu'on en extrait; c'est sur ces différents pointe que nous appelons spécialement l'attention. Une exception sera pourtant faite pour les minerais de fer anglais et pour quelques minerais étrangers d'un intérêt particulier, que nous exposerons d'une manière très-détaillée.

Oxyde magnétique de fer, magnétite. Fe'O*, ou FeO,FefO*. — A l'état pur, il contient 72.41 pour 100 de fer. On le trouve cristallisé, en masses ou divisé à l'état de sable, plus ou moins distinctement cristallin. On rencontre quelquefois le minerai de fer chromé dans le même état, en petits cristaux octaédriques, et il peut très-bien être confondu avec le sable de fer magnétique; ce qui le distingue immédiatement du dernier, c'est qu'il n'est pas magnétique. L'oxyde magnétique constitue l'un des minerais de fer les plus importants, et celui qui produit les plus belles qualités d'acier. Il est très-répandu sur le globe, dans les roches ignées et métamorphiques. On le rencontre en abondance à Gèllivara, dans le golfe de Bothnie, Laponie ; en Norwége ; à Dannemora, Tâberg et autres localités de la Suède; dans le Canada, à New-Jersey, *en Pensylvanie et ailleurs dans les États-Unis.

A la dernière Exposition internationale de 1862, la collection des échantillons de minerai de fer magnétique du Canada, attira beaucoup l'attention.

Franklinile. — La formule de ce minéral est encore douteuse.

DESCRIPTION t>ES MINERAIS. 333

On le considérait comme essentiellement composé d'oxyde magnétique de fer, où le protoxyde de fer est partiellement remplacé par l'oxyde de zinc; mais, si l'analyse suivante de Rammelsberg est exacte, cette assertion n'est pas admissible(l ).

Sesqnioxyde de fer 64.51 = Fer. ...» 45.16

Bioxyde de manganèse (MB02). 13.51 = Manganèse. . 9.38

Oxyde de zinc 25.30 = Zinc 20.30

' 103.32 (Oxygène. . . 25. '16)

La présence du protoxyde de fer peut se déduire de l'excès à l'analyse. Suivant Rammelsberg, il consiste probablement en 4Mn,Oï,8Fel08,21FeO, et loZnO; sa composition peut être exprimée par la formule 3(FeO,ZnO,) + (FelO,,Mn108). La franklinite se trouve à New-Jersey (États-Unis), où elle y est traitée d'abord comme minerai de zinc ; et plus tard le résidu passe au haut fourneau et produit un spiegeleisen caractéristique. Il en parut à l'Exposition de 18Ô2 des échantillons de très-bonne qualité. Ce minerai a été recommandé pour corriger la propension des fers à casser à froid et à chaud. On affirme que la fonte de Pompton (New-Jersey), qui donne du fer très-rouverain, se transforme en fer à clou avec un mélange de 15 pour 100 de franklinite, et que de la fonte écossaise, produisant du fer cassant à froid, donne, quand il est puddlé avec un mélange de 20 pour 100 de franklinite crue, un fer d'une résistance extrême. Le zinc et le manganèse ou le zinc seul, en expulsant le soufre et le phosphore, écarteraient ainsi les causes qui rendent le fer cassant à chaud et à froid (2). Le mérite de cette découverte est attribué à M. Detmold (3); on en a beaucoup parlé à propos des échantillons présentés à l'Exposition de 1851. Il reste à décider,

(1) Handb. der Mineralchemie, p. 169; 1860.

(2) The Iron manufacturer' s Guide tothe Furnaces, Forge* and Rolling mills ofthe United States. ByJ. P. Lesley. New-York, p. 4-25; 18Û9.

(3) Professor Wilson's Ktyorl on tlie New- York Industriel Exhibition, p. 55; 1854.

334 MIMERAIS DE FBR.

en ce qui concerne l'influence de la franklinite, s'il n'y a pas eu confusion entre le fait accompli et le motif de son accomplissement.

Hématite rouge, minerai rouge, sesquioxy de anhydre de fer. — A Tétatpur, ce minerai contient 70 pour 100 de fer. 11 se trouve cristallisé, constituant un minerai spéculaire, ou micacé, suivant les dimensions et le type des cristaux; il existe aussi à l'état massif, ou terreux, généralement en nodules réniformes ou botryoïdes, de structure plus ou moins fibreuse etrayonnée. A l'état de masses réniformes, le minerai est quelquefois désigné sous le nom de minerai en rognons. Quelques variétés sont dures, compactes et rudes au toucher; tandis que d'autres sont douces, pulvérulentes à un degré plus ou moins grand et graisseuses au toucher. La première variété contient souvent de 1* silice disséminée à l'état de quartz, en cristaux distincts, ou en très-petits cristaux agrégés. Lorsqu'il y a beaucoup de silice dans le minerai, sans quantité appréciable d'alumine, de chaux ou de magnésie, la fonte produite est riche en silicium. C'est là, rappelons-le, un point d'une grande valeur pratique pour le maître de forge. Dans le district de Whitehaven, on reconnaît deux variétés distinctes de minerai rouge : le minerai dur et le minerai doux. Le premier renferme généralement de la silice libre en grand excès, tandis que le dernier contient de la silice, qui, tout en étant libre, est associée à des bases terreuses disséminées dans la masse en quantité suffisante pour empocher la réduction de beaucoup de silicium et la formation de fer très-siliceux. L'hématite rouge fait toujours une raie rouge caractéristique sur de la poterie non vernissée. Les magnifiques échantillons déminerai de fer spéculaire de l'île d'Elbe sont connus de tous les minéralogistes. On trouve du beau minerai micacé à Hennock et à Buckfastleigh, dans le Devonshire ; nous en avons vu employer dans certaines fonderies au lieu de plombagine, pour lubrifier les moteurs. Les variétés massives et terreuses sont très-répandues;

DESCRIPTION DBS IfINpRAlS. 3.15

on les rencontre en Angleterre principalement, dans le Lancashire et le Cumberland, enclavées dans le calcaire carbonifère. Aux Mumbles, près de Swansea, on exploite depuis longtemps un filon de minerai rouge dans le calcaire houiller, pans le calcaire devonien de Berryhead, près de Brixham, il y a aussi un filon de minerai rouge associé à du sulfate de baryte. Nous en avons ramassé de beaux échantillons de cabinet, mamelonnés ou botryoïdes, que Ton ne doit pas confondre ayec J'hém^tite brune de Brixham. Dans le département belge de l'Expo* sition de 1862, on remarquait de très-beaux spécimens de minerai rouge massif, de structure plus ou moins pisolithiquo, mais dont les grains arrondis étaient aplatis et non sphère ques; ils régnent à la base du calcaire houiller qui émerge sur une longueur de plusieurs milles au sud de Liège et de Huy.

Hématite brune, minerai de fer brun, limonite sesquioxyde de fer hydraté. 2Fe*0', 3HO. —A 1 état pur, il contient 59.89 pour 100 de fer et 14.44 pour 100 d'eau. Sous le terme générique d'hématite brune, on comprend toutes les variétés de minerai où l'élément essentiel est le sesquioxyde hydraté de fer. L'hématite fibreuse, d'un beau brun foncé, est un magnifique minéral, et sauf la présence de 0.5 à 5 pour 100 de silice, elle se rencontre souvent à l'état de pureté ; mais la plus grande partie des minerais de cette variété sont ocreux, d'un jaune brun, terreux, et peu intéressants par leur aspect.

La désignation de limonite paraît surtout s'appliquer à ces derniers. Les hématites brunes produisent toujours une raie d'un jaune brunâtre trè6-net, quand on en frotte un morceau de poterie non vernissée, et par ce caractère seul on peut immédiatement la distinguer de l'hématite rouge.

Les plus beaux échantillons d'hématite brune que nous ayons vus en Angleterre viennent de Restormel, en Cornouailles. Mais on exploite principalement ce minerai dans la forêt de Dean (Glouccstershire), où sans aucun doute il a été extrait depuis les

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temps les plus reculés. Les remarques faites plus haut sur la présence de la silice dans le minerai rouge s'appliquent également au minerai de fer brun. Dans des échantillons d'hématite brune compacte qui nous furent envoyés de Bristol, il y a quelques années, provenant, dit-on, des environs, on remarquait des parcelles de quartz et du sulfate de baryte rougeâtre cristallisé, répandues assez uniformément dans la masse. Aux forges de Dowlais, on fondait, il y a très-peu de temps encore, une variété d'hématite (soit rouge, soit brune, nous ne savons pas au juste), qui contenait tant de sulfate de baryte, qu'un régule riche en sulfure de barium coulait hors du fourneau, entre le métal fondu et le laitier. L'hématite brune terreuse gîte avec abondance à l'état de dépôt superficiel dans l'oolithe du Northamptonshire , et récemment on a découvert dans le Lincolnshire un dépôt d'un aspect tout à fait semblable.

Les minerais de fer généralement traités en France et en Belgique appartiennent à la classe des hématites brunes terreuses. A l'Exposition de 1862, il y avait dans le département belge une collection complète de ces minerais, avec une étiquette portant sur chaque échantillon la quantité de fer pour 100. On pouvait en conclure que leur rendement moyen ne dépasse guère 30 pour 100. Ils ressemblent presque tous, par leurs caractères extérieurs, au minerai du Northamptonshire.

Le minerai des marais et les minerais des lacs de la Suède et de la Finlande sont essentiellement des hématites brunes ; ils seront décrits plus loin. Dans le Bas-Canada, on fond le minerai de marais aux forges de Radnor, dans la seigneurie du cap de la Madelaine, sur la rivière au Lard, tributaire du fleuve Champlain. La fonte y est surtout destinée à la fabrication des roues en fonte des chemins de fer; des spécimens de ces roues furent envoyés à l'Exposition de 1862; elles avaient parcouru 150,000 milles sans accuser les indices d'une grande usure.