QUANTITÉS A PRENDRE POUR UN ESSAI

Grammes

Minerais contenant environ 30 pour 100 de cuivre 0,650

Minerais contenant de 4 à 30 — 1,300

Minerais au dessous de 4 — 3,250

La balance doit pouvoir peser 30 gr., et être sensible à un demimilligramme. On se sert ordinairement d'une balance de précision avec un léger plateau d'argent, de platine ou de porcelaine, pour y peser le minerai.

Cyanure de potassium.

En 1851, M. Henry Parkes fit connaître ce procédé applicable à l'essai des minerais de cuivre. On y a eu souvent recours depuis, dans l'Amérique du sud (les minerais consistent surtout en oxydes, carbonates, silicates et oxychlorures), et il a presque partout remplacé la méthode de précipitation par le fer. On l'a appliqué aussi en Angleterre au dosage du cuivre dans les scories, etc. ; mais comme les minerais de cuivre sont vendus et achetés en Angleterre d'après l'essai par la voie sèche, l'application de ce procédé y a été assez restreinte. De toutes les méthodes pratiquées à l'aide de solutions titrées, connues jusqu'à présent, c'est certainement celle qui s'adapte le mieux et le plus directement à l'essai des minerais de cuivre, parce que le fer n'intervient pas dans l'opération, et que souvent il n'est pas nécessaire de filtrer. Comme toutes les méthodes, elle exige, pour être conduite habilement, de l'expérience;

mais des milliers d'essais, faits par divers chimistes, ont prouvé pleinement qu'elle peut donner des résultats exacts à 0,1 ou 0,2 pour 100 près; ces résultats, sur les mêmes échantillons de minerai, s'approchent de très-près, bien qu'obtenus par difîérents manipulateurs. On rencontre toujours des difficultés en essayant un nouveau procédé ; mais l'opérateur ne doit pas le condamner, s'il ne réussit pas du premier coup.

Quand on verse peu à peu une dissolution de cyanure de potassium dans une liqueur ammoniacale de cuivre, cette dernière perd progressivement sa couleur et finit par devenir complètement incolore ; c'est sur cette réaction que repose la détermination du cuivre par le cyanure de potassium. En recherchant, par un essai direct, la quantité de cyanure de potassium nécessaire pour faire disparaître la couleur d'une liqueur ammoniacale contenant un poids donné de cuivre, il est facile, au moyen d'une expérience comparative, de doser le cuivre que renferme un' poids donné de minerai.

La description de ce procédé se subdivise ainsi : — Appareil, liqueur titrée et mode d'opérer.

Appareil. — Il est inutile d'entrer dans des détails nouveaux sur les appareils en usage dans les laboratoires de chimie,, tels que flacons, conserves, entonnoirs, etc. Leur nombre dépend* du nombre des essais à faire. Le seul vase spécial nécessaire ici est une burette. Celle qu'on emploie généralement est connue sous le nom de burette anglaise ou alcalimètre; elle a environ 0°^ 45 de hauteur, 0°* 013 de diamètre intérieur et 0™ 016 de diamètre extérieur ; sa capacité est de 65 centimètres cubes environ, graduée en 200 degrés. Quand on fait plusieurs essais en même temps, les burettes dites de Mohr sont les meilleures. La figure 2 en représente une de la capacité indiquée et divisée en 200 degrés ; elle est fixée sur un support pour en faciliter la manipulation. A la partie supérieure est adapté un bouchon, à travers lequel passe un morceau de tube en verre qui sert à relier, au moyen d'un tube en caoutchouc, la burette avec un flacon ou une fiole contenant la dissolution.

de manière à pouvoir la remplir facilement. Un morceau de tube de verre étiré en pointe, est rattaché par un tuyau de caoutchouc à la partie inférieure de la burette, afin de pouvoir, en serrant (voir fig. 2, ô) la vis de pression sur le tuyau de caoutchouc, régler l'écoulement de la liqueur avec une grande exactitude. La burette peut être élevée ou abaissée à l'aide des bras et des vis glissant le long de la tige du support. Le nombre des burettes est déterminé par les besoins de l'essayeur. Une seule personne peut conduire simultanément un nombre quelconque d'essais avec ces burettes ; on en adapte plusieurs au même support, ou on les fixe sur une table par des pieds à pattes.

Liqueur titrée. — { 00 grammes de cyanure de potassium peuvent se dissoudre dans 1 litre 753 d'eau. Ce sel est déliquescent, et ne doit pas rester exposé à l'air; il est très-soluble dans l'eau, et on peut se servir immédiatement de la solution. La quantité indiquée donnera une liqueur titrée, dont 50 grammes équivaudront à Fi^.î Burette Mohp. çj^viron 0 ^"^^ 50 decuivrc. Le cyanure employé dans la photographie est le meilleur, parce que la dissolution peut être conservée longtemps sans se décolorer.

Si Ton emploie du cyanure de potassium ordinaire, i 00 grammes n'exigeront, pour se dissoudre, que 1 lit. 21 8 d'eau. On ne peut conserver la solution ainsi préparée que peu de jours sans qu'elle se décolore et s'épaississe; mais, quand on l'emploie immédiatement, clic convient très-bien.

On objecte contre l'usage du cyanure de potassium dans les solutions titrées, sa facilité à se décomposer. Quand on doit faire de nombreux essais , cette objection est sans importance , parce que la décomposition et l'altération de la solution ne s'opèrent qu'à la longue. Ainsi un volume considérable de liqueur dont on

S* était servi de temps à. autre, a présenté les différences suivantes :

Grammes Grammes de enivre

Oct. 26, 1858 100 = 1.006

Juillet 25, 1889 100 = 0 .984

Mars 20, 1860 100 =: 0.945

Juin 1860 100 = 0.892

On voit par là qu'il faut beaucoup de temps pour produire une altération sensible dans le titre de la dissolution ; il suffit de vérifier le titre une fois par semaine. On la garde dans des flacons en verre à bouteilles, en évitant de se servir de verre à base de plomb ; car, à la longue, la liqueur agit, même sur le verre à bouteilles qui se décompose, et il se forme un léger dépôt sous forme de paillettes. *

On titre ainsi la liqueur de cyanure de potassium : — On pèse avec soin trois morceaux de Quivre galvanique pur, préalablement décapés à Tacide chlorhydrique ou à Tacide azotique étendu, puis lavés et séchés. Le poids de ces morceaux varie de 0 ^' 250 à 0 ^* 500 chacun. On fait dissoudre chaque morceau dans un flacon d'un demi-litre avec de Tacide azotique dilué, et on fait bouillir la dissolution pour chasser toutes les vapeurs acides; on rétend dans un quart de litre d'eau environ et on la traite par un excès d'ammoniaque jusqu'à ce qu'elle acquière une couleur bleu foncé. On remplit la burette avec la liqueur de cyanure de potassium jusqu'au trait de la division la plus haute. Quand la dissolution de cuivre est complètement froide^ on place le flacon qui la contient sous la burette et on y laisse couler peu à peu la solution de cyanure, jusqu'à ce que la couleur ait presque disparu et soit remplacée par une faible teinte lilas. On lit alors sur la burette le nombre de divisions qu'il a fallu employer pour opérer la décoloration. On procède de la même manière pour les deuxième et troisième morceaux de cuivre ; et, avec les données de ces essais, on calcule la quantité de cuivre correspondante à 100 grammes de solution de cyanure de potassium « puis on en prend la moyenne v. M

qui sert de titre. Le tableau suivant indique comment on devra se servir des résultats obtenus :

Poids de cuivre employé

Nombre de degrés de la liqueur de cyanure de potassium

Calcul de la auantité de

cuivre. 900 divisions =100 gr.

de la liqueur titrée

Grammei 0.3274 0.4309 0.3339

Moyenne

GnuDonct

Si les deux premiers résultats concordent, il est inutile d'en chercher un troisième. Au lieiî de titrer, comme on vient de le dire, on peut faire le calcul de telle sorte que le nombre de divisions de la liqueur équivalant à 4 gramme de cuivre, serve de base pour évaluer la proportion du cuivre dans le minerai.

Méthode (T essai. — Un poids connu de minerai est placé dans un flacon fermé avec un bouchon de verre; on T humecte avec de l'acide sulfurique concentré , puis on ajoute de l'acide azotique concentré et on fait digérer le tout à une douce chaleur, en ajoutant avec précaution, de temps à autre, de l'acide azotique jusqu'à disparition des vapeurs nitreuses. La dissolution est étendue d'un peu d'eau et réchauffée ; quand le minerai est complètement décomposé, on transvase le contenu, sans filtrer, dans un flacon d'un demi-litre, et on l'étend avec environ 0 ^*^ 260 à 0^^400 d'eau; on ajoute ensuite un excès d'ammoniaque et on laisse refroidir complètement la dissolution. Quand elle est froide, sans tenir compte de la quantité de sesquioxyde de fer hydraté qui peut exister, on ajoute la liqueur de cyanure de potassium progressivement %i avec précaution, en agitant de temps à autre la dissolution de cuivre, jusqu'à ce que la couleur soit à peine perceptible et monti*e seulement une légère teinte lilas. On lit alors le nombre de divisions et on calcule la proportion du cuivre. Exemple : — 200 degrés

de ia burette sont équivalents à 1 gr. de cuivre ; 2 gr. de minerai de cuivre ont nécessité, pour la décoloration, 105 degrés par conséquent :

Degrés Degrés Cuivre CuiTro 200 : 105 :: 1 : 0.5S5 0.5S5 X 5 == 2.625 pour 100 de cuivre.

La décoloration exige d'une demi-heure à trois quarts d'heure, suivant la quantité de cuivre. En ajoutant le cyanure trèslentement, surtout vers la fin de Tessai, la teinte finale doit persister pendant dix minutes, ou à peu près. Pour aider à reconnaître la nuance de la dissolution, on place sous le flacon et derrière lui, une tuile blanche vernissée ou une feuille de papier blanc. Quand le minerai est sulfuré, il s'oxyde complètement en prenant les précautions ordinaires, parles acides sulfurique et azotique; mais s'il reste quelques globules de soufre, on peut très-facilement les extraire après avoir dilué la solution, puis on les fait brûler, et le résidu, s'il y en a un, après avoir été mis à digérer dans l'acide azotique, s'ajoute à la masse de la solution. Si l'on éprouve quelque difiiculté à dissoudre les sulfates basiques formés, on peut ajouter utilement un peu d'acide chlorhydrique. Quand il y a de l'argent, on s'en débarrasse en ajoutant de l'acide chlorhydrique et en filtrant.

Le sesquioxyde de fer donne à la solution ammoniacale une apparence verdâtre, et la meilleure manière d'observer alors la teinte de la solution, consiste à tenir la surface du liquide à la hauteur de l'œil. Avec un peu de pratique, l'altération de teinte due à la présence de l'oxyde de fer donnera des indications suffisantes jusqu'à l'achèvement de l'essai, car la couleur brune rougeâtre devient plus nette à mesure que l'opération avance. Quand l'essai est terminé, le sesquioxyde de fer ne contient plus de cuivre, la partie d'abord retenue ayant passé dans la solution pendant la décoloration. 11 ne faut pas éliminer pendant l'essai le sesquioxyde de fer par filtrage, autrement il retiendrait une quantité considérable de cuivre qu'on ne pourrait enlever complètement, même

par Tammoniaque concentrée. En ajoutant avec précaution du cyanure de potassium à une liqueur ammoniacale de cuivre mélangée avec du sesquioxyde de fer, ce dernier peut être complètement débarrassé de cuivre. Dès qu'on a déterminé le cuivre, le sesquioxyde de fer est filtré, lavé, dissous dans l'acide chlorhydrique, puis réduit par le zinc à l'état de protochlorure, et Ton calcule la quantité de fer au moyen d'une solution titrée de bichromate ou de permanganate de potasse.

Influence des autres métaux. — Les expériences résumées dans le tableau de la page suivante ont été faites pour déterminer cette influence dans les opérations que nous venons de décrire. Le cuivre avait été dissous dans de l'acide azotique étendu dans environ 250 c. cubes d'eau, puis l'on ajoutait un excès d'ammoniaque à la liqueur. Dans chaque cas, la quantité de dissolution de métal étranger ajouté, contenait 0 ^- 324 de métal.

On verra par ces divers essais que les métaux qui influent matériellement, sont l'argent, le nickel, le cobalt et le zinc. 11 faut observer certaines précautions en présence des métaux suivants :

Fer — Le fer, à l'état de sesquioxyde, n'intervient que comme agent mécanique; la présence d'une grande quantité de ce métal prolonge quelque peu la durée de l'opération, parce qu'il aut laisser reposer le résidu pour observer la nuance de la dissolution. Quand il existe à l'état d'arseniate, il est soluble dans 'ammoniaque et forme, au contact du cuivre, une solution d'un vert brunâtre; on peut aisément y remédier en ajoutant un peu de dissolution de sulfate de magnésie ; la magnésie se combine avec l'acide arsénique, et la liqueur acquiert, après quelques minutes, la teinte convenable. On peut alors continuer l'essai, comme d'habitude, sans filtrer.

Manganèse. — Le manganèse existe rarement en quantité suffisante dans les minerais de cuivre pour influer sur les opérations. On peut, d'ailleurs, le précipiter complètement à l'état de peroxyde par l'addition de carbonate d'ammoniaque et de quelques gouttes

Poids

Nombre

Calcul

Évaluation

de grammes

de la quantité

da coiTre

faite en présence des

Observations

de dissolution

de cuivre

galvanique

de cyanure

100 snmnet

employé

corps suivants

de potassium employés

delà liqueur titrée =

Gnnmci

Grammei

o.ua

Sesquiozyde de fer. .

Ajouté à l'état de sesquichlorure ' avant l'addition àe l'ammoniaque

Plomb , antimoine ,

Ajouté à l'état de chlorure avant l'addition de l'ammoniaque....

étain et bismuth...

' Ajouté à l'état de sulfate avant l'ad- ^ dition de l'ammoniaque ; le cya-

^ifj^j',

nure ne formait pas de précipité et la solution n'était pas décolorée, mais restait jaune après

l'sddition de 105 gr. de dissolu-

tion

'^Ajouté à l'état de chlorure avant >

l'ammoniaque ; il se formait un précipité pendant l'opération,' mais la solution n'était pas dé- 1

Cobalt

colorée^iar 180 gr. de cyanure.

Anlimoine

Ajouté à l'état de chlorure ^

Ajouté à l'état de chlorure ; le pré- >

Bismuth

cipité se forme en faisant dissou- 1 dre de nouveau avec addition |

^Ajouté à l'état de chlorure; pas de>

Plomb

précipité pendant la décolora- Uon

' Ajouté à l'état de chlorure ; le pré- <

Étain

cipité se dissout presque oomlaissant une solution opaline...

Arsenic |

Ajouté à l'état d'acide arsénique. .

'Ajouté à l'état de chlorure préci-\

Argent

pité ; le cyanure de potassium agit sur lui pendant la décoloration.

Argent

Ajouté à l'eut de nitrate, il agit' comme ci-dessus ••

' Ajouté à l'état de chlorure, la solu-

tion se décolore par 84 gr. de