DESCRIPTION DES SCORIES

Scorie de minerai quartzeux. 0.47

Scorie vitreuse contenant de l'alumine et du zinc (l'alumine | ^

n'est-elle pas toujours présente?) j

Scorie de minerai (ore slag) très-riche en protoxyde de fer. . . 0.5

Scorie de minerai (ore slag) de qualité ordinaire 0.3

Scorie de métal (métal slag) t . I

Scorie de rôtissage (roaster slag) 23,9

Scorie d'affinage (refinerg slag) 71.0

DE L'éLIMINATION DES MÉTAUX ÉTRANGERS

Élimination de F arsenic. — L'arsenic existe très-souvent, pour ne pas dire toujours, dans les Kts de fusion des minerais traités en Angleterre; il est combiné avec le cuivre dans les minerais de cuivre gris {Falherz)f ou à Tétat d'arseniate de cuivre, dans le mispickel (Fe S* + Fe As), dans le fer arsenical (Fe As' et Fe As), et dans d'autres minéraux. Bien que Parsenic soit éliminé plus ou moins pendant la fusion, il Test rarement d'une manière complète; car, d'après les expériences récentes du D' Taylor, pn peut découvrir des grâces de ce métal dans tout le cuivre

MÉTHODE galloise; ARSENIC 247

da commerce (1). Le D' Taylor affirme qu'il a trouvé de Tarsenic dans quarante échantillons de cuivre, employé par les chimistes sous la forme de fils de différentes dimension^, de lames de diverses épaisseurs et de toile fine ou grossière. II dit plus loin que, sur cinq échantillons de cuivre galvanique, il en a pareillement trouvé dans deux. Le cuivre des quarante échantillons appartenait, sans doute, à la variété connue dans le commerce sous le nom de tough cake^ ou cuivre malléable, la seule adoptée pour le laminage et l'étirage. M. Taylor ne parait pas avoir examiné des échantillons de best selected^ de sorte que ses expériences ne justifient pas la conclusion, que le cuivre employé dans Tindustrie et dans les laboratoires, raffiné ou non, contient de Tarsenic. Il est à peine nécessaire de faire observer que tout le cuivre consommé dans les arts a été rafiiné.

Il y a lieu de regretter qu'on ne puisse, quant à présent, donner des explications satisfaisantes, sur Félimination de Tarsenic, à chaque période successive de la fusion, ni sur les réactions précises qui raccompagnent.

Dans les analyses de M. Le Play, citées précédemment, Tarsenic apparaît comme un des éléments du métal brut {course métal) des mattes bleue et blanche, et du cuivre & ampoules (blister copper) ainsi que des fonds cuivreux obtenus dans le procédé d'épuration pour best selected ; la proportion n'en a été déterminée que dans le coarse métal et dans les fonds cuivreux seulement.

Nous avons remarqué une forte odeur d'arsenic quand on humecte à sa sortie du four^ la matte bronze granulée.

Dans les cavités des mattes spongieuses produites par le procédé d'épuration {selecting process), l'acide arsénieux se trouve parfois condensé & l'état de cristaux et en quantité considérable.

M. Morgan, des usines d'Hafod, nous a fait part des observations suivantes :

(1) FaeU mnd fàUadet œnnetted with the researeh for arsenic and antimony (Faits et erreurs relatifs à la recherche de l'arsenic et de Tantimoine, etc.)* par Alfred S. Taylor, O. M. p. 28,

I En refroidissant des pains de best selected^ de larges cavités se révèlent à la surface, soit par le dégagement du gaz contenu dans le métal lui-même, soit par une certaine quantité de vapeur, souvent due à Thumidité du sable dans lequel le métal est coulé. C'est à la partie supérieure de ces cavités que les cristaux se présentent ; Tépaisseur de la lame métallique qui borde la cavité ne parait pas dépasser quelques millimètres. »

Si l'on chauffe au rouge du mispickel (Fe S« + Fe As), il se dégage du sulfure d'arsenic qui, au contact de l'air atmosphérique, se convertit en acides sulfureux et arsénieux. Il se fait dans le produit résultant du grillage de ce minéral, à une température suffisamment élevée, un arséniate basique de sesquioxyde de fer.

Quand on chauffe au rouge du fer arsenical (Fe*As' et Fe As), l'arsenic métallique est volatilisé ; si on le grille à l'air, il se dégage beaucoup d'acide arsénieux, avec formation d'une quantité notable d'arséniate basique de sesquioxyde de fer.

Si on fait passer de l'air atmosphérique et de l'acide arsénieux sur du sesquioxyde de fer rougi ou du protoxyde de cuivre, il se forme des arséniates basiques de ces oxydes (1).

Si à une chaleur rouge, on fait passer à l'abri de l'air de l'acide arsénieux sur de l'oxyde de cuivre, il se forme de l'oxydule de cuivre et un arséniate basique de protoxyde (2).

Quand on fait chauffer de l'acide arsénieux avec du sulfate de cuivre, il se forme un arséniate d'oxyde.

En faisant chauffer fortement des arséniates de cuivre et de fer avec de la silice, l'acide arsénique est déplacé et se convertit en acide arsénieux et en oxygène; des silicates métalliques sont formés. Ces réactions doivent par conséquent avoir lieu pendant la fusion de produits tels que le minerai grillé , la mûtte bronze^ granulée et grillée^ etc. , dans lesquels des arséniates ont pu se former durant le grillage.

Quand les minerais renferment du spath-fluor, du fluorure de

(1) Plattner, Die metaUurgUehen ROsiproze$ie, p. 89. (8) Plattner, op, cit. p. 150.

MÉTHODE galloise; ANTIMOINE 249

silicium peut se dégager (T. I, p. 70) pendant le grillage, aussi bien que pendant la fusion du minerai grillé. L'acide sulfurique mis en liberté dans le grillage peut agir sur le spath-fluor, et donner naissance à de l'acide fluorhydrique, et par suite de la présence constante du quartz, à du fluorure de silicium.

Ces composés de fluor tendent à éliminer Tarsenic à Tétat de fluorure, lequel, soumis plus tard à l'influence de l'humidité, se convertit en acides arsénieux et fluorhydrique.

Faraday constate, qu'en examinant l'appareil de condensation des usines d'Hafod, il a trouvé des traces très-nettes d'acide fluorhydrique dans l'eau de la première chambre & cascade, reliée à la cheminée des fours de grillage (1). A Birmingham, dans une affînerie où les cendres d'orfèvre sont fondues au four à réverbère avec addition de scories de plomb riches en fluor, la quantité de composés fluorures dégagés, a été si grande que toutes les vitres de Tatelier exposées à la fumée ont été rongées et sont devenues plus ou moins opaques.

Élimination de l'antimoine. — Quand l'antimoine, — c'est le cas habituel ici, — existe dans les minerais de cuivre, il s'y trouve presque toujours à l'état de minerai gris antimonieux. Il se rencontre quelquefois dans des minerais où on ne soupçonne pas sa présence; ainsi, on l'a découvert dans du cuivre provenant exclusivement des minerais de Burra-Burra; si ce fait est vrai, la présence de l'antimoine dans ces beaux minerais est, pensons-nous, tout-à-fait exceptionnelle. Dans ses analyses des produits de la fonte du cuivre, M. Le Play ne fait aucune allusion à l'antimoine. M. Napier en a trouvé plus de 4 pour 1 00 dans les fonds cuivreux provenant du procédé d'épuration pour best selected. On peut certainement en trouver dans les variétés de cuivre du commerce, et dans celles même réputées de la meilleure qualité. Pendant le grillage, il est possible qu'il s'en volatilise un peu à l'état d'oxyde (Sb 0'); mais la plus grande partie passe sans doute dans la matte

(1) Proceedingt^ etc., déjà cité. p. 67.

bronze. Les analyses de M. Napier, rapportées plus haut, prouvent qu'il est éliminé en grande partie dans le selecting procesSj et on pourrait le conclure aussi des réactions qui se présentent en chauffant du cuivre métallique avec du sulfure d'antimoine (p. 32).

En 1856, MM. Beudant et Benoit, ingénieurs du corps des mines -de France, prirent un brevet pour séparer Tantimoine des minerais de cuivre (1). Les minerais sont traités par la méthode ordinaire, de façon à fournir un matte semblable à la matte bronze. On sépare l'antimoine et l'arsenic de la matte par l'une des trois méthodes suivantes : 1* On introduit dans la matte fondue du fer ou de la fonte et, par ce moyen, dit-on, presque tout l'arsenic et l'antimoine sont précipités, en combinaison avec le fer et le cuivre, suivant la température et l'état de la matte. Mais il reste générale* ment dans la matte une petite quantité d'antimoine et d'arsenic qu'on précipite en ajoutant 1 ou 2 pour 100, plus ou moins, de plomb ou de galène et en continuant l'action du fer. Les inventeurs affirment que, par ce traitement, la matte est entièrement privée d'antimoine et d'arsenic; une petite quantité d'antimoine et une portion considérable d'arsenic se volatilisent pendant l'opération. Si la matte contient beaucoup de soufre, on ajoute un peu de minerai grillé afin de diminuer la quantité de fer nécessaire à la précipitation. La masse précipitée d'antimoine et d'arsenic est fondue avec un mélange de minerai et de pyrites de fer; on sépare ainsi le cuivre et le fer, et on laisse « l'arsenic et l'antimoine presque à l'état de pureté; x> la matte cuivreuse ainsi obtenue, est traitée de nouveau dans une autre opération. 2*" On ajoute de la chaux ou du minerai grillé, ou encore un mélange des deuï, à la matte fondue, dont on couvre la surface avec du charbon ou des matières charbonneuses; par ce procédé, on obtient a un culot métallique ou une masse d'antimoine et d'arsenic à l'état de pureté ou de mé* lange avec le fer et le cuivre, dans une proportion qui varie avec le degré de sulfuralion de la matte et la quantité de chaux et de mi-

MÉTHODE galloise; ANTIMOINE t61

nerai grillé employés; » rantimoine et rarsenic restant dans la matte après ce traitement, sont précipités par Taddition d'un peu de plomb ou de galène, aidée par l'action du fer métallique ou par celle du charbon jeté à la surface. Les inventeurs citent.à Tappui de ce mode de traitement Texpérience suivante : « Du cuivre gris ou du cuivre noir, composé de 68 parties en poids de protosulfure de fer, de 20 parties de sulfure de cuivre et de 20 parties de sulfure d'antimoine, a été fondu avec addition de 16 parties de chaux et de 6 parties de minerai grillé. On obtint un culot d'antimoine représentant 13 parties en poids, et l'opération fut complétée par l'addition de 2 parties de galène, en brassant le mélange avec une tige de fer. 3"* On ajoute à la matte une quantité suffisante de minerai grillé, pour saturer l'excès de soufre, puis du plomb métallique ; l'antimoine et l'arsenic sont précipités et entraînent avec eux une quantité de plomb variable, et suivant le temps qui s'est écoulé depuis l'addition du plomb, et suivant l'état de sulfuration de la matte et la quantité de plomb ajoutée. D'après les inventeurs, l'opération peut se faire de manière à précipiter complètement l'antimoine avec une très-petite quantité de plomb.

Au lieu de plomb métallique, on peut ajouter à la matte de la galène avec du minerai grillé ou de la chaux, ou tous les deux à la fois et recouvrir le tout avec du charbon ou des matières charbonneuses. Le précipité d'antimoine et d'arsenic contient du plomb, du cuivre et du fer.

La matte, après avoir été ainsi dégagée de l'antimoine et de l'ar* senic, est fondue par la méthode ordinaire.

Ces opérations se font dans un fourneau à réverbère, où l'on ménage, à l'extrémité la plus éloignée du foyer, une cavité dans la sole pour recevoir les métaux précipités, de façon à pouvoir les faire écouler promptement. Lorsque la matte est bien fondue, on ajoute un mélange de chaux et de minerai grillé, dans la proportion de &0 parties de chaux et de 30 de minerai grillé pour 100 de sulfure d'antimoine contenu dans la masse. Ces proportions don-' pept un bon résultat Dès que la masse entière est complètement

25a FABRICATION DU CUIVRE

fondue avec ces additions, on couvre la surface de matières charbonneuses et on continue de chauffer ; Tantimoine et Tarsenic se rassemblent dans la cavité d*où on les enlève; on ajoute alors environ 2 pour 100 de galène à la matle restante» qu'on brasse avec un outil en fer. Une nouvelle quantité d'antimoine, contenant un peu de plomb se rassemble dans la cavité, d'où on la retire; ensuite la matte est coulée. Si la dernière portion d'antimoine a entraîné un peu de plomb avec elle, la matte peut être regardée comme pure; mais si l'antimoine ne contient pas de plomb, il faut en ajouter de nouveau une petite quantité, avant de la couler.

Les réactions de ce procédé sont, en général, très-compréhensibles, ce qui n'a pas lieu pour beaucoup d'autres perfectionnements apportés à la fonte du cuivre. Les sulfures d'antimoine et d'arsenic sont réduits par le fer avec formation de sulfure de fer. Le fer est l'agent réducteur employé sur une large échelle pour extraire l'antimoine de son sulfure. Les inventeurs n'affirment pas que la matte soit complètement privée d'antimoine et d'arsenic en recourant au fer seul ; mais ils alSirment que du fer et du plomb ou de la galène réunis précipitent complètement ces métaux. Si on ajoute de la galène, la matte s'en empare, le sulfure de plomb se combinant promptement avec les différents sulfures métalliques ; ensuite, par l'action du fer, la réduction s'opère en mettant en liberté du plomb métallique qui, au contact des sulfures d'antimoine et d'arsenic, les réduit; l'excèà de plomb métallique, en se précipitant, tend alors à rassembler et à précipiter l'antimoine et l'arsenic.

Le principe de ce procédé est identique à celui employé pour îahriquer \e best selected ; c'est donc aux fondeurs à décider s'il est plus économique ou plus efficace.

Le fer ne pourrait pas, comme on le suppose, précipiter le cuivre de toute espèce de matte. Quand la matte contient une certaine proportion de sulfure de fer, aucune parcelle de cuivre n'est précipitée par le fer métallique. Ainsi, on peut tenir duierifeuillard plongé dans des pyrites de cuivre en fusion sans que l'excès de fer amène la moindre séparation de cuivre métallique. La matte due

Digitize.d by VjOOQIC

METHODE galloise; ETAIN 253

àcetteactioD est d'un brun rougeàtre, avec une teinte bronzée; elle contient, il est vrai, des particules de cuivre anguleuses et non granulées; mais ce cuivre n'est pas précipité par Faction directe du fer; il se sépare de la même manière que dans la matte bleue.

Élimination de Fétain. — Certains minerais, tels que les résidus de grillage (p. 176), renferment une quantité notable do protoxyde d'étain (Sn 0-). Pendant le premier grillage, du sulfure d'étain peut se former par Faction des pyrites de cuivre ou du bisulfure de fer présent. Quand le peroxyde d'étain est chauffé avec le soufre ou l'un de ces sulfures, il se convertit en sulfure d'étain avec dégagement d'acide sulfureux. Pendant le procédé d'épuration (selecting process), l'étain est en grande partie séparé de la malte-régulej et passe dans les fonds cuivreux qui contiennent quelquefois assez d'étain pour former un alliage blanc; cette séparation s'explique par la réaction qui a lieu quand on chauffe du cuivre avec du sulfure d'étain.

En 1851, M. John Cameron, chimiste aux usines à cuivre de Spitty, à Loughor, a décrit des cristaux d'oxyde d'étain qu'il avait trouvés, à certaines périodes du traitement, dans des scories de cuivre. Ils étaient insolubles dans l'acide azotique, et chauffés avec un flux noir, ils donnaient un bouton d'étain. En les chauffant dans une atmosphère d'hydrogène, ils se réduisaient et dégageaient de l'eau. M. Cameron en a conclu que c'était un quadroxyde (Sn 0*) : cette conclusion est sans doute erronée (1).

M. Ridsdale, attaché pendant plusieurs années à des usines à cuivre situées dans l'Amérique du Sud, nous a transmis de trèsbeaux cristaux de peroxyde d'étain, aciculaires, incolores et transparents; quelques-uns ont jusqu'à deux centimètres de longueur. Ils furent trouvés dans la cheminée d'un four de grillage en réparations, et faisaient partie d'une incrustation à la base du rampant, près du foyer. Ils étaient presque noirs, à cause du protoxyde de cuivre dont ils étaient recouverts. On les fit d'abord bouillir plu-

(1) Chmical Gazette 1851, page 125.

sieurs fois dans de Tacide nîtro-chlorhydrique pour les dépouiller des matières étrangères, puis on les tamisa pour enlever un peu d'oxyde amorphe d'étain, en mélange (1). Comme le four avait été longtemps en service et qu'il avait été employé pour rôtir des mattes fournies par différentes espèces de minerai, il n'était pas possible d'indiquer de quel minerai ils provenaient. Dans un essai de M, Smith, une pyrite de cuivre chauffée en mélange avec du peroxyde d'étain donna des cristaux identiques à ceux qui viennent d'être décrits. Voici les détails de cet essai: 23*',836 de pyrites de cuivre pur furent intimement triturés avec 9*', 586 de minerai d'étain des Comouailles Lavé, rendant 72 pour 100 d^étain métallique par la voie sèche; le mélange fut ;nis dans un creuset d'argile couvert, placé dans un autre creuset; on remplit le vide entre les deux creusets de poudre d'argile réfractaire calcinée, et le tout fut exposé à une forte chaleur rouge pendant trois quarts d'heure. On obtint une matte bien fondue , pesant 26", 686. Des cristaux aciculaires très-déliés adhéraient à la partie interne du couvercle, et une quantité considérable de cristaux analogues, mais moins déliés, tapissait une cavité à la partie supérieure de la matte. La cassure de la matte était grenue et d'un gris de fer jaunâtre, excepté près du fond qui se composait de cristaux lamelleux brillants, bien nets et entrelacés, offrant une couleur superficielle d'un noir bleuâtre et quelque peu irisée. L'in-

(i) La professeur Miller, de Cambridge, a examiné ces cristaux à notre demande. Voici le résultat de son examen : « Les cristaux supposés de SnC sont des prismes à angles droits, sans autres faces et même sans troncatures aux angles. Les extrémités non développées ou brisées sont imparfaites. La lumière réfléchie par une des facas est à peu près annulée par un prisme Nicol maintenu dans la position conTenabie, lorsque Tangle dHncidence est d'environ 64* 34* ou 65«. Si les cristaux ne jouissaient pas de la double réfraction^ Tindice serait compris entre 2,1028 et 2,1445. Mais dans le cas dédouble réfraction, ce nombre n'indique qu'approximativement la puissance de réfraction. Je n*ai pas pu trouver les constantes optiques de Tacide stannique dans aucun ouvrage. l\ est difficilci en effet, je crois, de trouver des cristaux assez transparents. Un fragment borné par des plans de clivage, que possède la collection de l'Université, m*a donné par une observation très-grossière i

Indice du rayon ordinaire * . . . . 2,(H0

Indice maximum du rayon extraordinaire < « . 2,117

« Cette observation confirme la supposition, que les cristaux du four sont bien de Tacide stannique; L'éclat est également favorable à cette supposition. » (30 janv. 1861.)

BIETHODE galloise; NICKEL ET COBALT 255

térieur du creuset entourant la matte, était couvert d'une couche mince de scorie vitreuse, noire et opaque. Il s'était sans doute formé, dans cet esssai, de Tacide sulfureux, aux dépens de Toxygène de Toxyde d'étain et du soufre contenus dans les sulfures; mais sans l'analyse de la matte^ il est impossible de déterminer exactement les réactions.

Élimination du nickel et du codait. — D'après M. Hussey Vivian, des quantités de nickel et de cobalt, d'une valeur considérable, se trouvent dans les minerais de cuivre d'Angleterre, ou des autres contrées. Dans la fonte des minerais, ces métaux passent en partie dans le cuivre aJBTmé, en partie dans les scories, et en partie dans le produit appelé métal blanc ou dur (dans les régules?), employé généralement pour la fabrication des clous et vendu à bas prix. Le minerai de cuivre de Fowey Consols contient, associé à de l'argent, une quantité sensible de nickel, auquel on attribue la qualité inférieure du cuivre qu'on en retire. En 1851 , M. Hussey Vivian prit un brevet pour certaines méthodes de séparation du nickel et du cobalt, pendant la fonte des minerais de cuivre (1). Ces méthodes sont fondées sur des faits très-connus dans le traitement métallurgique des minerais de nickel et de cobalt et notamment sur l'affinité du nickel et du cobalt pour l'arsenic, et sur celle du cuivre pour le soufre. Ainsi Lampadius, en 1 827, publiait la note suivante : t Dans la fonte du plomb, à Freiberg (bei der Preiberge Blet und Bleisteinarbeit\ il se forme un speise; tandis que le soufre s'allie au plomb, au cuivre et au fer, l'arsenic se combine avec le nickel, le cobalt et le bismuth (2). » Plus tard, on verra dans le traitement des minerais de nickel et de cobalt, que l'arsenic agit exactement comme le soufre dans la fusion des minerais de cuivre. M.Vivian revendique cependant comme son invention propre, < la séparation du nickel et du cobalt ou de l'un de ces métaux, sous la forme d'arseniures, d'avec les minerais, scories, mattes, et autres combinaisons ou alliages du cuivre à l'aide

(1) Sur la séparation du nickel et du eobalt. AD. 4 Nov., 1851, n« 13S00. {t) Grundri» êiner allgemeinen Hiéétenkunde. GOttingen, 1827, p. 85.

de raffinité du nickel et du cobalt pour Tarsenic, et du cuivre pour le soufre. »

Nous suivrons aussi exactement que possible la description du procédé de M. Vivian, que, pour plus de commodité, nous diviserons en deux périodes. Dans h première période, un composé arsenical impur, contenant du nickel et du cobalt, est séparé de la masse des matières avec lesquelles ces métaux sont d'abord associés ; dans la seconde période, les arséniures de nickel et de cobalt sont assez purs pour être livrés à Tétat marchand.

Les minerais, les scories et tous les autres composés renfermant du cuivre et d'autres métaux oxydés, sont fondus avec des pyrites arsenicales contenant assez d'arsenic pour absorber la totalité ou la presque totalité du nickel et du cobalt, en même temps qu'une partie du cuivre en présence ; au même moment, on ajoute en quantité suffisante des pyrites de fer ou de la matte, obtenue du minerai brut, pour que le soufre se combine avec le reste du cuivre; et, enfin, on ajoute du charbon ou des matières charbonneuses pour favoriser la réduction des oxydes. La masse fondue, après avoir été écumée comme d'habitude, est coulée ; la partie arsenicale tombe au fond des pains de matte de cuivre dont elle se sépare facilement par le refroidissement. Ce composé arsenical contient la presque totalité du nickel et du cobalt présents dans les matières traitées ; mais si le composé arsenical ne se sépare pas entièrement de la matte, il faut la refondre une ou deux fois, jusqu'à ce que tout le dépôt arsenical soit épuisé. M. Vivian a trouvé qu'en traitant un oxyde de cuivre provenant de la calcination d'un régule à 70 pour 100 de cuivre, par l'addition de 400 kilo, de pyrites arsenicales, 600 kilo, de première matte grillée, contenant environ 30 pour 100 de soufre et 100 kilo, de charbon pour 1 ,000 kilo, de cet oxyde, presque tout le nickel et le cobalt de cet oxyde se séparent et se concentrent dans le produit arsenical. En traitant d'autres produits de même nature, il faut ajouter une quantité sufiQsante de soufre pour obtenir une matte de cuivre de 50 à 65 pour 100. et une quantité suffisante d'arsenic

MÉTHODE galloise; NICKEL ET COBALT 257

pour empêcher les fonds de prendre un aspect cuivreux et les convertir entièrement en un composé qui offre une cassure blanche, éclatante et nette.

On fait fondre par la méthode ordinaire des minerais de cuivre et des mattes contenant une faible proportion de nickel et de cobalt; ces métaux ne sont pas oxydés, jusqu'à ce qu'on obtienne une matte blanche d'environ 70 pour 1 00. Cette, matte est alors rôtie de manière à produire un fond métallique. Vers la fin de la première période du rôtissage, au moment de fermer les orifices du four et avant la fusion qui précède la coulée, on ajoute de 1 50 à 250 kilo, de pyrites arsenicales. On coule dans un lit de sable ordinaire, et quand les pains sont refroidis, on trouve sous les trois ou quatre premiers^ un culot métalliaue où s'est concentrée la plus grande partie du nickel et du cobalt de la matte primitivement traitée. Ce culot métallique est un composé arsenical qui se brise facilement et présente une cassure grisâtre analogue à celle de la fonte.

M. Vivian constate que, comme Tarsenic est généralement associé, dans les minerais de cuivre^ au nickel et au cobalt, il se produit un certain degré de concentration, toutefois peu important, dans tous les fonds métalliques fournis par le rôtissage delà matte résultant de ces minerais.

Les minerais de cuivre ou les mattes riches en nickel et en cobalt, et dans lesquels ces métaux ne sont pas oxydés^ contiennent généralement une forte proportion d'arsenic; ils sont traités par la méthode ordinaire, sauf que les produits métalliques ne sont pas granulés, mais coulés en pains. Au fond du premier ou des premiers pains, on trouve un produit différent de la matte superposée, d'une densité plus élevée que celle-ci, et ayant une cassure blanche; ce produit, composé de nickel, de cobalt et d'autres matières, se sépare facilement de la matte et renferme la plus grande partie des deux premiers corps, contenus dans le minerai.

Le nickel et le cobalt sont séparés des alliages cuivreux par le

même principe, et Ton retire deux composés, savoir : une matte de cuivre et d'autres métaux, avec peu ou point de nickel et de cobalt ; et un arsénite ou ^/>^2>^,'coDtenant presque tout le nickel et le cobalt présents. Ces alliages sont traités par les procédés déjà décrits c en les plaçant en haut de la charge » quand on introduit les matières dans le four ; ou en fondant le métal granulé avec des substances contenant du soufre et de Tarsenic, et en procédant ainsi qu'on Ta dit, mais sans mélange de charbon.

Les composés arséniés renferment habituellement de 1 à 12 pour 100 de nickel et de cobalt, etdelSàSO pour 100 de cuivre combiné avec du fer, de Tantimoine et d'autres matières. Ces composés impurs sont pulvérisés ou granulés, puis grillés à la façon des minerais de cuivre. Le produit grillé est fondu avec addition de soufre et de silice, et avec une quantité suffisante d'arsenic pour se combiner avec le nickel et le cobalt. On recommande le sulfate de baryte pour fournir le soufre ; les pyrites arsenicales, l'arsenic, et le sable ordinaire, la silice. Le mélange actuel se compose de 12 pour 100 de silice, 10 pour 100 de pyrites arsenicales, 8 pour 100 de sulfate de baryte, pour 70 du produit arsénié, et une partie de charbon pour i parties de sulfate de baryte. Cette fonte produit : ^0 — mi régule contenant du cuivre, de l'antimoine, du zinc, du fer, du plomb, de l'argent et tous autres métaux présents, ainsi qu'une faible portion de nickel et de cobalt; 2, — un speise formé de nickel et de cobalt, en même temps que des autres métaux, qui auront pu passer dans le speise, ce qui vaut mieux que de courir le risque de laisser dans le régule, faute d'arsenic, une portion notable de nickel et de cobalt; 3* — ^ une scorie composée principalement de fer et qui est écumée comme d'habitude; le régule et le speise sont coulés et se séparent par le refroidissement suivant leur densité respective. Le régule est ensuite fondu lentement et coulé ; on trouve encore sous les premiers pains, après deux ou trois fusions, un produit arsénié contenant du nickel et du cobalt. Le régule est alors généralement débarrassé de nickel et de cobalt, et peut être traité pour cuivre selon le mode habituel.

MÉTHODE galloise; OR ET ARGENT :259

Dans le cas où il ne serait pas parfaitement pur, on peut en détacher un fond cuivreux semi-arséuical, ainsi que dans le cas du régule de cuivre ordinaire, déjà décrit, ce qui fait disparaître ou à peu près les dernières traces de nickel et de cobalt. Le produit arsénié de cette seconde opération est débarrassé de la plus grande partie de ses impuretés; il renferme une proportion beaucoup plus forte de nickel et de cobalt ; mais dans le cas où il ne serait pas assez pur pour être livré au commerce, ce qui arrive ordinairement, il est de nouveau pulvérisé ou granulé, grillé et fondu, et traité par la méthode décrite, jusqu'à ce qu'on obtienne un speise d'une pureté suffisante.

Élimination de Vor et de l'argent. — En fondant des minerais de cuivre aurifères ou argentifères, l'or et l'argent peuvent être concentrés, plus ou moins, dans les fonds cuivreux recueillis dans le procédé d'épuration (selecting proces$)\ mais, à moins de reconrir à ce procédé, ils restent épars dans la masse du cuivre. En \ 856, un brevet fut accordé à M. Hussey Vivian et autres (1) pour la fabrication du cuivre et l'extraction de l'or et de l'argent des minerais. Les fonds cuivreux imprégnés de ces métaux précieux sont granulés dans l'eau froide, réduits ensuite en oxyde par le grillage et de façon à pouvoir être pulvérisés dans un mortier. Un four de grillage ordinaire peut oxyder trois tonnes de cuivre en 72 heures. Celte méthode d'oxydation par granulation ou par grillage, ainsi qu'on le verra plus tard, n'est pas nouvelle. Un mélange composé de 800 kil. d'oxyde pulvérisé, de 1 ,300 kil. de minerai de cuivre sulfureux à la teneur d'environ 30 pour \ 00 de soufre, donne, après fusion, une matte contenant environ 40 pour 100 de cuivre. On parvient au même résultat en fondant l'oxyde avec des premières mattes (matte bronze) crues et des matières siliceuses. Il se produit habituellement, par ce procédé, un petit bouton métallique très-aurifère. Il faut ajouter suffisamment de matières sulfureuses

(1) Date du brevet, 22 décembre, A. D. 1856. Ce brevet a été pris, outre M. Vivian, par M. B. Gustave Herman, directeur de ses usines d*argent, et par M. W. Morgan, directeur des fonderies de cuivre d'Hafod.

pour convertir la presque totalité de Toxyde de cuivre en matte. En grillant et en fondant par la méthode ordinaire, la matte se transforme en matte blanche (white w^/a/J, d'une teneur d'environ 70 pour 100 de cuivre, que Ton soumet à l'épuration (selecting process), de manière à produire un régule léger et un fonds métallique. Dans un four ordinaire une charge de 2 tonnes donne de bons résultats avec 1,500 kilo, de matte, et 250 à 300 kilo, de fonds cuivreux ; presque tout l'or des minerais se tfouve dans ces fonds, mais s'il en reste une quantité notable dans la matte, une seconde épuration la sépare et la concentre dans les fonds. D'après les brevetés, le plomb, l'arsenic et l'antimoine se rencontrent collectivement ou séparément, dans les fonds de cuivre aurifère, et la présence de ces métaux y facilite matériellement la concentration de l'or. Ils conseillent, en l'absence de ces métaux ou de l'un d'eux, d'ajouter du plomb à l'état de lithargeou de minerai, pour favoriser la conversion de l'oxyde en régule. Les fonds métalliques, ainsi formés, sont soumis à diverses reprises aux procédés de granulation, d'oxydation, de conversion en matte et de concentration par l'épuration, jusqu'à ce que l'or soit associé au cuivre, dans une proportion telle, qu'on puisse le séparer écono* miquement par l'une des méthodes connues. Une fois l'argent concentré dans les fonds, on le sépare du régule par un procédé spécial qui sera décrit plus tard.

En 1846, nous avons fait des expériences en grand, sur du cuivre contenant beaucoup d'argent et un peu d'or. Le métal en lingots fut converti en sulfure, en le chauffant dans de grands creusets, avec addition graduée de soufre. Quand la conversion n'était que partielle, le métal des fonds était beaucoup plus riche en argent et en or que les lingots primitifs, mais le régule dont il était couvert retenait une proportion considérable d'argent, de même qu'une quantité notable d'or.

Jars(l) avait, en 1781 , proposé une méthode fondée exactement

(l) Voyayes fiûtallurgiques, t. 3, page 283.

METHODE galloise; OR ET ARGENT 261

sur le même principe que celui énoncé dans le brevet de MM, Vivian; c'est-à-dire la séparation du cuivre de Tor, en convertissant le premier en sulfure.

Nous citons Jars : a 11 est plus que prouvé, que si l'on avait du t cuivre aurifère, ce procédé serait encore plus avantageux que « pour l'argent, puisque le soufre a plus d'affinité avec lui que ce € dernier métal, et que sa pesanteur spécifique est moindre que

• celle de l'argent. » Le procédé dont s'agit, est celui qui consiste à fondre l'argent aurifère mélangé à des pyrites de fer, dans un petit fourneau à vent, de façon à minéraliser l'argent; c'est-àdire à le convertir en sulfure et à faire déposer l'or. « Dans le « cas où l'on aurait beaucoup de ces cuivres aurifères, comme cela c peut arriver dans une mine, la séparation de l'or du cuivre,

• après qu'il aurait été minéralisé, s'en ferait très-bien avec la li-

• tbarge, dans un fourneau à réverbère ; car, quoique l'or ait plus ■ d'affinité avec le cuivre qu'il n'en a avec le plomb, par l'înterc médiair.e du soufre, l'or se trouvant dégagé du cuivre, s'unirait au < plomb qui, dans le rôtissage, prend la forme métallique. » La matte (ou leplachmall) privée d'or, brisée en morceaux, est ensuite comme à l'ordinaire, grillée et fondue pour le cuivre, dans un four à manche.

Jarsconclut ainsi : cQue de matières d'argent etcuivre tenant or, « qui se trouvent tous les jours dans le commerce, que l'on regarde « comme ne méritant pas le départ ou la séparation et que l'on tra- « vaillerait, avec le plus grand avantage, par la méthode que je € viens de décrire I »

Il est remarquable combien on trouve de renseignements précieux, enfouis dans les anciens traités de métallurgie, regardés aujourd'hui comme inutiles et tombés en désuétude. Combien de brevetés modernes réclament à leur profit propre, des inventions connues et pratiquées bien longtemps avant leur naissance !

Nous avons souvent constaté des traces d'or et même mieux que des traces, dans le cuivre métallique, notamment dans celui des minerais de l'Amérique du Sud, sans pouvoir cependant en préci-

ser la provenance. Le D'. Lyon Playfair nous a communiqué à ce sujet, il y a quelques années, le lait suivant sur la présence de l'or dans le cuivre. Dans une grande fabrique de produits chimiques où le sulfate de cuivre se préparait en faisant dissoudre le cuivre dans Tacide sulfurique, le résidu insoluble formé, était de temps à autre mis de côté. Ce résidu n'avait pas été, fort heureusement, rejeté ; on vint à en offrir une faible somme ; mais cette offre, eu égard à la personne qui la faisait, excita des soupçons et fut refusée ; on trouva que le résidu, regardé jusque-là comme sans valeur, contenait pour 700 liv. st. (17,500 fr.) d'or.

Supériorité du cuivre par la méthode Galloise telle qu'elle était pratiquée autrefois. — Un fondeur des plus capables nous a assuré que par l'ancienne méthode, désignée par rôtissage sec^ on fabriquait de bien meilleur cuivre.

Les pains de matte étaient exposés, pendant la plus grande partie du rôtissage^ à un degré de chaleur insuffisant pour les fondre, et l'opération se répétait souvent trois fois, jusqu'à ce qu'on eût obtenu du cwi'rr^ d éiwpowfej (blistercopper). De cette façon, l'étain, l'antimoine, l'arsenic, etc., étaient plus complètement éliminés, qu'actuellement, par le rôtissage humide, dans lequel la matte est fondue rapidement (pas toujours, pourtant) «et maintenue en ébullition jusqu'à ce que le soufre en soit expulsé et qu'il se forme du cuivre brut (blister copper). Cette méthode, plus économique que l'ancienne, il est vrai, altère la qualité du cuivre.

Pertes du cuivre dans la méthode galloise.

Cuivre absorbé par la sole des fours. — Les soles en sable des fours sont nécessairement poreuses et s'imprègnent de cuivre ; leur épaisseur, autrefois beaucoup plus grande, déterminait une infiltration plus considérable. La quantité de cuivre accumulé dans les fondations de quelques vieux fourneaux est presque incroyable. Ainsi, à Swansea, d'après des renseignements dignes de foi, on n'avait pas retiré moins de 65 tonnes de cuivre, des maçonneries

METHODE galloise; PERTES DE CUIVRE 268

d*uo seul fourneau. On voit dans la colleclion métallurgique du Musée de géologie pratique, un gros bloc de cuivre bien cristallisé, donné par M. William Edmond ; il a été trouvé au-dessous d'un fourneau, dans le sol, à une profondeur de 4 mètres. Un des principaux fondeurs de Swansea nous disait, qu'en i 848, un de ses parents avait acheté des vieilles fonderies et retiré de la dénâolition des fours une quantité de cuivre dont la valeur dépassait de beaucoup le prix d'acquisition. Suivant un autre fondeur, voici quelques faits à signaler à ce sujet : au bout de quelques années de service, un fourneau de fusion, de dimensions ordinaires, pouvant fondre une charge de 1,200 kilo., absorbe de 4 4/2 à 5 tonnes de cuivre; la sole d'un four à métal ^n peut en retenir de 7 à 8 tonnes; enfin un four d'affinage, de 8 à 9 tonnes. Un four d'c^nage avec sole neuve peut absorber jusqu'à 5 tonnes de métal à la première charge (1 ).

Perte de cuivre pendant la fonte. — La perte annuelle de cuivre, pendant la fonte, peut être très-considérable ; elle a surtout lieu avec les scories qui n'en contiennent pas moins de 0,5 pour 100, en moyenne. Quand on a vu les accumulations prodigieuses de ces scories aux abords des usines de Swansea, on peut alors seulement, se faire une idée exacte de l'importance de ce déchet, en réfléchissant que 100 tonnes de scories renferment.! /S tonne de cuivre. Les efflorescences vertes qu'on remarque sur les murs bâtis avec des scories, aux bords de la route qui mène aux usines d'Hafod et ailleurs, impressionnent désagréablement l'esprit de quiconque parcourt ce district M. Le Play estime que la perte en

(1) M. W. Morgan, directeur de Tusine dUafod, nous a montré, lors de la récente ▼isite (Juin 1866} que nous venons d'y faire, un four dWfinage dans lequel on avait introduit la sole d*un vieux four. Cette sole pesant près de 40 tonneaux, détachée avec soin, avait été transportée d'une seule pièce, à Taide d'une grue hydraulique et replacée en entier sur le fond d'un four neuf, qu'on avait ensuite recouvert de sa vo&te. n paraîtrait que grâce à cette opération on utilise d'ahord avec plus de profit les vieilles soles et qu'ensuite on évite d'une manière à peu près complète les déchets considérables qu'on éprouve toujours avec les nouvelles ^Boles.

{Le» TradueUiirs).

cuivre, dans les scories des fours à fondi*e les minerais, est de 2, 8 pour i 00 du total du cuivre obtenu.

En admettant qu'on fonde environ 30,000 tonnes de cuivre par an, il en résulterait qu'on perd, chaque année, 840 tonnes de métal, c'est-à-dire, en prenant 100 liv. st. pour prix moyen de !a tonne,' une valeur de 84,000 liv. st. (2,100,000 fr.).

Pour diminuer la perte provenant de la diffusion de la matte en grenaille dans la scorie des fours de fusion, M. Edmond a proposé de disposer les fourneaux et de régler la fusion, de façon à ce que l'on puisse faire couler, sans i'écumer, la scorie de quatre fours dans un puisard ; on aurait ainsi un volume considérable de scories, qui resteraient pendant longtemps liquides à l'intérieur, et la matte échappée du fourneau se déposerait en masse au fond du puisard.

Il s'échappe un peu de cuivre sous forme de phne [copper ram) ; mais cette perte est sans doute très-insignifiante. Sir William Logan, autrefois fondeur à Swansea, et depuis nombre d'années directeur du Geological Survey du Canada, assure qu'on recueillait annuellement presque une tonne de cuivre, dans l'une des fonderies de Swansea, sur les toits des bâtiments qui abritaient les fourneaux d'affinage.

L'entraînement .de particules cuivreuses, dans les courants de fumée de divers fourneaux, est encore une source de déchet; mais, d'après M. Vivian, cette perte, qu'on aurait exagérée d'une manière absurde, a très-peu d'importance (1).

M. Le Play fait à ce sujet l'observation suivante (2) : < J*ai

pu néanmoins constater que toutes les cheminées de fours gallois livrent passage à des matières pulvérulentes qui toutes contiennent du cuivre. Ces matières peuvent se recueillir à la partie supérieure des plus hautes cheminées et sur les toits au travers desquels ces cheminées débouchent. Elles sont fort riches dans les fourneaux de rôtissage et d'affinage; elles ont même une teneur notable dans

(1) ProceedJingi, etc., p. 19.

{i) Description de» Proeêd, Mètallurg,, etc., page 462,

MÉTHODE galloise; PERTES DE CUIVRE 285

les cheminées des fours où se grillent les plus pauvres minerais. J'ai même eu l'occasion de constater Tenlraînement de ces poussières cuivreuses dans des circonstances oii Ton n'aurait guère soupçonné que cette cause de perte pût subsister. Le propriétaire d'une fonderie galloise, désirant condenser l'acide sulfureux des fours de grillage, au lieu de le rejeter dans l'atmosphère, fut amené, par la disposition de ses ateliers, à conduire le gaz du grillage par de larges canaux horizontaux ; ces gaz n'arrivaient à l'appareil de condensation qu'après avoir parcouru dans ces canaux une distance de 100 mètres, avec la très-faible vitesse de 0*^70 par seconde. Cependant, à une si grande distance des fours, l'appareil de condensation, composé essentiellement d'une sorte de pluie artificielle, déterminait le dépôt d'une quantité considérable de poussières qui tenaient 3 pour 100 environ de cuivre métallique, et dont l'analyse approximative a donné : »

Oxyde cuivrique (Cu 0) 3,5

Oxyde fcrrique 22,0

Silice» alumine, chaux et magnésie 55,5

Acide arsénieux, poussière d«i carbone i9,0

M. Le Play veut sans doute faire allusion à M. Vivian et aux usines d'Hafod, et il est évident qu'à ses yeux, cette perte de cuivre dans les carnaux, est beaucoup plus considérable que ne le pensait celui-ci. En l'absence de données plus positives, on ne peut formuler, ni se faire une opinion bien arrêtée. Cependant d'après ce que nous avons pu voir, nous sommes disposé à croire que ce déchet des fonderies n'est pas insignifiant. Pendant le grillage, les minerais pyriteux décrépitent beaucoup, et produisent une quantité de poussière presque impalpable qui peut facilement s'échapper, assez lentement, il est vrai, dans les courants gazeux qui traversent le fourneau.

Un des meilleurs fondeurs nous a affirmé que, tout en rendant le métal de bonne qualité, la présence de beaucoup de spath fluor

^•,^î FABRICATION DU CUIVRE

dans les minerais, diminuait le rendement de cuivre. 11 a recueilli à ce sujet des pre<ives certaines, en faisant fondre de grandes quantités de minerais d'une mine bien connue, et dont nous devons taire le nom. Il semblerait qu'une portion du cuivre se volatilise h l'état de fluorure.

Ce fondeur introduisit dans le fourneau un peu de minerai brut de la mine en question, et il s'échappa des vapeurs blanches et épaisses, pendant que la charge s'élaborait; le iw^/a/ (la matte) était plutôt /?o?/5^^ que retardé; il est difiQcile d'en comprendre à présent la cause. Nous avons vu précédemment que le spath fluor peut se décomposer dans ces conditions; Faraday, on s'en souvient, a découvert aux usines d'Hafod, de l'acide fluorhydrique dans l'eau qui avait été exposée à la fumée des carnaux des fours de grillage. Certains phénomènes métallurgiques très-intéressants, au point de vue du fluor, n'ont pas encore été bien étudiés. Autrefois, dans le traitement du cuivre, on se servait généralement comme flux, de spath fluor ; aujourd'hui il est rarement employé.

Le cuivre des soles ne doit pas être regardé comme perdu, car on peut le retrouver en les brisant et en les faisant repasser aux fours; mais un certain déchet est toujours inévitable.

M. Malmqvist estime qu'à Atvidaberg, le déchet total de cuivre est d'environ 0,25 ou 1/4 pour iOO des matières brutes traitées. Les scories rejetées contiennent 0,5 ou 1/2 pour 100 de cuivre et représentent la moitié du poids ou 50 pour 100 des matières brutes.

Observations sur divers perfectionnements apportés à la fonte

du cuivre.

Granulation des mattes. — Un brevet fut accordé pour cette méthode à Thomas Williams en 1778 (1).

Fourneaux. — En 1 81 5, William Bevan le jeune et Martin Be-

(1) A. D. 1778, 7 mai, n* ilOl.

MÉTHODE galloise; PERFECTIONNEMENTS 287

vâD prirent un brevet pour le chauffage des fours de grillage par la flamme perdue des fours de fusion (1).

Fonte du métal grossier (matte bronze) avec des minerais de cuivre non sulfurés. — Un brevet fut accordé pour ce procédé à Joseph Jones, en 1 828 (2). Les proportions doivent être calculées pour produire une matte ayant autant que possible la composition d'un oxyde cuivreux pun On recommande l'usage d'un, four à réverbère, d'environ 3", 35 de longueur sur 2"", 15 h. g^^iB de largeur, pour opérer sur une tonne de matte mélangée avec la quantité convenable de minerai. Ce procédé a pour avantage de faciliter l'élimination « du fer, du soufre et des autres impuretés des minerais de cuivre » et d'économiser le combustible qui autrement serait employé à griller. Il est difficile de comprendre sur quel principe est fondé ce brevet. Le procédé consiste essentiellement à fondre la matte avec des matières riches en oxyde de cuivre; mais les scories de rôtissage et d^ affinage sont des matières de ce genre, et on s'en servait depuis bien longtemps. Cependant, en 1848, ce moyen fut de rechef breveté au profit d'Alexandre et d'Henry Parkes (3).

Fours, — En 1 838, Nicolas Troughton ;Tit un brevet « pour des perfectionnements apportés à l'extraction du cuivre de ses minerais, » parmi lesquels figurait l'insufflation d'un courant d'air froid, ou mieux encore chauffé à %^Çf C, dans les cendriers fermés des fours à réverbère (4). Julien Adolphe Detmold s'attribua plus tard cette invention, dans un brevet qui lui fut accordé en 1 843(5); et, en \ 849, Thomas Symes Prideaux le fit breveter à son profit sous le titre de : Perfectionnements aux fours à puddier et autres (6). La compagnie des forges d'Ebbw-Vale, dans le Monmouthshire, acheta l'invention de Detmold, et après l'avoir appliquée pendant

(1) A. D. 1815^ 12 juillet, n* 3938.

(2) A. D. 1628, 17 juillet, n« 5676.

(3) A. D, 1848, 11 novembre, n* 12325.

(4) A. D. 1838, 22 mai, n* 8075

(5) A. D. 1843, 18 octobre, n* 09H.

(6) A. D. 1840, 80 août, n* 12750.

quelques années à ses fours à puddier, elle fut attaquée en contrefaçon par Prideaux. II s'en est suivi un procès coûteux, qui n'aurait pas été possible^ si les employés de la Couronne appor* taient le moindre discernement dans la concession des brevets. Il est tout aussi indélicat de la part de la Couronne que d'un particulier, de vendre le même article à deux ou plusieurs personnes et de les laisser froidement s'en disputer la possession. On a commis dans ce genre, au nom de la loi, et on commet encore si souvent de telles injustices, qu'il est grand temps que le système absurde des brevets soit réformé et basé sur des principes plus équitables et plus rationnels (1).

Fours. — En \ 843, MM. Edward Budd et William Morgan, des usines d'Hafod, obtinrent un brevet pour t des perfectionnements apportés au traitement et à la réduction des minerais de cuivre, et à la construction des fours pour fondre et griller ces minerais; » une partie de ces perfectionnements est applicable à d'autres minerais » (2). On y trouve c un mode de construction des soles des fours de rôtissage et de fusion du cuivre, » appelés fours à minerai, fours à métal, et à rôtir, — t de telle façon que les surfaces inférieures peuvent être maintenues froides par l'air ou par un autre fluide > . La sole en sable du four, est supportée par un châssis formé de plaques de fonte. M. Morgan nous a appris luimême que les soles ainsi construites n'avaient pas réussi et avaient été abandonnées depuis longtemps.

Ce serait perdre son temps que d'indiquer seulement les prétendus perfectionnements qui ont donné lieu, en Angleterre, pendant ces vingt dernières années, à des prises de brevet. Quelquesuns des inventeurs étalent une ignorance si déplorable des premiers éléments de la chimie, et un tel manque de pratique, qu'il serait difficile, avec les données actuelles de la science, de les admettre.

(1) Depuis que ceci a été imprimé, le jugement a été rendu, à notre avi», trèsjustement en faveur des défendeurs.

(2) A. D. 1843, 18 décembre, n« 9909.

METHODE NAPIER

âGO

METHODE NAPIER

Celle mélhode a été brevetée en 1846 (1), et pratiquée pendant quelque temps aux usines de Spitly, à Loughor, près de Swansea, où nous l'avops vu fonctionner en 1 848. Nous en avons alors donné, avec le concours de M. Napier, la description suivante : elle consiste en quatre opérations, qui correspondent aux quatre opérations de la mélhode d'essai des minerais de cuivre, adoptéç dans le pays de Galles.

Ou mélange des minerais sulfurés seulement, en se guidant, autant que possible, sur les rapports qui existent entre le fer et les matières terreuses et la silice.

Fig. S5. ^ Méthode Napier. Élëvaiion lougitudinale d'un grand four de grillage.

On les grille alors pendant neuf heures, puis on les fait fondre conGirae à l'ordinaire pour métal grossier [coarse métal). On écume la scorie et, avant de couler, on introduit dans le four, par chaque tonne de métal, 54 kil. de sel (sulfate de soude impur) , 18 kil. de chaux éteinte et 27 kil. de charbon. On mélange le tout avec le rable^ puis on tient la porte de travail fermée pendant quinze minutes environ ; alors, après avoir bien rablé, on fait couler le métal dans le sable. Lorsque les pains sont pris, on les immerge dans des cuves d'eau, où ils ne lardent pas à se désagréger. 11 se

(1) James Napier, Perfectiotinementi apportés à la fonte des minerait de cuivre» A. D. 1846, 20 juillet, u* 11,301.

fait une solution alcaline dans laquelle, si les minerais contiennent

Fig. 96. — Méthode Napier. Coupe verticale sur AB, tig. S7, d'un grand leur de grillage.

de rétain et de l'antimoine, ces métaux se dissolvent. Au bout de

Fig. t7< — Méthode Napier, Coupe Lorizontalc sur EF, fig. S6, d*un grand Tour de grillage.

quatre heures, on fait écouler la lessive qu'on rejette, et on lave

Fig. S8. Beb«ll« Métrl^v* i •»««■«••• pw BiètM.

Méthode Napier. Four de grillage. Coupe horizontale sur G.D, fig. S6.

bien la poudre désagrégée dans Teau. Cette poudre lavée est grillée lentement, à une chaleur douce, dans de grands fours de grillage

MÉTHODE NAPIER 271

à trois étages superposés ; les dessins de ce four ont été gravés sur les originaux de l'usine. Après la description des fours ordinaires de grillage , d'autres explications seraient superflues. Il y a pourtant un point sur lequel il convient d'attirer l'attention; c'est que le foyer peut, si cela est nécessaire, communiquer avec la sole supérieure en tirant le registre a, (fig. 25, 26). On grille quatre

tonnes de matte broyée, pendant 9 heures, sur chaque sole, successivement en commençant par la plus élevée, de sorte que le minerai est soumis à un grillage gradué; la température du grillage s'accroît de la sole la plus basse à ~ la plus élevée. Le grillage de 19

Fig. 29. M éibode Napier. Four de grillage. , . , ,

Coupe verticale sur CD, fig. 27. touues dc matièrcs broyées se continue pendant 27 à 30 heures. La composition de la matte lavée avant le grillage, en tenant compte d'un peu de silice adhérente, est approximativement celle-ci :

Cuivre 33

Fer 36

Soufre 27

La poudre grillée contient environ 45 pour 100 d'oxyde de cuivre et 52 pour 100 d'oxyde de fer mélangés. Elle est alors fondue avec autant d'anthracite fin que le cuivre en exige pour se réduire; on ajoute aussi un peu de silice pour qu'elle puisse se combiner avec l'oxyde de fer et protéger le four. On obtient, par ce mode de fusion, du cuivre métallique avec environ 11/2 pour 100 de fer métallique. Si l'on a à sa disposition des minerais non sulfurés, on les mélange avec la poudre grillée lavée et l'anthracite. L'un tient lieu de flux à l'autre, remplaçant la silice nécessaire pour réduire l'oxyde de fer produit pendant le grillage. Dans ce cas, aucune des scories n'est refondue, et en les essayant, ce qui ne s'oublie jamais, on trouve qu'elles ne contiennent pas une quantité

sensible de cuivre. Le cuivre se trouve, ainsi réduit, dans un état convenable pour être affiné ; il contient seulement du fer et point de soufre. On le fait fondre aussi promptement que possible, en ayant soin d'éviter la présence de matières charbonneuses ; il faut bien rabler le bain de temps à autre. Le fer est oxydé en huit ou dix heures, et sur la surface du bain métallique surnage une scorie qu'on écume ; alors , si cela est nécessaire , on commence le brassage à la perche. Quelquefois cependant, le fer lui-même, en s'oxydant produit l'effet du brassage, en réduisant à un degré convenable l'oxydule qui peut se trouver dans le cuivre; en effet, on constate quelquefois que ce métal est parvenu à l'état de cuivre moMéahle tough pttch, sans bouillonnement. Le sulfate de soude, mélangé avec le charbon et lancé dans le four, se réduit en sulfure de sodium, qui est uniformément répandu à travers le métal grossier {course métal) , probablement à l'état de combinaison chimique. Quand les pains sont déposés dans l'eau, le sulfure de sodium se dissout lentement, puis la masse entière se désagrège et se convertit en poudre impalpable.

Comme les sulfures d'étain, d'antimoine et d'arsenic sont de puissants acides du soufre, et que le sulfure de sodium est une base énergique, on conçoit que si l'un de ces métaux se trouvait dans les minerais, il serait dissous pendant la désagrégation et le lavage ultérieur, sous forme de sels de soufre solubles. Nous avons examiné une dissolution obtenue de cette façon , et elle contenait comme on pouvait s'y attendre, l'antimoine présent dans le minerai. En pratique, on a cependant trouvé que l'expulsion de ces métaux était loin d'être complète, et pour une cause ou l'autre, ce nouveau procédé de fonte a été promptement abandonné , pour reprendre dans la même usine, l'ancienne méthode. Cette usine fut achetée il y a quelques années par MM. Williams et Vivian, qui, dit-on, tirèrent des soles et des autres matériaux des fours une quantité de cuivre bien plus considérable qu'on ne l'avait estimée; ce bruit est-il fondé ou non? Certes, la chose n'est pas improbable.