PHOSPHATES DE ZINC

Le phosphate de zinc obtenu en précipitant un sel de zinc par le phosphate neutre de soude est blanc, léger, amorphe, insoluble dans l’eau, soluble dans un excès d’acide phosphorique.

Le phosphate de zinc tribasique (Zn0)3,Ph05 est un précipité blanc, gélatineux, qui devient peu à peu grenu.

Ces deux phosphates de zinc se combinent, le premier avec 2 équivalents d’ammoniaque, le second avec un seul équivalent de ce même corps. Ces composés s’obtiennent en précipitant par un phosphate soluble une dissolution de chlorure de zinc ammoniacal contenant un excès d’ammoniaque. (M. Bette.)

Lorsqu’on verse un phosphate soluble dans un mélange d’un sel de zinc et d’un sel de cobalt, on obtient des phosphates doubles, d’un rose pur ou d’un beau bleu, en petits cristaux brillants, soyeux et doux au toucher. Le sel rose a pour formule : (Zn0)3,Cb0,(Ph05)2,6H0. (M. F. Domonte.)

CHBOMATES DE ZINC.

Le chroma te neutre de zinc est soluble dans l’eau. On obtient des cristaux jaunes, isomorphes avec ceux du sulfate de zinc à 7 équivalents d’eau et représentés par Zn0,Cr03,7H0, en saturant une dissolution d’acide chromique avec du carbonate de zinc et évaporant la liqueur. Les cristaux ainsi préparés perdent complètement leur eau par l’action de la chaleur.

Le chromate de zinc quadribasique s’obtient en faisant bouillir le chromate neutre de zinc avec un excès de carbonate de zinc. La liqueur laisse déposer une poudre jaune cristalline dont la composition est représentée par (Zn0)4,Cr03,5H0.

Quand on fait digérer pendant longtemps ce dernier sel avec un excès d’ammoniaque caustique et qu’on ajoute de l’alcool au mélange, de manière à produire un précipité permanent, on obtient de petits cristaux cubiques d’un sel neutre ammonié : ZnO,Crü3,2AzH3,5HO.

Le chromate neutre de zinc se combine avec les chromâtes de potasse et d’ammoniaque.

Quand on verse du sulfate de zinc dans une dissolution de chromate neutre de potasse, il se forme un précipité floconneux, jaune orangé, qui se transforme peu à peu en une poudre cristalline d’une teinte plus claire. La liqueur reste jaune, même quand on ajoute un grand excès de zinc. Le précipité est un chromate double de zinc et de potasse qui se dissout partiellement dans l’eau froide, et surtout dans l’eau bouillante, en se

MINERAIS DE ZINC. frf

changeant en un sel basique d’un jaune moins foncé, qui est insoluble dans l’eau. Chauffé au rouge, le chromate double de zinc et de potasse donne du chromate de potasse et une combinaison d’oxyde de chrome et d’oxyde de zinc d’un brun violacé. (M. Woehler.)

Le chromate double de zinc et d’ammoniaque s’obtient en saturant avec de l’ammoniaque le chromate neutre de zinc, de manière à redissoudre le précipité qui s’est d’abord formé. En versant de l’alcool dans la liqueur, on obtient des cristaux jaunes groupés en feuilles de fougère, qui ont pour formule : [(AzH3,H0)2,Cr03],(Zn0,Cr03)2,7H0. Ces cristaux sont décomposés par l’eau et transformés en un sel basique insoluble.

(M. Malaguti.)

FULMINATE DE ZINC. (Zn0)2,Cy20?.

Pour préparer le fulminate de zinc, on forme un amalgame de zinc en agitant 1 partie de mercure avec 2 parties de limaille de zinc et 2 k parties d’eau ; l’amalgame se dépose quand on abandonne le mélange pendant quelque temps à une température de 25 à 30°. La liqueur claire est évaporée dans le vide et laisse déposer le fulminate de zinc sous la forme de paillettes rhomboïdales incolores qu’on ne peut plus redissoudre dans l’eau, même à l’aide de la chaleur.

Le fulminate de zinc détone quand on le chauffe à 175° en produisant une flamme rouge ; il détone aussi par le choc, par le frottement ou par le contact de l’acide sulfurique concentré. 11 se dissout dans les acides étendus et dans les alcalis; sa dissolution est décomposée parle chlore et laisse déposer un corps jaune, oléagineux, d’une odeur forte, qui n’est pas explosif. Lorsque, au lieu d’évaporer dans le vide la dissolution du fulminate de zinc, on la soumet à l’action d’une chaleur ménagée, on obtient une masse friable, d’un jaune foncé, qui détone par l’action de la chaleur, mais qui ne fait pas explosion au contact de l’acide sulfurique concentré comme le fulminate cristallisé en paillettes. (Ed. Davy.)

Le fulminate de zinc se combine avec les fulminates alcalins et terreux et avec les fulminates de manganèse, de cobalt, de nickel, de cadmium ; ces sels doubles peuvent cristalliser et sont représentés par la formule générale M0>Zn0,Cy202. \

MINEBAIS DE 2OM0,

Bien que les minéraux qui contiennent du zinc soient nombreux, il n’y en a que trois qui soient assez abondants pour servir de minerais, et encore l’un d’eux, le silicate, étant irréductible par le charbon, ne peut servir à la fabrication du zinc par les procédés actuellement employés; les

in. h

ZINC

minerais de zinc se réduisent donc à deux, qui sont la calamine et la blende.

La calamine , carbonate de zinc anhydre, est le plus abondant des minerais de zinc, et jusque dans ces dernières années il a été employé presque exclusivement à la fabrication du zinc métallique et du laiton. Ses cristaux sont blancs ou jaunâtres, d’un éclat vitreux et perlé, transparents ou opaques, et dérivent d’un rhomboèdre dont l’angle est de 107° â0'. Souvent la calamine est compacte et mélangée d’oxyde de 1er hydraté, qui la colore en jaune, en brun ou en rouge ; on est alors exposé à la confondre avec certains minerais de fer; elle contient ordinairement du carbonate de chaux; sa densité est â,ââ2; elle se dissout avec effervescence dans les acides.

La calamine se trouve toujours en amas à la séparation des terrains de transition et des terrains secondaires, ordinairement dans les calcaires très magnésiens. Les principaux gîtes de calamine sont situés entre Aixla-Chapelle et Liège ; ils alimentent les usines de la Vieille et de la Nouvelle-Montagne, de Stolberg, etc. ; on cite également les gîtes situés près de Tarnowitz, qui alimentent les nombreuses usines de la haute Silésie.

Tantôt on soumet seulement la calamine à un cassage et à un triage à' la main (Vieille-Montagne), tantôt on lui fait subir une préparation mécanique complète (haute Silésie).

Avant d’être réduite, la calamine est presque toujours exposée pendant plusieurs mois à l’influence des agents atmosphériques , qui la débarrassent des pyrites et des corps argileux avec lesquels elle se trouve mélangée.

La blende, sulfure de zinc, est un minéral d’un aspect très varié. La plus pure est transparente et d’un jaune de soufre ; mais le plus souvent elle est d’un brun rouge, ou verdâtre et même noire, tantôt translucide et tantôt opaque, jouissant quelquefois d’un éclat très vif; sa cassure est lamelleuse, fibreuse ou grenue ; elle peut être dure ou fragile; sa densité varie de 3,8 à â,0; elle est souvent cristallisée en tétraèdres, octaèdres ou dodécaèdres rhomboïdaux ; elle est infusible et se transforme en oxyde de zinc par le grillage.

La blende est une substance de filon qui accompagne ordinairement le sulfure de plomb, mais qui se trouve aussi en filons isolés. On l’exploite dans quelques localités pour la fabrication du zinc et du laiton, notamment en Angleterre, sur les bords du Rhin et à Vienne (Isère).

La blende est soumise à une préparation mécanique très soignée, non seulement pour enlever les gangues ou matières pierreuses, mais aussi pour la séparer de la galène ou sulfure de plomb qu’elle contient presque toujours, et dont la présence déterminerait rapidement l’usure des pots, des moufles ou des cornues dans lesquels s’opère la réduction.

Dans certains hauts fourneaux, qui traitent des minerais zincifères, il

EXTRACTION DU ZINC

se forme, près du gueulard, des dépôts verdâtres, connus sous le nom de tuties ou cadmies , qui sont presque exclusivement composés d'oxyde de zinc coloré par un peu d’oxyde de fer. On s’en sert quelquefois pour la fabrication du zinc et pour celle du lailon.

Voici la composition de plusieurs espèces de minerais de zinc :

Blendes.

Vienne.

Luchon. Angleterre. L’Argentière. Chéronies.

Sulfure de zinc. ... 9Zi,5

Protosulfure de fer. . 3,3

Gangue. . T »

Composition des principales

calamines.

Silicate anhydre

Silicate anhydr

e Calamine ordinaire Calamine électriq

de

de la

de la

de

New- Jersey.

Vieille-Montagne. Vieille-Montagne.

Brisgaw,

Oxyde de zinc .... 71,3

5, Zi

66, Zi

Silice ‘25,0

Eau »

Oxyde de manganèse. 2,7

Carbonate de zinc . . »

Oxyde de fer ..... 0,7

Zl,8

Argile »

La calamine calcinée et blutée contient :

Oxyde de zinc.

. 6Zi,7

Oxyde de fer .

Acide carbonique et eau. .

Sable et silice combinés . .

Cadmies.

Niederbrunn.

Namur'. Âncraffl,

Oxyde de zinc. . . .

Oxyde de plomb. . .

Protoxyde de fer. . .

Sable

Charbon. ......

SXÏRACTÎ ©H DU SESÏMTC,

Le traitement métallurgique des minerais de zinc comprend deux opérations bien distinctes : la calcination ou le grillage du minerai, et la

ZINC

rédaction de l’oxyde par le charbon dans des appareils distillatoires convenablement disposés.

Le zinc est toujours extrait de ses minerais par distillation.

On calcine la calamine pour chasser l’eau et l’acide carbonique qu’elle contient. Cette opération s’exécute, en Belgique, dans des fours coulants analogues aux fours à chaux ; en Angleterre , cette calcination se fait dans des fours à réverbère , où l’on brûle de la houille ; dans la Silésie et la Carinthie , on calcine les minerais de zinc dans des fours à réverbère chauffés par les flammes perdues des fours de réduction.

Le grillage de la blende a pour but de ramener ce sulfure à l’état d’oxyde ; il est très rare qu’on y arrive en une seule opération : ordinairement on fait d’abord subir à la blende en morceaux un premier grillage pour la désagréger et chasser la plus grande partie du soufre qu’elle contient. Ce grillage s’exécute , soit dans des fours à réverbère chauffés au bois, à la houille ou à flammes perdues, soit dans des fours coulants à cuisson continue, soit dans des fourneaux à cuve à courant d’air forcé. Le soufre contenu dans la blende permet de n’user du combustible qu’au commencement de la mise en feu : en chargeant les fours avec de la blende et un peu de nitre , on peut employer le mélange gazeux qui se dégage au gueulard pour la fabrication de l’acide sulfurique. La blende , ainsi grillée une première fois , est finement pulvérisée et grillée de nouveau dans un four à réverbère, qui est ordinairement chauffé par les flammes perdues du four de réduction.

Le minerai étant ramené par le grillage ou la calcination à l’état d’oxyde , est mélangé avec son volume d’escarbilles de coke ou de houille sèche grossièrement concassée, puis chargé dans les vases où s’opère la distillation , d’après l’une des méthodes suivantes.

Méthode anglaise .

En Angleterre, le four de réduction a la forme d’un four de cristallerie circulaire ; on charge le minerai dans des pots ou creusets placés sur une banquette au milieu de laquelle se trouve le foyer (pl. XXXIÏ, lig. û). La voûte porte des ouvertures qui servent pour l’enfournement des pots. Le fond de chaque pot est percé et traversé par un tube de fer passant par une ouverture pratiquée dans la banquette ; ce tube est fermé avant la charge par un tampon de bois qui se carbonise rapidement, et forme une sorte d’éponge qui laisse facilement passer le zinc en vapeur, tandis qu’il retient les matières chargées dans le pot. La charge terminée, on ferme chaque pot avec un couvercle. Le zinc réduit distille et vient se condenser en grappes dans le tube de fer et dans une allonge verticale de tôle que l’on place au-dessous. On le fait tomber de temps à autre avecune tringle de fer chauffée au rouge. On a renoncé à faire plonger

EXTRACTION DU ZINC

l’extrémité inférieure de rallonge dans l’eau , parce qu’il se produisait alors une plus grande quantité de poussières zincifères, et surtout parce qu’il en résultait , dans l’intérieur du pot , une pression qui retardait le dégagement des vapeurs de zinc , et tendait à les chasser dans l’intérieur du fourneau par les fissures du pot ou de son couvercle.

Un four de six pots produit 150 kilogrammes de zinc par vingt-quatre heures.

Voici la description détaillée du four représenté (pl. XXXII, fig. 4) :

a a , petits murs de briques , que l’on détruit à volonté pour introduire les creusets; C, cendrier ; d d , trous pratiqués à la partie supérieure de la voûte , servant à laisser passer la cheminée et à charger les creusets ; g g, bassins de réception, de tôle ; hh , tubes cylindriques de tôle qui conduisent le zinc dans le bassin de réception; II, creusets; J, cône servant de cheminée, percé de portes KK, qui correspondent aux creusets.

Méthode belge .

Les fours de réduction, généralement usités en Belgique, ont la forme d’un parallélipipède rectangle surmonté d’un berceau cylindrique (pl. XXXIII, fig. 1 et 2). Ils renferment ordinairement huit rangées de cornues cylindriques; les sept premières rangées sont de six cornues, et la dernière est de quatre, en tout quarante-six cornues par four. Les cornues sont placées dans le four de manière à présenter une inclinaison de 1/5 à 1/6 de l’arrière à l’avant. On ferme l’ouverture des cornues, d’abord par des tubes coniques de fonte, puis par des allonges de tôle que l’on emmanche sur l’extrémité des tubes de fonte. Chaque opération dure vingt-quatre heures ; pendant ce temps on fait quatre coulées en enlevant seulement les allonges, et raclant avec une curette les tubes de fonte, pour faire tomber dans des poches de tôle le zinc qui s’est condensé à la base des tubes de fonte, et que l’on coule dans des lingotières. Plus la température est élevée, plus le rendement en zinc est considérable, toutes choses égales d’ailleurs. Chaque four produit moyennement, par vingt-quatre heures, 300 kilogrammes de zinc, et 25 kilogrammes de poussières zincifères. Une charge se compose de 500 kilogrammes de calamine et de 250 kilogrammes de charbon , ce qui fait à peu près un volume égal des deux matières.

La casse des cornues est toujours considérable; un fourneau marche bien quand il ne consomme que quatre ou cinq cornues par vingt-quatre heures. La confection des cornues doit être très soignée : leur pâte se compose de parties égales d’argile cuite et d’argile crue; un mélange inégal, une dessiccation trop rapide, rendent les cornues poreuses, et font qu’elles se recouvrent extérieurement, pendant l’opération, d’une croûte cristalline d’oxyde de zinc qui intercepte en quelques points le passago

ZINC

de la flamme : on dit alors que ies cornues fleurissent. Ces cornues pro duisent peu de zinc et nuisent au travail des autres ; on doit s’empresser de les remplacer.

Voici la description détaillée du fourneau belge :

A, foyer: la flamme pénètre dans le four par des ouvreaux B B ; CC, carneaux placés au sommet de la voûte, débouchant dans la cheminée, qui sert pour quatre fours : cette cheminée est divisée en quatre compartiments, portant chacun un registre particulier D D , qui sert à régler le tirage; EE, cornues de terre dans lesquelles on introduit le mélange de calamine et de charbon ; F F, tubes coniques de fonte qui sont réunis aux cornues au moyen d’un mélange de terre et d’argile ; GG, allonges de tôle qui sont emmanchées sur l’extrémité des tubes de fonte.

Le zinc se condense dans les tubes F et les allonges G .

Méthode silésienne.

En Silésie, la réduction du minerai de zinc s’opère dans des espèces de moufles reposant à plat sur les deux côtés du four de réduction, dont le milieu est occupé par le foyer (pl. XXXII, fig. 1). Ces moufles sont accolés deux par deux, et placés sous de petites voûtes qui coupent à angle droit la voûte qui règne sur le foyer. Près de la partie antérieure de chacune de ces voûtes secondaires , se trouve une ouverture communiquant avec les cheminées, qui permet de régulariser l’appel, et, par suite, de distribuer la chaleur dans l’intérieur du four. Les fours de réduction renferment, en général, cinq moufles, et sont accolés deux par deux; les flammes perdues sont utilisées pour la refonte du zinc , la calcination ou le grillage du minerai et la cuisson des moufles.

La partie antérieure de chaque moufle est fermée par une plaque d’argile cuite présentant deux ouvertures : l’une, inférieure, par laquelle on enlève les résidus, et que l’on tient habituellement bouchée avec une petite plaque d’argile ; l’autre , supérieure , qui reçoit une allonge horizontale de terre ou botte , à laquelle on adapte ensuite une seconde allonge verticale nommée pot. On a obtenu dans ces derniers temps un rendement plus considérable en adaptant aux fours silésiens le mode de condensation des fours belges.

La charge est opérée au moyen d’une cuiller demi-cylindrique qu’on introduit par l’allonge horizontale dans le moufle ; aussitôt après , on bouche l’ouverture de cette allonge avec une plaque de terre cuite qui est lutée avec de l’argile ; on ferme ensuite le devant des embrasures avec une porte mobile formée d’un châssis de fonte et d’un treillis de fil de fer, que l’on garnit de petits morceaux de briques et d’argile ; au milieu de cette porte s’en trouve une autre plus petite, qui sert à introduire un

EXTRACTION DU ZINC

JD

ringard pour déboucher l’allonge horizontale quand elle est obstruée (ce qui arrive rarement), et surtout à refroidir les allonges quand elles sont trop chaudes. Une heure après le chargement, le zinc commence à tomber en gouttelettes, et il se dégage d’abondantes vapeurs que les ouvriers enflamment au moyen d’une barre de fer chauffée au rouge ; il en résulte une certaine perte en zinc; mais, sans cette précaution, la seconde allonge resterait froide et s’obstruerait très facilement ; et encore il est nécessaire de déboucher de temps en temps l’allonge au moyen d’une tige de fer recourbée à angle droit. Chaque opération dure vingt -quatre heures, et produit, par four de vingt moufles, 180 kilogrammes de zinc environ. On n’enlève les résidus que tous les trois jours.

Le zinc brut ainsi obtenu est refondu dans des pots de terre chauffés à flammes perdues, et coulé en lingots.

Nous donnons ici l’indication détaillée des parties qui composent le four silésien :

a, cendrier : on y recueille les escarbilles, qui sont ensuite employées à la réduction ; b , grille ; c, ouverture de la chauffe ; d , foyer dont les parois sont de briques réfractaires ; e, voûte construite d’une seule pièce avec un mélange d’argile et de sable; ft moufles ; y , plateau d’argile portant deux ouvertures, l’une pour le passage des allonges, l’autre pour le chargement et le nettoyage des moufles ; h, allonges ; i, récipient où se rend le zinc; A, ouvertures pour le dégagement de la flamme; //, parois du fourneau; BB, banquettes sur lesquelles on pose les moufles. Q, secondes allonges dans lesquelles s’emboîtent les allonges h ; y petites voûtes sur lesquelles sont placées les allonges.

Quelle que soit la méthode employée pour réduire les minerais de zinc, on consomme de 6 à 8 parties de houille pour une partie de zinc brut produit avec des minerais rendant 25 à 30 pour 100 de zinc.

Laminage du glne.

Le zinc destiné au laminage est d’abord purifié par mie fusion ; on le puise ensuite avec une poche et on le coule dans des lingotières. Les couches supérieures sont les plus pures; les couches inférieures où le plomb et le fer se sont rassemblés sont impropres au laminage, et donnent du zinc qui est employé au moulage, à la fabrication des couleurs à base de zinc, etc. La refonte du zinc se fait quelquefois dans des chaudières de fonte, mais le zinc se combine alors avec une petite quantité de fer*; il est mieux d’opérer la fusion dans des fours à réverbère, dont la sole est d’argile réfractaire. Ces fours n’ont qu’une porte placée sous la cheminée et à l’opposé de la grille ; on charge les lingots de zinc brut près de l’autel, et le zinc, au fur et à mesure qu’il fond, coule sur la sole

ZINC

et vient se rassembler dans le bassin de réception placé devant la porte de travail ; on le puise dans ce bassin pour le couler dans les lingotières; la température doit être aussi basse (tue possible.

Le réchauffage des lingots et des feuilles de zinc s'exécute, soit dans des fours dormants analogues à ceux qu’on emploie pour la tôle , soit dans des fours à réverbère chauffés par les flammes perdues du four à refondre le zinc. Le laminage ne peut se faire qu’à une température dont les limites, très rapprochées, sont comprises entre 120° et 150°. En deçà et au delà de ces limites, le zinc devient cassant.

FÂBRICÂT£ON BU BI.ANO 3»E ÜING.

La fabrication du blanc de zinc est fondée sur un principe fort simple ; elle consiste à brûler des vapeurs de zinc dans un courant d’air chaud et à recueillir l’oxyde ainsi formé.

La planche XXXIV représente les appareils employés à l’usine du Pont d’Asnières, près Paris, appartenant à la Société de la Vieille- Montagne.

Le zinc est introduit dans des cornues de terre réfractaire CC..., qui ont la forme de demi-cylindres très aplatis ; ces cornues portent près de leur embouchure un rebord saillant de plusieurs centimètres qui empêche le zinc fondu de s’écouler (fig. 3). Le four dans lequel on chauffe les cornues (fig. 1 et 2) est disposé comme un four silésien ; il contient vingt cornues placées à droite et à gauche sur deux rangs superposés. Un même foyer F, dans lequel on brûle de la houille , chauffe les deux séries de dix cornues. La planche XXXIV ne représente qu’une seule de ces deux séries avec l’appareil de condensation où l’oxyde de zinc vient se déposer.

La température étant portée au rouge blanc , le zinc distille et ses vapeurs viennent se rendre dans une série de petites chambres de maçonnerie GG... appelées guérites (fig. 1 et 2). Dans chacune de ces guérites viennent s’ouvrir deux cornues placées l’une au-dessus de l’autre; dans la paroi antérieure de la guérite sont pratiquées deux portes qu’on ouvre pour charger le zinc dans les cornues : ces portes sont percées d’orifices par lesquels on introduit de temps en temps des ringards afin de dégager les embouchures des cornues des flocons d’oxyde de zinc qui les obstruent. Un courant d’air pénètre dans la guérite par un conduit incliné a qui débouche à sa partie inférieure ; le zinc réduit en vapeurs brûle au contact de l’air et l’oxyde est entraîné par le courant d’air dans une série de chambres de condensation. Une certaine quantité de zinc échappe à l’oxydation : elle retombe en gouttelettes dans le conduit c, à l’extrémité duquel on la recueille mélangée d’oxyde de