traces

tracet.

Aivent

Plomb

Fer

Cobalt

Nickel

Protozvde de nickel

Calcium

il'ug^iAaîiim ,.,,....- 1

Potassium

Alnmininni »».-...

Soufre

Scorie

ilOO.OO

Remarques. — Dans toutes ces analyses, on n'opérait pas sur moins de 1 5 à 20 grammes; le poids du cuivre était calculé indi* rectement, en déduisant le poids de toutes les autres matières, de celui du métal soumis à l'analyse. NM. — Rondelle supérieure : cristalline, avec surface dentelée (zàhniger oberflàche)^ à grain trèsfin, à cassure ébréchée, opaque ; éclat très-métallique, d'un rouge de cuivre et d'un blanc d'argent, noir quand il était terni ; densité d'une rondelle retirée au milieu de l'opération, 7,305. N* 2, — Extrait du culot de cuivre qui reste après l'enlèvement de toutes les rondelles {kupferkonig) ; noueux, vésiculeux et présentant, sous les autres rapports, les mêmes caractères extérieurs que le précédent N"* 3. ~ Rondelle supérieure : masse plate, composée de nombreuses couches minces de cuivre métallique, adhérant ensemble, et sur lesquelles sont disséminés de petits octaèdres de protoxyde de nickel ; masse cristalline, pulvérisable ; cassure ébréchée; couleur entre le gris noir et le rouge de cuivre. Par l'action de l'acide azotique, on obtient un résidu insoluble, qui se compose de tout petits cristaux de protoxyde pur de nickel, mélangés avec un peu de scorie ; ces cristaux sont des octaèdres appartenant V. ti

au système cubique; ils paraissent noirs à la lumière réfléchie et d'un rouge de rubis à la lumière transmise; ils sont complètement insolubles dans les acides sulfurique, azotique, chlorhydrique et nitro-chlorhydrique concentrés. Ils ne subissent aucun changement par le carbonate de soude en fusion ; mais s'ils sont chauffés au rouge avec du bisulfate de potasse, il se forme un sulfate double de potasse et de protoxyde de nickel. Si on les chauffe dans rhydrogène, ils sont réduits à Tétat métallique (1 )• La production de ces cristaux, dans le raffinage, est un fait très-intéressant. Un échantillon de ce produit nous fut remis par Genth, il y a bien des années. Il semble assez étonnant que le potassium, le magnésium et le calcium existent dans du cuivre fondu, qui devait certainement contenir de Toxydule et à travers lequel Toxyde de nickel était abondamment disséminé. En. outre, la proportiQn de ces métaux, dans le cuivre affiné, est beaucoup plus forte que dans le cuivre noir, malgré Toxydation puissante à laquelle ce dernier est soumis pendant Taffmage. Il résulterait même des analyses que tout le fer et la plus grande partie du nickel peuvent être retirés du cuivre noir par oxydation, sans réduction sensible dans la proportion de métaux aussi oxydables que ceux du groupe du potassium et du calcium. N** 4. — Disque épais de cuivre malléable (hammerkupfer^ mais non pas hammergaarkupfer) ; couleur d'un rouge de cuivre pur ; d'innombrables petites fissures, à travers lesquelles le gaz s'est échappé, traversent le métal de la face inférieure à la face supérieure et donnent, surtout à ce disque, une cassure cristalline, grenue et nettement radiée. N' 8. — Echantillon provenant du culot de cuivre gaarkupferkonig^ après l'enlèvement de toutes les rondelles; cassure vésiculeuse, cristalline et radiée*

Genth s'est assuré que dans la fonte et l'affinage du cuivre noir, l'argent n'est jamais assez concentré, dans aucune partie de la majssC) pour s'extraire avec avantage. Dans le cuivre noir et affiné de Friedrichshûtte, la teneur en argent par quintal (60 kilt) varie

(1) Jahru-BerichU Benelius, 1846, t. xxv, p. 170.

de 33 à 50 grammes, c'est-à-dire de 460 à 1,000 grammes à la tonne; en enlevant successivement des rondelles, pendant une opération de rafSnage, on a constaté les proportions suivantes d'argent :

Argent pour 100.

Rondelles supérieures de cuivre noir 0,059

— du milieu id 0,049

— ](ônig [exitdi) id 0,i04

— la plus élevée de cuivre afTiné traces

— seconde au-dessous 0,058

Malléable {Hammerkupfer) 0,10Ï

Première rondelle mince de cuivre affiné 0,059

Seconde id 0,066

Troisième id 0,105

Quatrième id 0,067

Cinquième id 0,066

Gaarkupferkônig id 0,132

Les trois analyses suivantes du cuivre affiné (hammergaar) de Dillenburg, dans le Nassau, sont dues à Genth :

Argent.

Plomb..

Fer....

Cuivre .

Résidu.

Disque supérieur

traces 99.944

Disque moyen

Disque du fond ou konig

traces

traces 100,00

AwHywdei loups (Eisensauers).

Phosphore,

Arsenic

Carbone

Soufre

Silicium

Aluminium

traces

Manganèse.

Nickel

Cobalt

Molybdène. .

Cuivre » . * . .

traces) 3,61

0,04 traces l,lâ 0,31 1,38 traces 84,S4

traces

Remarques. N* 1 . — Échantillon recueilli au fond du creuset ; cristallin, à grain grossier; cassure inégale, opaque; éclat métallique; couleur gris d'acier; fragile. Densité 7, 466; dureté = 5,5 (entre Tapatite et le feldspath); il contient quelques cavités, dans lesquelles sont de petits octaèdres de fer métallique, réunis sous forme de dents agglomérées ; il s'y trouve très-peu de cuivre fibreux ; on remarque, çà et là, de petits grains ronds d'un composé cristallisé bleu-noir, mais la quantité en était trop petite pour pouvoir être examinée. N' 2. — Ce loup provenait de l'un des bassins de coulée {prillheerd) . Cristallin, à grain fin; cassure inégale, opaque ; éclat métallique ; coujeur entre le gris d'acier et le blanc d'étain; fragile. Densité 7,549; même dureté que le précédent; soluble dans l'acide chlorhydrique.

Produits accessoires divers.

Blende. — Elle se présente en masses cristallines, feuilletées, quelquefois composées de fibres radiées, opaques; à cassure inégale ou foliacée ; éclat adamantin et métallique ; couleur entre le gris de fumée et le noir grisâtre; rayure d'un gris verdâtre. Densité 3,784 ; dureté == 3 (spath calcaire). Soluble dans l'acide azotique; elle est quelquefois nuancée d'une couleur jaune d'or; elle n'est pas abondante. Voici l'analyse d'un échantillon, d'après Genth :

Analyse Gonititution ihéoriqae Soofre

contenu

Zinc 57,5i Sulfure de zinc 85,91 S8,40

Manganèse 0,55 — manganèse 0,86 o,3l

Fer 4,08 — fer(FeS) 6,42 2,34

Cuivre i,06 Sous-sulfure de cuivre 1,33 0,27

Plomb 2,79 Sulfure de plomb 3,22 0,43

Molybdène 0,15 — molybdène (M S').. 0,30 0,15

Calcium 1,06 1,06

Soufre 31,89

L'état de combinaison du calcium est considéré comme douteux, mais il n'est pas difficile de le comprendre comme existant à l'état

de sulfure ; celui-ci pourrait être combiné avec d'autres sulfures.

Soufre. — Il a été trouvé en cristaux qui, par l'éclat et la couleur, ressemblaient tout à fait à ceux du soufrç natif.

Adde arsénteux. — Il se présente en octaèdres et en tétraèdres qui ont jusqu'à 0",0006 de diamètre, généralement avec des dépressions en gradins; opaque et d'un éclat adamantin.

Réalgar. — Il ne s'est présenté qu'une fois dans ces usines (en 1846), en morceaux d'un magnifique rouge orange, dont la structure était cristalline et feuilletée. Nous possédons un échantillon provenant des grillages pratiqués à Freyberg.

Galène. — Elle ressemble exactement à de la galène native et présente des clivages distincts, parallèles aux faces du cube.

Fumée — Sous forme d'une poudre sèche, d'un blanc jaunâtre virant au gris; en partie soluble dam F eau. La dissolution aqueuse contenait des sulfates de protoxyde de cuivre, de sesquioxyde de fer, de protoxyde de manganèse, d'oxyde de zinc, de l'alumine, de la chaux, de la magnésie ei de la potasse, du ciilorure de sodium et de l'acide arsénieux. On fit bouillir le résidu insoluble avec de l'acide chlorhydrique; la liqueur contenait les substances suivantes : acide sulfurique, oxyde de plomb, oxyde de zinc, sesquioxyde de fer, acide arsénieux, oxyde d'antimoine, chaux, protoxyde de nickel, magnésie, potasse, soude, acide molybdique, oxyde de bismuth et de la matière organique. Le résidu^ insoluble dans l'acide chlorhydrique, consistait en sulfate de plomb et en composés siliceux; on y rencontrait les bases suivantes : sesquioxyde de fer, alumine^ chaux, magnésie, potasse, soude, oxyde de zinc, protoxyde dé cuivre et des traces d'oxyde de bismuth et de protoxyde de manganèse et de nickel oxyde.

a42 FABRICATION DU CUIVRK

Suivant Gustave Rose, les minerais de cuivre de cette partie de rOural, se rencontrent dans le Weùshegmde des géologues allemands. Ce sont des grés à grains de quartz et des fragments de roches dures^ cimentés par une matière argilo-marneuse, qui sont imprégnés de chrysocolle, de cuivres carbonates bleu et vert (malachite), d'oxydule, de cuivre sulfuré et cuivre gris, de pyrite de cuivre et de fer et parfois de cuivre natif.

Les grès sont recouverts d'une argile compacte bitumeuse ou schisteuse, de couleur foncée, qui contient des globules disséminés de cuivre vitreux et des strates subordonnés de pyrite cuivreuse. Les carbonates de cuivre bleus et verts se rencontrent généralement dans les plans de stratification. Les minerais sont fondus avec addition de 30 pour \ 00 de dolomie, et donnent un rende* ment moyen, évalué à 2 1/2 pour 100 de cuivre. La fonte se fait dans des demi-hauts fourneaux pourvus d'une tuyère, avec avantcreuset, comme à Atdvidaberg. En voici les dimensions :

Hauteur du fourneau 4",44

Diamètre du gueulard 0, 62

Section du ventre 1, 07 x 1»,24

— du creuset i, 07 x 0, M

Hauteur du creuset 0, 71

Avant-creuset semi-elliptique :

Longueur du grand axe 0",3i

— du petit axe 0, 26

Profondeur de Tavant-creuset o, 33

(1) Coup d'œil sur le travail du cuivre aux usines de Perm (appelées Jougovsk et Motoviiikhiiisk), par M. le lieutenaDt Ghoubine. Annuaire du Journal des minet de RutM, année 1842. Saint-Pétersbourg, 1845, p. 184 et suiv. Voir aussi le même ouvrage, p. 250, année 1840. Notice sur les produits de la fonte des minerais de cuivre aux usines de Perm, par le même auteur. Quelques-unes des analyses diffèrent considérablement de celles des produits similaires dans Touvrage relaté plus haut. Il y a encore un autre mémoire du même auteur, année 1841, p. 319, contenant les détails des analyses que nous avons insérées.

La quantité de minerai fondu journellement, varie de 3,684 & 4^502 kil., soit, en chiffres ronds, de 3 1/2 à 4 tonnes i/2.

On brûle du charbon de bois de pin et de sapin, et on obtient les produits suivants : de la fonte de fer cuivreuse^ du cuivre noir et des scories. La coulée se fait toutes les 24 heures ; la scorie et la fonte de fer restent à la partie supérieure et on les enlève d'abord sous forme de disques ou de galettes rondes, après quoi, on retire le cuivre noir de la même manière^

Voici, d'après Choubine, les analyses de deux variétés de grés cuprifères.

Protoxyde de cuivre S3,08 9,50

Acide vanadique ( VO') . . 0,53

Silice 34,91 63,15

Alumine 3,46 5,24

Sesquioyde de fer 1,23 4,19

Protoxyde de fer 0,23 0,39

Oxyde de manganèse traces trace»

Chaux 5,87 8,94

Magnésie 4,09 6,77

Potasse 0,38 o,«4

Soufre 0,13 0,59

Matière bitumineuse 4,47 3,09

Acide carbonique 12,66 9,33

Eau 7,08 2,90

Il a été reconnu qtfen général les scories étaient très-bonnes, et que Toxygène de la silice y était le double de Toxygène des bases. Elles varient en densité de 2,31 à 2,78. Le cuivre noir contient en moyenne 90 pour 100 de cuivre; sa densité varie, suivant les proportions du fer, de 7,811 à 8,09 7.Un spécimen analysé par Choubine a donné :

Cuivre 90,52

Fer 6,17

Vanadium 1,21

Carbone 0,94

D'après cette analyse, il y a probablement une erreur considérable dans le dosage du carbone ; car, en admettant que le fer ait été combiné avec la quantité maximum de carbone (environ 5 pour 400) il n'y aurait pas moins de 0,615 de carbone en combinaison avec le cuivre et le vanadium ; or, cette conclusion est entièrement contraire aux résultats obtenus par d'autres observateurs.

La fonte cuivreuse constitue un produit intéressant. Un échantillon était blanc, d'une structure grenue et à cassure unie. La fonte extrêmement dure, rayait facilement le verre ; sa densité était 7,432 ; on y distinguait des particules ou des petits grains de cuivre métallique, disséminés dans la cassure. On suppose que sa grande dureté provient de la présence du vanadium.

Analyse de la fonte cuivreuse.

Fer 75,97

Cuivre lï,64

Vanadium 1,99

Aluminium 0,89

Calcium 0,95

Magnésium 0,78

Silicium 2,51

Carbone 3,03

Les galettes de fonte sont stratifiées avec des couches do charbon de bois et fondues dans un foyer d'affinage [gaarherd) revêtu préalablement d'un mélange d'argile et de sable. On a pour produits, du cuivre noir et une scorie de silicate de protoxyde de fer, qui, vu sa fusibilité, s'écoule d'elle-même. La silice est fournie par Tenduit du creuset et par le silicium contenu dans le métal. La densité de cette scorie était 4,070. En voici la composition :

Silice * . 18.15

Acide vanadique 4 .57

Alumine 0.36

Protoxyde de fer 75.50

, Id. de cuivre (GuWi 0.40

Chaux 1.97

Magnésie 1.03

La formule correspondante est à peu près 6Fe 0,Si 0'.

Le cuivre de cette scorie est sous forme de grains métalliques. On passe en douze heures, au foyer d'affinage, 491 kil. de fonte, dont on retire 70^",5 de cuivre noir, et 564^",9 de scories.

Quand cette scorie renferme 1/2 pour 100 de cuivre, elle est refondue avec des scories impures provenant de la première fonte de minerais et des scories d'affinage. De là deux produits : une scorie et un « loup cuivreux; » la densité de la scorie, égale à 3,271 , était composée de :

Silice 3i . 61

Acide vanadique i .30

Alumine 1 .48

Protoxyde de fer 87.00

Id. de cuivre (Cu«0?). 0.91

Chaux 4 . 24

Magnésie 1 .88

dont la formule est approximativement 3R0, Si 0'. On remarquera que cette scorie contient plus de 1/2 pour 1 00 de cuivre; elle ne peut donc pas être considérée comme parfaitement pure, car on a vu que la scorie produite par la fusion de la fonte cuivreuse est refondue quand elle contient seulement 1 /2 pour 1 00 de cuivre.

Dans les € loups cuivreux, » le cuivre est mécaniquement mélangé et n*excède pas en moyenne 30 pour 1 00. Leur densité varie entre 6,438 et 6,672 ; l'un d'eux avait pour composition :

Fer 76.30

Cuivre 19.90

Vanadium 0.12

Aluminium 0.43

Calcium i

» . I traces.

Magnesmm j

Silicium 0.83

Carbone 0.73

Scorie 3.33

Ce traitement de la fonte s'explique par Timpossibilité où Ton est de se procurer suffisamment de pyrites de fer ou de cuivre. Le cuivre s'extrait des loupes, de la même façon que la fonte.

Ghoubine prétend que la scorie de fer cuivreux, due au raffinage de la fonte» ne peut être ajoutée aux lits de fusion de la première fonte, et cela pour deux raisons : la première, c'est que la moitié du fer contenu dans le silicate de protoxyde de fer de la scorie (de la formule ci-dessus), se dégage pendant la fusion ; la seconde, c'est que la chaux et la magnésie des minerais de cui-* vre traités, tendraient à déplacer Toxyde de fer de la scorie et favoriseraient ainsi la formation de loups ferrugineux. A Tappui de la première raison, il n'y a, que nous sachions, de preuve expérimentale de la séparation du fer par la simple fusion d'un silicate de protoxyde de fer fortement basique ; quant à la seconde, elle est inadmissible, après avoir aflSrmé que le minerai est essentiellement un grés imprégné de cuivre, et lorsqu'on n'ajoute pas moins de 30 pour 100 de dolomie, pour réduire la silice. Une portion de cette dolomie pourrait sans doute avoir été remplacée avantageusement par une scorie riche en protoxyde de fer.

Lé cuivre noir est affiné dans le spleissofen des Allemands (1). C'est une sorte de four à réverbère, dont la sole brasquée est concave. Le cuivre fondu est exposé à l'action oxydante du vent d'une tuyère, placée à l'extrémité du grand axe du laboratoire, dans la paroi droite du four. Son diamètre, à l'œil, est de 0'',04 ; la pression du vent de 0"",03 de mercure. On insuffle en moyenne, 6"',3436 d'air par minute. La charge de cuivre noir est de 19S5 kil. Du sable siliceux est jeté à la surface du bain, pendant tout le cours de l'opération. La scorie sort du four par un canal pratiqué du côté de la porte de travail, comme la litharge dans la coupellation du plomb. Le cuivre s'écoule dans des bassins circulaires, creusés à l'extérieur ou à l'opposé du foyer. On l'enlève par rondelles qui sont refondues dans un petit foyer d'affinage

(1) Le foyer d*affinage hongrois (\o\t h V Appendice),

et quan<} le cuivre a acquis la fluidité convenable, on le fcoule dans

des lingotières. Voici, d'après Choubine, la composition ^u cuivre

aiBné :

Cuivre 96.84

Oxydule de cuivre 1 .41

Vanadium 0.21

Fer 0.78

La proportion considérable du fer, doit être exceptionnelle ; on n'y a pas trouvé d'étain, d'antimoine, ni d'arsenic.

D'après des notes prises au cours de M. Le Play, M. Rivot a publié récemment, sur le traitement des grés imprégnés de minerais de cuivre (1), une description de la méthode de Perm, qui diffère de celle de Choubine par quelques points. Ainsi, la fonte est soumise à une seconde fusion dans un cubilot pareil à ceux ordinairement employés dans les fonderies de fer; « en maintenant les métaux en fusion tranquille, pendant un certain temps, on détermine une séparation plus nette de la fonte et du cuivre ; on obtient une nouvelle quantité de cuivre noir très-chargé de fer, et de la fonte à peu près pure, qui peut être utilisée pour le moulage. »

Outre la dolomie , on mélange dans la première fonte , avec le minerai, de 25 à 30 pour 100 de scories de la première opération. Cette scorie, qui coule de l'avant-creuset, ne doit pas contenir plus de 0,003 pour 100 de cuivre ; on assure que c'est la scorie la plus pure de toutes les usines à cuivre connues. La scorie qui accompagne le métal y contient du cuivre en grains qui n'est donc pas perdu, puisqu'on refond cette scorie; en conséquence, quand le fourneau va bien, la fonte ne doit pas contenir plus de 3 pour 1 00 de cuivre.

La théorie de la méthode de Perm est très-simple : le cuivre des minerais est à l'état de carbonate et de silicate, dont la base est l'oxydé de cuivre. Quand le carbonate de cuivre est chauffé au rouge, dans une atmosphère chargée d'oxyde de carbone, ou

(S) Prifuipet généraux du traitement des minerais métalliques. Paris, 1859, t. 1, p. 86.

en contact avec du charbon, le cuivre se réduit facilement et d*une manière complète à Tétat métallique; quand le silicate de cuivre est exposé à l'action de la chaux et des mêmes agents de réduction, sous une forte chaleur rouge, tout le cuivre passe également à l'état métallique. Il est évident que dans sa descente à travers le fourneau, le minerai est exposé à ces conditions de réduction; non-seulement tout le cuivre est réduit, mais encore une quantité considérable de fer est converti en fonte. On peut conclure de la formation de la fonte, qu'après sa réduction, le fer a dû être, pendant quelque temps, en contact avec le carbone, à une température bien plus élevée que celle nécessaire pour la réduction de tout le cuivre. La présence du fer métallique tendrait donc à assurer la sép^^ration du cuivre d'avec tout silicate de cuivre qui, autrement, échapperait à la réduction.

En décrivant l'affinage du cuivre noir, M. Rivot dit que : « Quand la fusion est à peu près complète, on diminue autant que le permet la nature du combustible, l'action oxydante, en cessant de lancer de l'air dans le four, et on charge des minerais pyriteux, c'est-à-dire des sulfures de fer et de cuivre, et des fondants siliceux. Les gangues du minerai servent à scorifier les oxydes de fer et de cuivre produits pendant la fusion ; l'excès du soufre des pyrites forme avec les métaux des protosulfures de fer et de cuivre (1). »

Suivant Choubine, comme la matte produite dans la fonte de certains minerais et contenant 50 pour i 00 de cuivre, est en trèspetite quantité, on la passe directement au foyer d'affinage sans la griller. Par l'action du sulfure de fer sur le silicate de cuivre de la scorie, il se forme un silicate de protoxyde de fer et un sulfure de cuivre. Trois heures environ après l'addition de minerai pyriteux à la charge, on enlève la scorie, on donne le vent, et l'opération s'achève de la manière accoutumée. Suivant M. Éivot,» le cuivre noir soumis à l'affinage contient 12 à 15 pour 100 de carbone et

(1) Op, cit. page 100. Le proto-sulfure de cuivre^ est d'après le jy Percy du soussulfure.

PONTE DU CUIVRE A PERM d49

de fer; » d'où Ton pourrait croire que le cuivre noir contient une quantité considérable de carbone; si telle est son opinion^ Tauteur a probablenoent en sa possession des preuves expérimentales sur la combinaison du carbone et du cuivre, qu'il serait intéressant de faire connaître.

Comme les minerais de Perm sont extrêmement pauvres, et qu'ils se fondent pourtant avec avantage» il est instructif de connaître les conditions précises de leur traitement. Voici, à ce sujet, des détails empruntés à l'intéressant niémoire de Ghoubine, que nous résumons dans le tableau suivant :

Résumé du traitement suivi à Perm.

i=iiuL sn.

et orirra P-IM

Observations.,

Foodn dans six bauts-fourneaax d«na l'espace de 40 jours. ...

Produits obleniu

Minerais

onooo

LeaMAries étaient trèsliquides, «t A l'eaMi par U T«i« sAclM, elles ne donnaient pas de traccf

Cette meihode d'essm pevr les scories de cuivre n'est pas du tout satiffoisanté, et peut conduire i

une quantité considérable de cuiTre, et cependani n'en pas donner de traces appréciables par celle mèiLode. La quantité d'air injecté dans le fourneau éiait de 9*^tk par minute.

Dolomie

Cuivre noir

Fonte cuivreuse...

Ifatta

Perte du cuivre sur le cuivre total contenu dans le Binerai et les produits cuivreux

chaque fourneau

naiie

Scories impures...

Total

Charbon consumé pour tout le minerai fondu 2.350 korobs ou B,9f «5 pour 100 pouds. 1 korob de charbon contient SO pouds ou 900 livres russes.

Fonte de la scorie de fonte cuî-\ «««-«« ^« fovrcuse (laiiier de fer) dans six cr?î3L**L Z,: 'À' hauts.foUeaux, pendant «» ^K £p^^^^^^

heures avant qu'on ne les mît '"*'"" *"*^"

hors pour réparations / Total

Le pris de revient de la fonte de 100 pouds de minerai s'ëlëTe A 8 r.

342 7 kep. arg (1 r. = 4 francs suivant le uui moyen change) et 1 kopeck argent essO f. Ok Le coût de U main-d'œuvre et du transport aux fonderies était de 7 r. il S/7 k.arg.

Prodoits obtenus

Loupes cuivreuses.

Fonte de cuivre

Charbon consumé : 81 korobs ou 9 1/4 pour 100 pouds.

Fonte de scorie d'aflSnage dans un fourneau pendant 40 jours.

Produits obtenus.

Scorie d'affinage . .

fusions impures..

Total

Cuivre noir

Fonte cuivreuse...

Total

Perte de cuivre......

Charbon consumé, 885 korobs Ou 9 139 p. 100 pouds.

FABRICATION DU CUIVRE Résumé du traitement suivi à Perm (suite du tabicau).

liolnt

Observationa.

FoDle de scorie de fer dans un Produits obtenuii. .............

Scorie de fer

Scorie de four de fUsions impures..

Total

Loupes cuivreuses.

Perte du cuivre

Charbon consumé . 300 koroba ou S pour 100 pouds du mélange.

Fonte cuivreuse traitée dans un foyer d'affinage pendant 10 jours .•••••••• •••

Cuivre noir

Scorie de fer

Total

=0kiL4093

Les frab de traitcsml de 100 ponds d« fonte eai-

Wk.arg.

Prodiiita oblanua.. .•■

Perte de cuivre «

Charbon consumé 6 korobs 3/4 ou 9 1/4 pour 100 pouds.

Loupes cuivreuses fondues dans un foyer d'affinage pendant 10 jours

Produits obtenus

Cuivre noir

Scorie de fer

Total

Perle de cuivre

Cuivre noir affiné dans un fourneau pendant 13 jours 1/9...

Cuivra affiné

Scorie d*afflnage...

Résidu 7:....

Solvant Choabiiie,!! est plus éconooiiqiM d'afll- •er le eoiTre noir duf le speiMofen o«ee dn bois

dans le Gaarheerd avec do charbon; eomne

\SmU suitaSu*: en raffinant 100 peods de enivre

raotl/Soag.eub. debom et en refondant 100 poudt de eoÎTre alBnc. qui rai plus ftuible que le cni<rc noir, on conwme S korobs 1/S de cbarban. Ihis 1/3 fag. de buis vnuteo moyenne S korob lA des eWboa. U charbon e»l Unàuênpin^fineilUifwl

Perte de cuivre *

Brasque imprégnée

^ de cuivre

Total

Rois consumé, 0 sagi'^nes cubir ques 1/4(1 sag. cub. = 9-3 lf336) ou 1/8 pour 100 pouds.

Refolite et coulée de cuivre af fine dans le Gaarheerd pendant 10 ionrs.

Cuivre en lingots..

Rognures de cuivre Scorie

Prix de revient de la refonte de 100 pouds de cuivre attnd, \r.9 copcck.

arj.

PmdiiîtA obtenus. .......■>•.••

Total

Charbon consumé, 43 korobs 3/4 ou 3 1/9 pour 100 pouds.

Grillage en noyaux (Kemrosten)

L'attention a déjà été appelée (p. 81) sur ce curieux et intéressant procédé, qui permet de traiter avec avantage et en grand» des minerais sulfurés très-pauvres, dont la teneur ne dépasse pas 1 à 1 1/2 pour 100(1).

Quand de la pyrite martiale, renfermant de 1 à S pour 100 de cuivre, cassée en morceaux de la grosseur du poing, est soumise à un grillage très-lent au contact de Tair^ il arrive, non-seulement qu'une partie du soufre se dégage, mais encore que le cuivre se concentre au milieu d'une masse sphéroîdale agglutinée, composée de cuivre, de fer et de soufre. Cette masse se nomme tazzone (noyau), d'où le nom de grillage en noyaux. Les parties métalliques sont renfermées dans une enveloppe, ou écorce terreuse trèsappauvrie, plus ou moins poreuse, consistant surtout en sesquioxyde de fer, et qui se détache promptement avec quelques petits coups de marteau. Les noyaux nettoyés vont à la fonte crue et les enveloppes sont lessivées dans l'eau, pour faire dissoudre la petite quantité de sulfate de cuivre qu'elles contiennent encore. Les résidus lavés, renfermant encore du cuivre à l'état d'oxyde, et probablement aussi de sulfate basique, sont employés à la couverture des tas de minerais, qui sont grillés en plein air; on en forme aussi le lit sur lequel le minerai est empilé. Après avoir servi à ces usages, on les lave de nouveau pour en extraire tout le cuivre qui est rendu soluble par l'action de l'acide sulfurique» produit directement par la décomposition du sulfate de fer formé pendant le grillage, ou par les< actions réunies de l'acide sulfureux et de Tair atmosphérique (p. i 3).

Ce procédé paraît remonter à une époque assez ancienne, sans qu'on puisse bien en fixer Torigine ; il est exploité avec une grande habileté à Agordo, dans la Haute-Yénétie, où il a

(1) Ce procédé a pour but, non-seulement d^expulser^ comme à Tordinaire, une partie du soufre, mais encore de concentrer le cuivre dans une quantité moindre de matières ; c'est là le trait caractéristique. {Lei Tradtieteun.)

été introduit pour la première fois en 1 692 , à peu près tel qu'il est encore usité, par un ingénieur prussien nommé Frédéric Weyberg (1); il est également suivi à Mûlbach, en Tyrol, mais sur une moindre échelle. En 1713, Swedenborg en a publié ladescription, et depuis lors il ne paraît pas avoir subi de bien grandes modifications (2), Suivant M. David Forbes, employé il y a quelques années, aux usines d'Espédal-Nickel, en Norwége, le grillage en noyaux y était depuis fort longtemps en usage, et il y est toujours pratiqué.

Exposons maintenant de quelle manière cette méthode fonctionne aujourd'hui à Âgordo, sous la direction de M. Lûrzer, près duquel divers renseignements ont été puisés, entr' autres : une série complète et caractéristique de dessins coloriés, représentant les différentes périodes de concentration subie dans le grillage jusqu'à l'entière formation des noyaux, ; des dessins du four slyrien qu'il a imaginé et appliqué, dit-on, avec beaucoup de succès (3). D'autres détails devaient être fournis, qui n'ont malheureusement pas paru; ils auraient, sans doute, éclairci beaucoup de points obscurs.

Un mémoire très-intéressant, sur le mode d'exploitation et de traitement métallurgique de ces minerais a également été publié, en 1855, par M. Haton (4) ; divers détails de cet écrit seront aussi mis à contribution pour suppléer à l'insuf&sance des premiers (5). (Voir V Appendice.)

{i) Mémoire tur let ètablisiementt d* Agordo (Haute Véoéiie), par M. Haton, ingénieur des mines. Ann, det Minet, 5* sér. 1855, t. VUI, p. 416.

(2) Regnum sMerraneuni, sive minérale de Cupro, 1734, p. 144. Les ouvrages métallurgiques de cet auteur remarquable nous paraissent très-imparfaitement connus ; du moins on les cite rarement; et cependant il n*y en a point qui soient plus dignes de Tattention de ceux qui s'intéressent à Thistoire de la métallurgie. Us forment deux

. volumes in-folio avec de nombreuses gravures à Teau forte. Nous avons eu occasion de les citer, dans la Métallurgie du fer. (Voir aussi Tlntroduction.)

(3) Nous ne voulons pas passer non plus sous silence les obligations que nous d^ vous au professeur Miller, de Cambridge, dont Tintervention gracieuse nous a valu ces dessins.

(4) Ann, deê Minée, 5* série, t. Vm, p. 416.

(5) Berg, u. kuHenmannitchee Jahrbuch. Tunner, 1853, t. 01, p. 339 et 1854 et t. IV, p. 24f.

M. Rivot a longuement décrit ce sujet dans sa Métallurgie du cuivre (1859), et bien qu'il semble avoir surtout puisé ses informations dans le mémoire de M. Haton, il diffère cependant de cet auteur sur plusieurs points. Les gravures qu'il donne du four styrien semblent prise i, avec quelques changements, sur celles de M. Haton; or celles-ci se rapprochent bien plus de celles de M. LOrzer.

Composition du minerai. — Il se présente dans les terrains anciens, en masses énormes ou en amas lenticulaires» placés à la séparation des schistes et du calcaire ancien. Il est compacte, couleur jaune de laiton, offrant une cassure grenue comme celle de Tacier ; à Tceil nu, il paraît exempt de gangue, bien qu'en réalité, il contienne du quartz finement disséminé à travers la masse. La pyrite arsenicale, le cuivre pyriteux, la blende et parfois la galène s'y rencontrent mélangés intimement, ou en ramifications inégales ou encore en petits nodules. Yoici sa composition moyenne :

Fer 43.15

Soufre 50.25

Quartz 6.00

Il contient en moyenne 2 pour 1 00 de cuivre : cependant, cette proportion varie considérablement; ainsi il peut en être tout à fait exempt, ou, dans des cas exceptionnels , en contenir jusqu'à 25 pour 100. M. Lûrzer pense que le minerai se compose probablement d'un mélange de pyrite de fer (Fe S*), de pyrite magnétique (Fe^S'+SFe^S') et de pyrite cuivreuse (Cu^S-hFe^S') , de blende et de galène, d'antimoine et d'arsenic, dont la proportion n'est pas moindre de 2,5 pour 100; on trouve du cobalt dans la solution de sulfates métalliques obtenues par le lavage des enveloppes grillées; l'étain se rencontre dans le cuivre.

Le minerai est cassé en morceaux de la grosseur du poing, trié et assorti à la main en cinq classes : i"" la pyrite de fer qui est rejetée ; 2* la pyrite de cuivre pauvre, tenant moins de 1 ,5 pour 1 00 ; y la pyrite moyenne, contenant de 1,5 à 4 pour 100 ; i"" la meilleure ou la pyrite riche,' contenant généralement de 4 à 8 pour 100 et au-dessus; 5'' enfin, celle qui est imprégnée de galène. La masse minérale donne, à l'extraction, des minerais pauvres, moyens et riches dans la proportion respective de 51,63; 46,1 6 et 2,22.

Les rainerais riches mélangés avec les noyaux, sont fondus crus, suivant l'habitude, au demi-haut-fourneau. (Voir V Appendice.) On opère par deux méthodes de grillage : par Tancienne méthode, en tas ou en meules, et par la nouvelle, dans des fours spéciaux.

Grillage en tas. — Ils ont la forme de longues pyramides tronquées, à base rectangulaire , d'étendue variable; la section transversale est un trapèze, ayant 6 mètres à la base et 2"',50 de hauteur. Ces meules renferment en moyenne 210 tonnes de minerai et sont toujours au nombre de 60 à 65. Leur construction exige des soins particuliers qu'il est utile d'indiquer.

L'emplacement que doit occuper la meule est creusé à la profondeur d'environ 1",30; puis on remplit le vide jusqu'au niveau du sol avec les résidus ferrugineux déjà lavés ; on dispose ensuite au-dessus la pyramide des minerais en morceaux, en ayant soin de ménager des lits inclinés de schlich^ au nombre de quatre ou cinq, suivant la direction de la longueur, et destinés à empêcher une communication trop facile entre les diverses parties de la meule, et à neutraliser les courants d'air transversaux. Le tout est recouvert de terre et de résidus ferrugineux lavés, sur 0",12 ou 0",15 d'épaisseur. Aux angles inférieurs du tas, on ménage, à l'aide de bûches, de petites chambres, dans lesquelles on place du menu bois et des copeaux pour allumer la meule, quand elle est terminée.

A la fin de la journée, le bois est entièrement brûlé ,on bouche les vides qu'il a laissés, la combustion se propage alors d'elle-même à travers la masse, alimentée seulement par le soufre des pyrites, et l'opération du grillage s'accomplit sans interruption pendant huit ou dix mois. Au bout de cinq ou six semaines, le soufre commence à paraître et on le recueille. Quand les dégagements gazeux ont complètement cessé, on laisse les tas se refroidir pendant un mois, puis on ôte la couverte et on reprend les matières, qui sont portées sur l'aire de cassage.

Fabrication du soufre. — Sous l'influence de la chaleur, le

soufre des pyrites se volatilise et se condense d'abord à la surface de la meule, en s*élevantdelabasedestas; mais comme la tempéra* ture augmente peu à peu, le soufre passe dans cette partie à Tétat liquide, sans toutefois couler au fond, où il se volatiliserait de nouveau. A ce moment, on pratique dans la couverte, des cavités hémisphériques de 0'",25 de diamètre, à l'aide d'une masse qu'on y enferme. Ces cavités sont placées là où le dégagement du soufre paraît le plus abondant. Tous les jours un ouvrier spécial fait la visite du tas, et recueille avec une cuillère en fer le soufre qu'il verse dans un petit baquet en bois. Au bout de quelque temps, ces récipients deviennent improductifs; il faut alors enlever la couverture alentour et la remplacer par des matières nouvelles. La quantité de soufre obtenu, par rapport au minerai, est de 0,002, et par suite le rendement est de 0,004. La récolte continue jusqu'à la cessation du dégagement des gaz.

Fours styriens. — Ils se rapportent à la méthode de grillage sur des aires. Les fours styriens ont été construits pour la première fois à Mûhlbach , et ont été adoptés à Agordo peu de temps après par M. Lûrzer , en 1 853. . On a reconnu qu'ils donnaient des résultats décidément meilleurs que l'ancien procédé en meules ou en tas, à ciel ouvert. Ils sont représentés par les figures 41, 42 et 43.

Fig. 41 , partie du four en élévation latérale et partie en coupe, suivant les lignes A B C D E F de la figure 42, qui représente une coupe horizontale suivant la ligne GH de la figure 41 ; fig. 43, coupe transversale suivant la ligne KL. La figure 42 a été exécutée sur un dessin de M. Lûrzer; les autres sont extraites du mémoire de M. Hatton.

L^emplacement des minerais soumis au grillage est entouré d'une enceinte muraillée, et offre des détails assez compliqués de construction. On a ménagé dans les murs, élevés de 3 mètres, des récipients ou chambres destinées à la récolte du soufre. Elles sont mises en communication avec l'intérieur par des canaux a a a, inclinés, au nombre de neuf (fig. 41), et convergents, afin qu'un petit

nombre de chambres suffise pour répartir uniformément les ouvertures sur la paroi interne, La longueur du four est arbitraire ; il est divisé en sections ; le sol de chacune d'elles est formé par quatre plans inclinés, dont la pente est dirigée vers les angles.

^— — ■ .. I i..ii«.iiiiiin.i.. iranuMi »«M«T«M»»«r r I .rfr ifif r<i— <i^^— ^—

Fig. 41. Four styrien de grillage. ÉlèTatioa latérale et coaoe sur A B G D E F, flg. 4S.

Fig. M. Four styrien de grillage. Coupe borisontale sur B H, fig. 4i.