ISIS

Silice 28,48

Alumine 9,58

Protoxyde de fer . . . 50,99

Chaux 1,18

Magnésie 11,55

Cuivre 0,38

Dte pour matte.

Scorie de cuivre noir.

ft

N*** 1 et 3 fondus à Pair froid ; n*** 2 et 4 fondus à Tair chaud. Dans les n*^' 3 et 4, le dosage de la magnésie et du fer a été fait collectivement. L'excès pour 1 00 est attribué à l'usage de Teau non distillée.

FONTE DES SCHISTES CUIVREUX DANS LE MANSFELD (PRUSSE saxonne)

Ces schistes, désignés par les Allemands sous le nom bien connu de Kupferschiefer^ semblent être l'équivalent du marl-slate des géologues anglais. Ils sont enclavés dans l'étage Permien, désigné autrefois sous le nom de nouveaux grès rouges inférieurs, où ils forment une couche peu puissante, à teinte foncée, d'une structure schisteuse ou ardoisée, reposant sur le conglomérat quartzeux {Rothliegende) et recouverte par le calcaire argileux [Zechstetn). Les mineurs l'ont divisé, d'après leur ordre de succession de haut en bas, en un certain nombre de couches distinctes qui ont reçu, suivant les localités, des noms différents. Ainsi, à Eisleben, on les appelle Noberge, Schieferkopf^ KammscAale et Letten. Au-dessus de la couche plus élevée, le Noberge^ s'en trouve une appelée Dach, qui, bien que composée surtout de calcaire, fait néanmoins partie de la formation schisteuse et est comprise, comme à Sangerhausen, dans le Kupferschiefer*

Les schistes cuivreux proprement dits ont une épaisseur qui varie de 0"25 à O^SO, dont 7 à 1 0 centimètres seulement valent la peine d'être exploités. Us se composent principalement d'argile, de silice ot de calcaire, d'oxyde de fer, d'une matière bitumineuse noire et

d'eau. Le cuivre existe dans le schiste surtout à l'état de cuivre sulfuré vitreux (Cu'S) et de cuivre panache (SCu^S+Fe'S*) ; mais il se présente aussi à l'état de pyrite de cuivre, de cuivre gris, d'oxyde de cuivre mélangé avec de l'oxyde de fer et du manganèse, d'oxydulc et de cuivre natif.

Outre les minerais de cuivre, on rencontre aussi dans les schistes de l'argent, en quantité assez notable pour en permettre l'extraction ; il y est rarement à l'état* métallique. En outre, on y trouve les minéraux suivants, soit constamnient, soit accidentellement : la pyrite de fer, la blende, rarement de la galène, du kupfernickel (nickel arsenical), de l'ocre de fer (mélange contenant du sesquioxyde de fer), de l'oxyde de nickel, del'azurine ou cobalt blancd'étain (glanz-cobalt composé essentiellement de cobalt, d'arsenic et de soufre), du cobalt rouge terreux (mélange contenant de l'oxyde de cobalt), du sulfure de molybdène, très-rarement de l'antimoine natif, du bismuth, de l'arsenic et enfin, suivant Kersten, u vanadium. Les schistes de certaines localités ne contiennent souvent qu'une partie de ces substances (i). Les minéraux sont quelquefois si finement disséminés qu'ils sont invisibles, ou bien ils se présentent en petites veinules, en lamelles, en nids ou en nodules. Ces schistes offrent assez fréquemment des empreintes de plantes ou de poissons; les empreintes de mollusques y sont plus rares.

Le grés sur lequel repose immédiatement le schiste cuivreux est lui-même suffisamment imprégné de cuivre, à 0",05 à O^jOT de profondeur, pour s'exploiter avantageusement ; on l'appelle alors Sanderz. U contient à peu près les mêmes variétés minéralogiques, rarement le cuivre natif, mais principalement la pyrite de cuivre et le cuivre vitreux (cuivre sulfuré, Cu^S). Les grains de quartz qui -composent la pâle des minerais grésiques sont reliés par un ciment argileux ou calcaire. Dans ces minerais la teneur de cuivre décroît si rapidement en descendant, qu'à Sanger-

(1) Die Lehre von den ErzlagenaUten, Bernhard Cotta. Preiberg, 1855, p. 234 etsuiv.

hausen, là où la couche supérieure qui a à peine 0",0i5 d'épaisseur, rend 10 kilo, de métal au quintal métrique, celle qui est à 5 ou 10 centimètres au-dessous, ne produit pas plus de S kil. de cuivre pur.

Tant que les minerais grésiques sont à la teneur de 2 kilo, de cuivre aux 50 kilo., ils sont brisés en morceaux de 8 à 16 centimètres cubes et fondus ; les plus pauvres doivent subir une préparation, avant de passer aux fours. Le rendement des sanderz est en moyenne d'environ 3 kilo, par 50 kilo. (1 ) .

L* auteur possède, dans sa collection, un échantillon désigné sous le nom de sanderz; il est formé d'une couche de matière terreuse d'un gris foncé, à laquelle est attachée de la pyrite de fer. Il se dissout partiellement quand on le fait digérer dans Tacide azotique; le résidu insoluble lavé et incinéré atteint 43,92 pour 100. II est presque blanc, très-rugueux au toucher, présente des particules minimes de mica et se compose évidemment presqu'en entier de sable siliceux. Du cuivre et du fer se trouvent en quantité considérable dans la solution. En faisant digérer dans l'acide nitrochlorhydrique un autre échantillon, sans l'avoir d'abord réduit en poudre, on observe dans le résidu insoluble des particules arrondies qui présentent l'aspect de quartz incolore.

D'après M. Heine, la veine Noberge de Sangerhausen, consiste surtout en carbonate de chaux, avec très-peu de silice et d'argile ; le cuivre y est en grande partie sous la forme de minerai de cuivre gris, mais on y trouve aussi du cuivre vitreux en grains. Un autre échantillon du Noberge que nous avons examiné, est d'un gris très-foncé, avec des stratifications distinctes. L'effervescence se produit par l'addition d'acide chlorhydrique, et il se dissout partiellement. Le résidu lavé, après avoir été chauffé au rouge dans un creuset couvert, s'élève à 55.42 pour 100, qui se réduit à 53.42 par l'incinération dans un creuset couvert. La liqueur contient surtout de la chaux avec un peu de

(1) Heine, Ann, derPhys. u. Chem, Poggendorf, 1835, t. xxxiv, p. 531 ; et Gotta, op. ciU

cuivre et de fer. Le résidu incinéré est d*un brun pâle, rugueux au toucher et contient de très-petites écailles de nnica.

Tout schiste cuivreux renfermant au moins 1 kilo, de cuivre au quintal (50 kilo.) est propre à la fonte (1).

La couche Dach^ à Sangerhausen, est, d'après M. Heine, presqu' entièrement composée de carbonate de chaux ; d'habitude elle contient seulement des grains de cuivre vitreux ; mais on affirme qu'elle renferme aussi de la pyrite de cuivre, du cuivre panaché et de l'oxyde rouge, de la malachite, rarement du carbonate de cuivre bleu, des pyrites de fer et un peu de galène (2). Un échantillon provenant de Sangerhausen, désigné sous le nom de Oberberge (3), est compacte et d'un gris brun, comme un minerai de fer argileux ordinaire. Il contient des petites mouches et de rares particules irrégulièrement répandues, de matière ressemblant à du cuivre vitreux; une effervescence considérable se produit par l'addition d'acide chlorhydrique et il se dissout en partie ; le résidu insoluble lavé et incinéré s'élève à 35,32 pour 100. On trouve dans la liqueur filtrée de la chaux, de la magnésie en quantité considérable, du fer et du cuivre.

Le traitement des schistes cuivreux remonte à plusieurs siècles. Agricola, qui écrivait vers le milieu du xvi* siècle (4), expose minutieusement la manière dont on opérait le grillage en tas à Eisleben et dans le voisinage, avant de fondre les minerais. Les fonderies actuelles sont situées dans les environs des villes de Mansfeld, d'Eisleben et de Sangerhausen. Grâce à l'introduction récente des nouvelles méthodes d'extraction de l'argent, ce métal aussi bien que le cuivre, se retire de tous les minerais exploités dans le district ; dans l'origine, on négligeait l'argent des minerais de Sangerhausen, qui en contenant moins que ceux des autres localités,

(1) Heine, Op. cii.

(2) Cotta, Of, cit.

(3) Il provient d'une couche distincte, superposée sur quelques points de la couche Daeh, et qui ne se voit pas dans les autres districts.

(4) G. Agricola, De re Metallica. Basileœ, 1561, p. 218 ; la date de la première édition est de 1555.

ne pouvaient êfa-e bénéficiés; on se bornait à la fonte du cuivre seul.

La réduction des niinerais sulfurés dans les fours à manche ou dans les demi-hauts fourneaux, ayant toujours été pratiquée de la même manière qu'à Atvidaberg, il suffira de quelques nouveaux détails sur les procédés de fonte suivis ici. (Voir à V Appendice le dessin des fourneaux).

Voici quelle était autrefois la méthode de fondage adoptée à Sangerhausen et dans quelques autres localités : elle comprenait les opérations suivantes (1) :

I. Grillage du schiste cuivreux. — Les minerais qui ne contenaient pas beaucoup de matières bitumineuses n'étaient pas grillés ; mais ceux qui étaient suffisamment bitumineux pour brûler d'euxmêmes une fois allumés, étaient soumis au grillage.

IL Fonte du minerai grillé avec des scories, du spath fluor et du minerai non grillé. On obtient une matte brute^ riche de 30 à 35 pour iOO de cuivre et une scorie pauvre.

IIL Grillage de la matte brute dans trois feux successifs.

IV. Fusion de la matte brute grillée avec des scories. On obtenait comme produit de cette fonte une matte concentrée, spurstein, contenant de 50 à 60 pour 100 de cuivre, et une scorie, spur-schlacke^ contenant de 1 3/4 à 2 1/2 pour 100 de cuivre, qui était refondue.

V. Grillage de la fonte de la matte concentrée (du n* IV) à sept feux successifs.

VI. Fonte de la matte concentrée et grillée (du n** V) , avec addition de laitiers pauvres, qui donnaient pour résultat final du cuivre noir et une matte mince riche ou dùnnstein, contenant environ 63 pour 100 de cuivre, et qu'on grillait avec la matte du n* V dans les trois derniers feux.

VIL Raffinage du cuime noir. — On avait pour produit

(1) Mémoires géologiques et métallurgiqttes sur l'Allemagne. Paris, 1828, in-8«, p. 158 et saÎY. — Notice sur les mines et usines du pays de Mansfeld, par Manôs ; Annales des Mines, 1834, 1^* série, t. ix.

du cuivre rosette, des scories et des crasses riches en oxydule.

VIII. Refonte du cuivre rosette en lingots {hammergaarma'chen) produisant du cuivre malléable et des scories ou écumes très-riches en oxydule.

A Mansfeld et à Eisleben, la matte due à la fusion du minerai grillé (opération n" II de Sangerhausen), était grillée six fois de suite ; le produit grillé, gaarrost^ était ensuite fondu avec des scories, et on obtenait du cuivre noir accompagné d^ordinaire d'une matte mince riche. Dans quelques établissements, on lavait la matte à grande eau après chaque grillage, excepté après le premier et le dernier, de sorte que tout le sulfate de cuivre élait dissous et se cristallisait. Uargent concentré dans le cuivre noir en était séparé par l'ancien procédé de liquation avec le plomb (1), qui sera décrit ailleurs. En 1831, on renonça à ce procédé, et l'argent fut extrait de la matte concentrée en l'amalgamant avec le mercure. Vingt ans plus tard, l'emploi du mercure fut abandonné et l'argent fut extrait de la matte par la méthode d'Augustin, qui fut elle-même remplacée trois ans après par celle de Ziervogel. Aujourd'hui (1861), le procédé de désargentation n'a plus cours qu'à Gottesbelohnunghûtte, près de Hettstàdt, de façon que, dans les diverses fonderies du district, la fonte des schistes cuivreux n'est pas poussée plus loin que la matte crue, qu'on envoie à l'établissement précité pour y subir les dernières opérations.

Nous allons exposer le mode de traitement des schistes cuivreux suivi en 1860, aux usines Kreuzhûtte, près de Hettstadt :

1. Le schiste contient environ 100 kilo, de cuivre par foudre (3,S80 kilo.) soit environ 3 pour 100; il est grillé en tas contenant de 3,000 à 10,000 kil. chacun; la durée de cette opération varie de six semaines à trois mois.

2. Le schiste grillé est fondu avec addition de spath-fluor, dans des demi-hauts^fourneaux, d'environ 6", 10 de hauteur; la

(1) Héron de Villefosse, De la richesse minérale, Paris, 1819, 8* part., p. 345 etsuiv.

matte concentrée et le cuivre noir sont accompagnés de scories et de résidus sans argent.

Le fourneau est cylindrique à partir du haut du creuset, dont la section est carrée. Voici ses dimensions (I ) :

Hauteur du fourneau 5.96S

Diamètre au gueulard 0.941

— à 3.394 au-dessous du gueulard. . . 1 .569

— à la sole 0.784

Le vent est lancé par deux tuyères placées sur les parois latérales du fourneau, en sens opposé, à 0,"68 au-dessus de la sole; le diamètre des buses est de 0,'"038 à l'œil. Le fond du creuset est incliné à Favant; en face et sur la plate-forme, se trouvent deux cavités ou avant-creusets, dont la section verticale présente un cône renversé; ils ont 0",46 de diamètre au sommet et 0",60 de profondeur. Les matières fondues ne restent pas dans le creuset ; elles s'écoulent continuellement, d'abord dans Tun, et puis dans Tautre des avant*creusets ou bassins qui se remplissent et qui se vident alternativement. 11 y a, par conséquent, deux orifices ou trous de coulée au bas du fourneau, au niveau de la partie la plus basse du creuset et correspondant avec chacun des bassins. On appelle ces orifices des œik; ils sont tour à tour ouverts ou fermés. Les bassins qui sont en avant ont été comparés à des lunettes, d'où le nom de brillenofen^ ou fourneau à lunettes. La pression du vent correspond \ une colonne d*eau de O^ySO à 0'°,SI5 de hauteur.

La charge du fourneau se compose de : schiste grillé^ 2 foudres, soit 6 tonnes ; spath- fluor ^ 8 quintaux où 400 kilo. ; scorie de concentration^ 6 quintaux ou 300 kilo.; et tous les résidus, gekfàtz^ qui se trouvent sous la main. On brûle du coke anglais, à raison

(1) Ces dimensions diffèrent considérablement de celles que nous avons relevées sur les dessins des fours employés au Mansfeld, et que nous reproduisons dans notre appendice. Cette différence ne peut s*expliquer que par Texiguité de Touvrage et des étalages du type décrit par Tauteur. ^ (Ln Traducteurs.)

de 5 tonnen par foudre, soit O*****- 73 par \ ,000 kilo.; le coke léger pèse 75 kilo., et le coke deiise 100 kil.o On en retire de la matte, rolistein^ contenant de 30 à 35 pour 100 de cuivre, et de la scorie, rohschlacke^ qui ne contient pas plus de 36 à 85 grammes de cuivre par quintal, c'est-à-dire de 0,06 à 0,15 pour 100.

3. La matte de la première fonte est grillée dans des compartiments semblables à ceux d'Atvidaberg ; après le premier feu, on sort le contenu du four pour le concasser, et les morceaux qui ont besoin d'un second grillage sont mis de côté; la plus grande par de du minerai est habituellement grillée deux fois. 11 est à peine nécessaire de faire remarquer qu'il importe de laisser dans la matte assez de soufre pour éviter la séparation du cuivre métallique dans la fusion suivante.

4. La matte grillée du n' 3 est fondue dans un four à réverbère. Le produit se compose d'une matte concentrée, spurstein, gui est coulée dans l'eau et granulée comme dans le procédé gallois, et d'une scorie, qui est écumée et conduite au loin dans de petits waggons. La charge est de 42 quintaux ou 2200 kilo, de matte grillée^ dont le tiers ou la moitié ont été grillés une fois seulement et d'environ 4 quintaux ou 200 kila. de sable. Elle est enfourjnée dans le réverbère par deux ouvertures, l'une à l'extrémité du foyer et l'autre en face du trou de coulée. L'opération est conduite comme celle du n" IV, à Swansea. On enlève la scorie au bout de sept ou huit heures, et on introduit une seconde charge de 42 quintaux. Le produit se compose d'une matte concentrée, spurstein^ et d'une scorie de concentration; la matte contient de 60 à 75 pour 100 de cuivre et atteint à peu près la moitié du poids de la matte de la première fonte. La durée de la fonte de deux charges, en tenant compte du chargement, du temps employé au brassage, à la coulée, etc., est, eo moyenne, d'environ 19 heures. Le combustible se compose de parties égales de houille brune (lignite) qu'on tire du voisinage, et de houille anglaise, importée de Hambourg. La matte est bocardée, pulvérisée, et envoyée dans cet état à Gottesbelohnunghûlte

pour en extraire l'argent. A Kreuzhûlte, il y avait quatre fourneaux à vent et un four à réverbère (1).

Après la désargentation des mattes, le résidu pulvérulent qui renferme le cuivre h l'état d'oxyde, est fondu. Il est pétri avec 5 ou 10 pour 100 d'argile, et une quantité d'eau suffisante pour former une masse adhérente, qui est moulée à la main, en boules de 8 à 10 centimètres de diamètre* Elles sont séchées dans des étuves, et ensuite fondues dans un four à manche, mélangées avec des scories de la première matte, du quartz pilé et un peu de matte mince riche, ou, à défaut, d'un peu de pyrite de fer non argentifère. 11 est essentiel qu'il y ait assez de matte pour que la scorie soit autant que possible exempte d'oxyde de cuivre. Si l'on emploie un four à réverbère, le résidu cuivreux mélangé avec de la matière charbonneuse, peut être fondu sans addition de flux ni de matte mince (2).

Tout près de Kreuzhûtte, sont les nouvelles fonderies d'Eckhardtshûtte^ que l'on devait achever en septembre 1 860. On les dit bien éclairées, plus spacieuses, et mieux ventilées que les anciennes. On y remarquait alors quatre demi-hauts-fourneaux, dont deux seulement fonctionnaient, et deux plus petits; un four à réverbère était en construction. Le vent est fourni par un ventilateur mû par la vapeur. La pression est égale à une colonne d'eau de 0",10 de hauteur; le diamètre intérieur est de 0",065 à O^jOTS. A Oberhûtte, le vent est fourni parunecagniardelle; sa pression est ég Je à une colonne d'eau de 0" ,36 de hauteur.

(1) Les scories de la première fonte sont employées parles ouvriers pour la cuisine ou le chauffage. On enlève un morceau de scorie rouge, à Taide d'une perche en bois ; les gaz du bois en se dégageant forment un trou assez grand dans la scorie, pour qa*on puisse y placer une marmite ou tout autre vase de cuisine. Le morceau ainsi disposé sur deux barreaux de fer, au fond d'une brouette, est voiture par les femmes jusque dans leur cabanes. En hiver, ces mêmes scories servent au chauffage intérieur.

(2) La plupart des détails qui précèdent nous ont été fournis par M. Poster qui visita les usines au mois de septembre 1860. Nous en avons puisé quelques-uns dans le manuscrit qui accompagnait la collection des échantillons des usines du Mansfeld à i*ezposition de 1831, et dans l'ouvrage intitulé : Dis Auguiiin*sehe Silberextrtution par A, Grfitzner, Brunswick, 1851 p. 91 et suiv.

Données analytiques sur les schistes cuivreux et leur traitement dans le Mansfeld.

Analyses de Berthier (l).

Minerai cru Minerai grillé

Silice 40,0 Silice 50,6 43,8

Alumine iO,7 Alumine.

Oxyde de fer (Fe^O»). ... 5,0 Magnésie J

Carbonate de chaux.... i9,5 Chaux 7,8 18,0

— magnésie. 6,5 Oxyde de cuivre (CuO). a,8 2,6

Pyrites de cuivre 6,0 Oxyde de fer (F W). ... 9,0 7,2

Potasse 2,0 Soufre 4,0 2,4

Eau et bitume 10,3 Perte par calcinatîon • . 0,8 6,0

Ces analyses de trois variétés différentes de schistes montrent, comme il était à prévoir, que leur composition est très-variable. Lasilicc,ra1umine,lachauxJamagnésieetroxyde de fer, contenus dans les schistes de Sangerhausen ;et des autres localités du Mansfeld ont été déterminés par Grunow (2) et les résultats s'accordent assez bien avec les premiers. D'après Berthier, le schiste grillé mis dans un creuset brasqué, peut très-bien, sans aucune addition, former une scorie compacte vitreuse, sans cavités, noirâtre, translucide et très-tenace; on y trouve des grains magnétiques de matte contenant du cuivre et du fer. Le même métallurgiste fait remarquer que, d'après la proportion du soufre des 2* et 3* analyses, il est évident que le fer et le cuivre sont dans le schiste grillé, surtout à l'état de sulfures et que, par conséquent il est difficile de concevoir l'utilité du grillage, dont le résultat est l'expulsion de la matière bitumineuse et d'une portion de l'acide carbonique. Il est à désirer que des analyses de ce produit soient renouvelées.

(1) Annales des Mines, 1824, f série, tome IX, p. 63.

(2) Handbuch der meiallurg. Hûttenkunde par Kerl 1855, tome U, p. 256.

FONTE DU CUIVRE DANS LE MANSFELD 821 Analyses des mottes de la première fonte (Rohatein) (i).

Cuivre... 52,44 48,25 42,10 31,70 47,27 43,62

Fer 20,49 17,35 19,25 28,75 19,69 23,35

Soufre... 26,44 24,58 25,50 27,80 26,76 28,60

Zinc 2,90 5,20

Plomb... 0,41 1,05 1,50 Argent.. 0,13 0,30 0,27

Silice 1,55 1,15

Remarques. N** 1 à 4, analyses de Heine.

1" — Le rohstein ou noiatte crue, a été fondu à Sangerhausen en 1831; la quantité de cuivre descendait quelquefois jusqu'à 40 pour 100 et alors le fer augmentait proportionnellement. Outre les cléments mentionnés, on a trouvé des traces de manganèse, de zinc, de cobalt, de nickel, d'antimoine et d'arsenic. La charge du fourneau se composait de 3 parties d'un mélange des couches Dach , Noberge , Sanderz et de 5 parties de schiste-cuivreux, avec addition de 10 à 20 pour 100 de spath- fluor et des sco-ries provenant de la concentration et de la fonte pour cuivre noir. On brûlait du charbon de bois. V — d'Oberhûtte, à Esleben. 3* — de Ratharinenhûtte? 4** — de Kupferkammerhûtle, à Hettslâdt. Les trois dernières analyses ont été faites par Heine en 1 844. La perte portait sur de petites quantités d'alumine, de chaux, de magnésie, de molybdène, de phosphore, etc. La silice était, il est probable, mélangée mécaniquement.

N* 5. — Analyse de Rammelsberg. Cette matte crue, rohstein, dont l'origine n'est pas indiquée, était partiellement cristallisée

(1) Ann, der phys. u, cheni,, 1835, tome XXXIV p. 633. Les analysMo** 2 k6 sont extraites de Rammelsberg's Lehrbuch dw Chemitchen Métallurgie. Berlin, 1850, pages 224-226.

en octaèdres du système cubique, enchâssés l'un sur l'autre; sa densité était 4. 73.

N» 6. — Analyse de RammeJsberg. Ces échantillons ont été obtenus en 1853, à l'usine de Katharinenhùtte, à Leimbach, de la paroi superficielle du creuset [gestubemasse) dans laquelle la matte s'était infiltrée en petites particules et avait ensuite cristallisé, sous l'influence d'un refroidissement lent. Les cristaux sont plus nets que les derniers/, ce sont des combinaisons d'octaèdre avec le cube, ayant des faces brillantes et très-unies, des arêtes et des angles vifs ; ils ressemblent par la couleur au kupfernickel, mais quelquefois ils sont couverts d'une sorte d'enduit gris d'acier.

Un spécimen de matte crue, recueilli il y a plusieurs années au Mansfeld, est recouvert d'une efïlorescence bleue et verte ; sa texture est grenue et d'une couleur gris de fer rougeàtre ; près de la surface supérieure se trouvent des cavités dont quelques-unes contiennent du cuivre fibreux (mousse de cuivre).

Analyses des scories de la première fonte.

Silice 57,43 53,83 49,8 48,» 50,00 54,13

Alumine 7,83 4,43 11,3 16,35 15,67 10,53

Chaux 23,40 33,iO 19,2 19,29 20,29 19,41

Magnésie 0,87 1,67 2,4 3,23 4,37 1,79

Protoxyde de fer 7,47 4,37 13,2 10,75 8,73 10,83

Oxyde de zinc .. .. 1,26 1,11

Oxydule de cuivre 0,30 0,24 .. 0,75 0,67 2,03

Fluor 1,97 2,09 1,1

Alcali (KO) et perte .. 2,1

Remarques. N" 1 et 2. — Scories de Sangerhausen, analysées par Heine en 1831 (I). Le n^ \ était d'un gris de perte et si léger et poreux qu'il flottait sur l'eau, comme de la pierre ponce. Le n* 2 était parfaitement tondu, vitreux et d'un vert clair. La différence entre ces deux scories était attribuée à ce que dans la fu-

(1) Op. cit., p. 534.

sioD de la seconde, on avait employé une plus grande quantité de spathfluor qu'à la prenoière. N" 3. — Scorie de Mansfeld, analyse de Berthier(l) qui décrit ces scories comnie vitreuses, translucides, d'un vert foncé, presque noires et quelquefois teintées en bleu. N**4, 5, 6. — Échantillons provenant de Kupferkammerhùtte. Les analyses ont été exécutées dans le laboratoire de fiammelsberg, les deux premières par M. Hoffmann, apparemment sur le même échantillon, et la troisième par M. Ebbinghaus (2). Ces scories étaient ordinaires, vitreuses et de couleur foncée.

Les scories de mattes crues de Mansfeld et de Sangerhausen, que nous possédons, vues en masse, sont vitreuses et d'un noir olive ; mais lorsqu'on les regarde à la lumière, en fragments minces, la couleur est olive foncé. D'autres échantillons sont, partie vitreux et partie opaques, et d'un gris brun ; d'autres enfin, provenant d'Eisleben, qui contiennent, croit-on, du vanadium, sont vitreuses et plus ou moins bleues, comme certaines scories de hauts fourneaux.

Analyses des matte concentrée (spuretein) et motte mince (Dûnnstem) de la fonte pour cuivre noir.

La première analyse seule, est relative à la matte concentrée. La composition théorique de ces mattes, ainsi qu'elle a été calculée par fiammelsberg, est indiquée au-dessous des analyses

élémentaires.

Cuivre 51,37 58,8 59,18 57,517 6i,23

Fer 18,67 15,8 16,07 16,38 15,19 0

Soufre 84,35 88,6 80,01 88,17 84,38

Zinc, Nickel, etc. 6,54 . . 8,97 8,55

Sous-sulfure de cuivre 67,47 46,66 57,69 77,95

Protosulfure de fer 84,75 85,11 85,56 83,80

Sulfures de zinc et de nickel 4,44 3,81

Cuivre métallique 5,98 81,96 1008 traces

(*) Avec d'autres métaux-

(i) Ànn. dei Mine$, 1S24, 1" série, t. IX, p. 60. xi]Op, cit., p. 220.

Remarques. NM . — Matte provenant de Kupferkammerhûtte, analysée par Ebbinghaus, dans le laboratoire de Rammelsberg. 11 manque 2,48 de soufre pour former du sous-sulfure de cuivre, ainsi que des protosulfures de fer et d'autres métaux ; aussi, Raramelsberg suppose-t-il qu'une partie du fer existe à Tétat de sous-sulfure (Fe^S), N** 2. — Matte de Mansfeld, analyse de Berthier (!)• N"* 3, 4 et 5. — Ces échantillons de matte mince ont été analysés dans le laboratoire de Rammelsberg, par MM. de la Trobe, Schliesser et Boujoukas ; Rammelsberg affirme que cette matte contient toujours du cuivre fibreux, non-seulement dans les cavités, mais aussi dans la masse.

Nous avons dans notre collection, un échantillon de spurstein^ de Mansfeld, de 0*^,01 9 d'épaisseur ; il contient de nombreuses cavités, allongées comme des tubes, perpendiculaires aux surfaces non brisées; plusieurs de ces cavités contiennent des projections de cuivre métallique, en forme de dents; la couleur d'une cassure fraîche est d'un gris noir comme celle du sous-sulfure de cuivre, avec une teinte rougeâtre nette. Un échantillon de dûnnstein, de 0",006 d'épaisseur, a ses faces parallèles; il est plein de cavités tubulaires dont plusieurs contiennent des dents de cuivre métallique en saillie; la couleur d'une cassure fraîche est grise comme celle du sous-sulfure de cuivre; il n'y a pas d'efflorescence à la surface. Un autre échantillon venant de Sangerhausen est boursoufflé à la surface, exactement comme le cuivre brut ou méial vésiculeux du procédé gallois; il est compacte et sans porosité comme les derniers; la cassure possède une couleur grise comme celle du sous-sulfure de cuivre; des particules de cuivre métallique sont disséminées en petit nombre, çà et là, à travers la masse.

(1) Ann. djs Mims, V âérie, t. IX, p. 68.

Analyses des scories de la malte concentrée (Spurechiacke) et du cuivre noir»

Silice 33,18 34,11 33,6 38,15 37,90

Alumine 11,22 8,46 5,6

Protoxyde de fer 32,03 37,68 51,5 47,22 49,23

Chaux 17,14 13.38 5,0 11,56 9,07

Magnésie 2,96 4,57 .. 0,03 1,47

Cuivreexistantpartiellement) .. ..Cu^0 3.0 2,86 1,59

àl'étatdesous-suifurc... ) 1,90 0,68

Soufre indéterm. 0,46

Remarques. N"* \ et 2. — Scories de la matte concentrée; les analyses ont été faites dans le laboratoire de Rammelsberg, par MM. Wornum et Hoffmann. Les scories sont décrites, plutôt pierreuses que vitreuses, d'un noir bleuâtre, ternes ou d'un éclat faible. L'acide chlorhydrique les déconrîpose. Dans chaque analyse, l'oxygène de la silice est égal à l'oxygène de toutes les bases (17,25 : 18,96 dans la première et 17,72 : 17,90 dans la seconde). Ces scories sont, par conséquent, tribasiques, ou des monosilicates. N** 3. — Scorie de cuivre noir de Mansfeld, analyse de Berthier, qui la décrit comme compacte, pesante, noire et magnétique, analogue à certaines scories produites dans la conversion de la fonte en fer malléable (1). N*' 4 et 5. — Scories de cuivre noir. Les analyses sont de MM. Lade et Gehrenbeck, du laboratoire de Rammelsberg. Ils ont décrit les scories comme pierreuses, noires et décomposables par l'acide chlorhydrique. L'oxygène de la silice est égal à celui des bases; de sorte qu'à l'égal des scories qui accompagnent la malte concentrée, elles sont tribasiques (2).

(1) Ann, des Mines, id., t. ix, p. 09

(2) Rammelsberg, op. eit. I

n^. FABRICATION DU CUIVRE

Analyses de la motte complètement grillée (Gaarrost).

Cuivre 51 ,97 67 ,89

Fer 20,39 i0,56

Zinc et nickel 0,67

Oxygène 13,61 8,67

Soufre * 2, 1 1 1,64

Matières insolubles dans les acides. . . 11, 9S 9,49

Remarques. — Ces analyses ont été faites dans le laboratoire de Rammelsberg. La matière insoluble contenait de la silice et du protpxydedc cuivre; d'où on peut conclure que la matte grillée se compose essentiellement d'oxydule de cuivre et d'oxyde magnétique de fer (Fe'O^).

Nous possédons un spécimen d'une matte, spurgaarrost, grillée six fois, provenant de Sangerhausen; elle forme une masse lourde d'un rouge brun, imparfaitement fondue, avec des fragments de cuivre métallique, et paraît contenir une grande quantité d'oxydule de cuivre; vue sous certains angles, on aperçoit distinctement, à la surface, la couleur rubis caractéristique des lamelles d'oxydule.

Analyses de cuivre noir.

Cuivre 95.45 «9,13 9t,83

Fer 3,50 4,t3 1,38

Plomb .• 0,97 2,79

Argent /. . 0,49 Todëteniu 0,26

Zinc, nickel et cobalt. ... . . 3,98 1,05

Remarques. NM. — Analyse de Berthier, qui ne trouva aucunes traces, ni de nickel, rti de cobalt (1). N-2 et 3. — analyses de MM. Hoffmann et Ebbinghaus, laboratoire de Rammelsberg. U moyenne de l'argent dans le n* 3 correspond à 2»',375 par 1 0OO grammes.

(1) Op. du paç« 68

PONTE DU GUrV^RE DANS LE MANSPELD 327

Analyses des loups (Eisensau).

Dans le voisinage de Magdebourg, on découvrit, en 1831, à une profondeur d'environ l",25, plusieurs blocs d'un métal pareil à du fer, et, conome il n*y avait pas d'usines à fer dans les environs, on supposa qu'ils avaient tine origine météorique. Analysés par Stromeyer, il trouva qu'ils se composaient surtout de fer et renfermaient une quantité considérable de molybdène, qui se rencontre très-rarement et qu'on n'avait pas signalé et reconnu ni dans le fer météorique, ni dans les produits des fours. Ce métal était dur, mais réduit en petits morceaux, il pouvait se briser aussi facilement que de la fonte blanche, et se pulvériser grossièrement dans un mortier. La cassure, fraîchement obtenue, était grenue, écailleuse [schuppig-kàmig) ; elle avait assez d'éclat et une couleur blanc d'étain passant au gris. En examinant différents morceaux, on remarqua qu'il y avait deux variétés de métal ; l'une était sensiblement lamelleuse, à grains plus grossiers, et d'une couleur plus grise; l'autre était moins lamelleuse, d'un grain plus fin, d'une couleur un peu plus claire, et enfin, plus fragile. La densité de ia variété à gros grains était 7,21 82 et celle de la variété fine 7,3894. Il y avait en mélange intime avec la masse ferrugineuse, surtout dans l'espèce à gros grains, une grande quantité de sulfure métallique qui, par l'aspect et sous les autres rapports, ressemblait au minerai de cuivre panaché pourpre (3Cu2S +Fe^ S'). Ce sulfure abonde surtout à l'extérieur, et, par places, il constitue presque entièrement la surface de la masse. Dans l'intérieur de quelques-uns des morceaux, on a trouvé des quantités extrêmement petites de cuivre fibreux (1). Heine a analysé plus tard des loups d'Oberhûtte, à Eisleben, et a reconnu que leur composition était identique à celle des blocs métalliques découverts à Magdebourg. 11 publia, en 1 836, un mémoire intéressant sur ce sujet (2). Les deux variétés de métal sont solubles dans les acides

(1) Afkn, d, Phyi, u. Chem,, Poggendorff^ 1833, t. xxyiii, p. 551. {2) Jour, fur prakt. Chem.^ Ërdmann, 1836, t. ix, p. 177.

chlorhydrique et azotique; des écailles métalliques se séparent d'abord et se dissolvent ensuite plus lentement que le reste de la masse.

Fer 76,77 74,60 73,«6 67,68 57,91

::si '■•» îîî;

Molybdène 9,97 •10,19 9,13 27,33 S8,49

Cuivre 3,40 4,32 1.79 2,49 2.45

Cobalt 3,25 3,07

Nickel 1,15 1,28

Manganèse 0,02 0,01

Arsenic 1,40 2,47

Phosphore 1,25 2,27 6,04 4,58 3.51

Soufre 2.06 0,92 0,09 0.46 0,60

Silicium 0,35 0,39

Carbone 0,38 0,48 1,42 1,31 0,87

Remarques. N°* 1 et 2 — de Magdebourg ; analyses de Stromeyer : nM , à gros grains ; n" 2, variété à grains fins. N* 3 , 4, 5 — d'Eisleben, analyses de Heine : n* 3, à gros grains, densité 7,578; n*** 4 et 5, à grains fins; dçnsité 7,578. Suivant Heine, Augustin fut le premier à suggérer que, dans cet intéressant produit, le rôle du molybdène pouvait être considéré comme analogue à celui de T arsenic dana le speise.

Les procédés suivis dans toutes ces analyses paraissent, à plusieurs points de vue, défectueux.

Rammelsberg a publié l'analyse suivante d'un produit très curieux des fonderies du Mansfeld ; son mode de formation n'est pas connu ; il est en cristaux prismatiques mal définis et la surface est couverte en partie de sulfate de cuivre; ils sont magnétiques, et leur cassure, d'un blanc d'argent qui passe au gris, est grenue et brillante (1).

Fer 63,23

Cuivre 12,69

Cobalt avec traces de nickel 8,22

Molybdène 8,40

Soufre 9,43

101,97 (1) Lehrb, p. 229.

Vitriol noir. — La matte riche fut lavée plusieurs fois à Teau, pendant le grillage, et on fit évaporer la dissolution de sulfate de cuivre pour obtenir le sel en cristaux. L'eau-mëre fut ajoutée à la liqueur obtenue par un lavage ultérieur de la matte, et on fit évaporer le liquide mélangé, puis on le fit cristalliser. On fit évaporer de nouveau la seconde eau- mère avec une nouvelle solution et on répéta encore cette opération. A la fin, il resta une eau- mère d'une couleur foncée [schwarzlaugé)^ qui donna des cristaux de vitriol noir. Ces cristaux ont la forme du vitriol vert ou du sulfate de protoxyde de fer; ils sont d'un noir bleuâtre et quelquefois d'une dimension considérable. Le sel, suivant Rammelsberg, contient de la magnésie et des protoxydes de cuivre, de fer, de manganèse, de cobalt et de nickel, avec 7 équivalents d'eau (1), comme sa forme semble l'indiquer. Nous possédons un échantillon qui contient tellement de cobalt, qu'après avoir précipité le cuivre par l'hydrogène sulfuré, la solution a une couleur rouge assez foncée.

On trouve quelquefois mélangés avec les cristaux de vitriol noir, d'autres cristaux d'un vert bleuâtre pâle, qui ont, d'après Rammelsberg, la composition suivante :

Oxygène

Acide sulfurique 35,56 21,30

Protoxyde de cuivre 4,47 \

Fer 0,5î]

Oxyde de zinc, protoxyde de nickel avec^ > 4,34

un peu de manganèse et de cobalt ] ' i

Magnésie 0,63y

Potasse 18,39 3,li

Eau 25,16 22,37

La composition de ce sel peut s'exprimer par la formule (RO,SO' + KO,SO') + 6H0 ; sa forme ressemble à celle des sels doubles analogues de potasse et d'ammoniaque. Il est remarquable que la potasse provenant du minerai et des cendres du combustible, se concentre ainsi dans ce sel.

(1) Lehrh, p. 231.

a% FABRICATION DU CUIVRE

Cristaux de feldspath artificiel. — Heine fut le premier à analyser et à décrire cet intéressant produit, qui se rencontra pour la première fois, en 1834, à Sangerhausen, pendant la réparation de l'un des fourneaux de fusion (i). Il était sous forme de cristaux blancs et d'un violet pâle, bien définis, incrustés aux parois du creuset du côté de la varme, sur un espace de 0",30 à 0",75 au-dessus des tuyères; on le découvrit en enlevant une incrustation composée principalement de blende, formée sur ce point. De semblables cristaux tapissaient les fissures et les trous de la maçonnerie ; ainsi qu'une couche charbonneuse dont les lamelles minces, ayant l'apparence du graphite, mais d'une teinte plus foncée, adhéraient aussi très-fortement aux parois du foyer ; les pierres de la cuve et du creuset, consistaient en conglomérat de quartz. Outre ces cristaux, on trouva dans le fourneau une substance compacte, pareille à du spath, à cassure conchoîde, mais ressemblant par sa couleur et par d'autres caractères, aux cristaux; nous en possédons plusieurs. Quelques-uns sont parfaitement incolores, d'autres ont une teinte délicate d'améthyste, d'autres encore paraissent presque noirs, peut-être à cause d'un mélange de charbon ou de blende noire : leurs dimensions sont très-variables. Une des faces les plus grandes a jusqu'à 6 millimètres de largeur; ils rayent le verre et, suivant Heine, leur densité est 2,66; ils ont généralement la forme du feldspath adulaire (2). Des cristaux de la même va- 'riété de feldspath ont été pareillement trouvés dans les fourneaux de Leimbach.

Nous donnons, à la page suivante, diverses analyses sur la composition de cette matière.

(1) Ann. d. Phfft. u, Chem. Poggendorff« 1835, t. xxxiv, p. 531. Utber KÙMsUuki FeldspathbUdung. Von Bergjfrobirer Heine in EisUben.

(S) Feldspath rencontré dans un des rameaux du Saint-Oothard, appelé autrefois Mont Adule. (Lei Traduetmn.)

FONTB pu GUIVKE DANS LA HES8E 331

Analyses.

Silice 64,53 65,95 65,03 63,96

Alumine I»,i0 48,50 16,84] .

Sesquioxyde de fer 1,20 0,69 0,88)

Chaux 1,33 4,28 0,34 0,43

Magnésie .. 0,34 0,54

Protoxyde de cuivre 0,27 0,13 0,30

Sesquioxyde de manganèse (Mn W) \

Oxyde de zinc > '

/\ j , , . i traces traces

Oxyde de cobalt ;

Potasse 13,47 10,47 15,26 12,49

Soude . . 0,65 0,65

Remarques. N~ 1 et 2. — Analyses de Heine : n* 1 , fondu avec du carbonate de soude ; n'^SI, fondu avec du carbonate de baryte. Dans ces deux analyses, la potasse a été calculée par différence, et il est probable qu'il y avait un peu de soude. N"* 3. — Échantillon de Sangerhausen ; analyse de Abich (1) ; densité, 2, 56. La silice contenait des traces très- légères d'acide titanique. L'essai a été fait avec de Tacide fluorhyarique ; Abich pense que la quantité de chaux du n' 3 est erronée, et il attribue cette erreur à la présence de la baryte. Les cristaux qu'il avait choisis étaient parfaitement purs et d'une couleur d'améthyste pâle. N" 4. — Analyse de Rammelsberg ; les crïstanx provenaient des fonderies de Leimbach ; ils avaient un éclat vitreux, gris, et pour densité, 2,666 (2). De ces diverses analyses ressort la formule KOjSiO^ ■+- APO*, 3SiO', qui est celle de l'orthoclase.