EXTRACTION DU ZINC

1 magnésium est complèlement transformé en carbonalc ammo- I niaco-magnésien qu’on recueille, qu’on filtre et qu’on lave avec 1 une solution de carbonate ammonique.

Dosage. — La magnésie ou le carbonate de magnésium obtenus dans les opérations ci-dessus peuvent être dissous dans l’acide sulfurique, on évapore la solution de sulfate dans une petite cap- ■sule tarée; on calcine le résidu sur une lampe à gaz et on le

I pèse.

Le plus souvent, le dosage du magnésium se fait à l’état de ]pyropbospliate, obtenu par la calcination du phosphate ammoniaco-magnésien (922). Le poids du magnésium est donné en multipliant celui du pyrophosphate par le rapport :

Ma2;p207Mg2 = 0,21868.

I ZINC. — Zn=:65,0.

I 929. Le zinc n’était pas connu des anciens, quoiqu’il entrât j dans la composition de l’airain, alliage obtenu évidemment par I le traitement de minerais mixtes. C’est Paracelse, vers le milieu I du seizième siècle, qui le signale pour la première fois comme un métal particulier, sous le nom de zinJcum. A cette époque le zinc m’était pas produit en Europe, mais importé de l’extrême Orient. ïSon exploitation en Europe ne date que du milieu du siècle dermier et a pris depuis une extension considérable.

La première usine paraît avoir été établie en 1743 à Bristol, et lie traitement des minerais fut tenu longtemps secret. C’est à iLiège, en 1807, que fut créée la première usine sur le continent.

Les principaux minerais de zinc sont : la calamine^ nom sous lequel on désigne tan tôt le carbonate [smithsonite), tantôt le silicate 'de zinc, et la blende ou sulfure de zinc. La zincite est un oxyde I coloré en rouge par un peu de manganèse; elle est abondante à

.New-Jersey (Etats-Unis) et accompagnée de fanklinüe (ferrite de /zinc). La rjahnile est un spinelle de zinc APO'^Zn. Elle <îst beau- • coup plus rare. On a trouvé, dit-on, du zinc natif près de Mel- Ibourne (Australie).

930. Extraction du zinc. — Le traitement des minerais de zinc repose sur la volatilité do ce métal; elle comporte deux opérrations. La première consiste dans un grillage qui ramène le sul-

ZINC

simplemonL désliydi-alc par ce li’ciitoineni . Dans la deuxième opéralion, on elleclue la réduclion do l’oxyde d(! zinc par le charbon dans des appareils dislillaLoires ; cclLe réduction donne lieu à de l’oxyde de carbone.

Le grillage s’elïeclue dans des fours à cuve, analogues aux (ours à chaux, ou bien dans des fours à réverbère. Quant à la i-édiiction de l’oxyde, on la pratique par trois méthodes dilférentes dont nous allons indiquer les principes et les dispositions essenlielles.

r Méthode belge. — La réduction s’effectue dans des tubes cylindriques en argile a (fig. 196), fermés à une extrémité, ch;

1“,20 de long sur un diamètre intérieur de 0“,15 à 0“,20. Ces tubes, légèrement inclinés, sont disposés en galères au nombre de 50 à 150 par four ; on réunit généralement autour d’une cheminée 4 fours, dont 2 ont leur partie postérieure commune.

k. la gueule de chaque tube s’adapte une allonge en terre /-»

servant de récipient pour le zinc et portant à cet effet un renllement à sa partie inférieure.

L’allonge elle-même est suivie d’un cylindre en tôle c, do forme variable, percé à son extrémité d’une ouverture qui livre passage aux gaz. Le zinc contenu dans l’allonge se trouve ainsi protégé contre l’accès de l’air.

Le minerai grillé est mélangé à la meule avec la moitié de son poids de charbon, houille maigre, coke ou escarbilles.

Fig. 196. Chaque tube reçoit 10 à 12 kilo-

grammes de minerai (pie l’ouvrier y lance à la pelle; il adapte alors l’allonge au tube en hi lulani avec de l’argih'. A|)rèsdeux heures de chauffe, les vapeurs

EXTUACTIÜN DU ZINC.

(clo zinc coiiiiiioncont à pariiilrc ol bi'ülonl avec uuo lluninic très vivo à l'extromilo do rallonge.

On adapte alors les récepLeurs en lùle, dans lesquels se condense du zinc en poudre et l’oxyde de zinc résultant de l’oxydation à l'air d’une partie du zinc distillé, tandis que la majeure partie du zinc se condense à l’état liquide dans la cavité de l’allonge. Après vingt-quatre heures, il ne distille plus de zinc; on enlève alors les récepteurs en tôle, ce qui se fait du reste de temps en temps pour en retirer la poudre de zinc et l’oxyde de zinc, puis a l’aide d’une cuillère demi-cylindrique on retire le zinc liquide condensé dans les allonges et on le reçoit dans des poêlons en tôle pour le couler ensuite dans des moules en fonte.

La poudre de zinc est ou bien mélangée à une nouvelle charge, ou bien livrée telle quelle au commerce, ses usages étant devenus assez nombreux comme agent réducteur.

2° Méthode stlésienxe. — Les cornues à distillation sont des mouflles M (üg. 197) en terre réfactaire de de haut, sur

Fig. 197.

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0"',20 à O’",2o de large et 1™,20 à i™,50 de long; elles reposent le plus souvent sur la sole du four; quelquefois un meme four en renferme deux rangées superposées. La condensation s’eiïectue ou bien dans des allonges, analogues à celles de la méthode belge, ou bien dans un récipient O, par l’intermédiaire d’une allonge A nommée bolle. en raison de sa forme.

d” Méthode anglaise. — La réduction s’opère dans de grands creusets en Lei-re I, de r“,2b d(‘ hauteur (tig. 198), disposés au nombre de 0 dans un four circulaire stunblalib' ù ciuix des verriers.

ZINC

Lt*s creusols sont recouvt'i'Ls d’uiK! voule percée (l’ouveilures d (|ii on peiil, obstruer ;i volonté pour régler le cliauirage. Le fond des creusets est percé d’un trou auquel s’adapte un tuyau h ijui débouche dans une galerie inférieure au-dessus d’un bassin plein

d’eau <7. Au début de l’opération le trou du creuset est fermé par un tampon en bois qui en se carbonisant ensuite, permet le passag’e des vapeurs de zinc. On introduit dans le creuset d’abord du coke grossier, puis le mélange de minerai grillé et de charbon, et après avoir luté le couvercle du creuset on allume le feu.

La condensation du zinc se fait bien, mais les grandes dimensions des creusets ne permettent pas une réduction complète du minerai. Cette méthode descensum tend à être abandonnée.

Purification du zinc. — Le zinc brut renferme du fer, du plomb, de l’arsenic, etc.

Lorsque le plomb est un peu abondant on peut en séparer la majeure partie par une espèce de liquation. On maintient pendant longtemps le zinc brut dans le voisinage de son point de solidification sur la sole inclinée d’un four à réverbère, portant à sa partie inférieure une poche dans laquelle le plomb se sépare peu à peu presque complètement. Le fer se sépare plus difficilement dans celte opération et se combine au soufre contenu dans le zinc. La distillation sépare plus complètement le zinc de la plupart de ses impuretés, distillation qui s’effectue soit dans des cornues, soit pej' descensum dans des creusets semblables à ceux de la méthode anglaise, mais dans lesquels le tube par où s’échappent les vapeurs s’élève jusque vers le haut du creuset.

Fig. 198.

PUOPRIETES.

Le cadmium qui accompagne très souvent Je zinc se trouve dans les premières portions distillées. Le soufre et l’arsenic accompagnent également le zinc dans sa distillation. Pour l’en priver, il faut fondre le métal avec un peu de nitre qui oxyde le soufre et l’arsenic.

Si l’on veut avoir du zinc chimiquement pur, il faut réduire l’oxvde de zinc par le charbon après l’avoir complètement purifié.

931. Propriétés. — Propriétés physiques. — Le zinc est un métal blanc bleuâtre se ternissant rapidement à sa surface. Sa •texture est lamelleuse ou grenue, suivant qu’il a été coulé à une température élevée ou à une température voisine de son point de solidification; dans le premier cas, il est beaucoup plus cassant. Pur, le zinc se laisse étirer et marteler à froid, mais il n’en est pas ainsi pour le zinc du commerce. Il n’est alors malléable qu’à 130lo0° pour redevenir cassant à 205°, température àlaquelle on peut le pulvériser. Le zinc est peu tenace, peu sonore; il encrasse la lime.

La densité du zinc fondu est égale à 6,862; le laminage porte cette densité à 7,215. Le zinc cristallise par fusion en prismes hexagonaux ou en pyramides. Il fond à 412° (Daniell) ; 423 (Person) et distille à 932° (Ed. Becquerel); 929°, 6 (Yiolle).

Propriétés chimiques. — Le zinc ne s’altère que superficiellement à l’air humide ; la légère couche d’hydrate de zinc, plus ou moins carbonaté, forme sur le métal un enduit protecteur. Fondu à l’air, le zinc brûle avec une flamme d’un blanc verdâtre en répandant d’épaisses fumées blanches d’oxyde de zinc (1). La combustion dans l’oxygène est très brillante et peut être réalisée à l’aide d’une feuille mince de zinc dont on forme un tube de 1 à 2 centimètres de diamètre qui fait suite à un tube de verre de même diamètre et qu’on remplit de copeaux de zinc; on met le feu à l’extrémité libre du tube traversé par un courant d’oxygène. La chaleur de combustion du zinc est de 86°^', 4 (J. Tbomsen).

Le zinc décompose lentement l’eau à 100°. S’il est associé à d’autres métaux cette décomposition peut être plus active, comme cela a lieu pour le zinc qui a été recouvert de cuivre par une immersion momentanée dans une solution do sulfate de cuivre (Gladstone et Tribe); nous en avons vu une application pour la

(I) Oïl désignait autrefois ces fumées par les noms de pompholix, lana pJiüosophica, nihil album.

ZINC

rédudioi» cl(> l’acidc' azolifiiir à rélal d’aminüiiia^jiu* (397) (I). L’élaL do division du zinc a aussi uiio grande inlluonoo sur sou activité, aussi la poudre do zinc qui so sépare dans les condensateurs en tôle des appareils de distillation du zinc trouve-t-elle de nombreux emplois comme agent réducteur (2).

Actiox dcs acides. — L’acide chlorhydrique concentré ou étendu dissout très facilement le zinc impur avec dégagement d’hydrogène; le zinc pur se dissout plus difficilement. L’action du zinc sur l’acide sulfurique a déjà été signalée (t. I, p. 140 et 399), ainsi que son action sur l’acide azotique (t. I, 392) et sur l’acide sulfureux (251). L’acide acétique, l’acide tartrique, l’acide oxalique, etc., dissolvent le zinc avec dégagement d’hydrogène.

Actiox des alcalis. — Le zinc se dissout à chaud dans les lessives alcalines avec dégagement d’hydrogène et formation d’oxyde de zinc qui se dissout.

Actiox sur les sels. — Le zinc déplace la plupart des métaux de leurs sels ; il occupe en elfet le premier rang parmi les métaux proprement dits sur l’échelle des métaux usuels comme élément élec tro-positif.

Le chlorure de sodium dissout lentement le zinc; aussi l’eau de mer agit-elle beaucoup plus rapidement sur ce métal que l’eau ordinaire. Les sels ammoniacaux sont décomposés par le zinc, dans quelques cas à froid, généralement à 40" ou au delà :

2 AzH '^Cl + Zn = ZnC]2.2AzH=' +

Les sels ferriques sont convertis par le zinc en sels ferreux, les sels stanniques en sels stanneux, etc., avant d’être réduits à l’état métallique. Une solution d’alun dissout le zinc à l’ébullition, en dégageant de l’hydrogène ; il se forme en même temps un sulfate d’aluminium basique.

Les sels de zinc donnent de même des sels basiques de zinc.

(1) On obtient nn couple zinc-cuivre très actif en chanlîant doncement sur une

lampe, dans nn ballon muni d'un long tube, pouc diminuer l’accès de l'air, de la limaille de zinc (9 parties) avec du cuivre très divisé (I partie) tel qu'on l'oblienten réduisant à 120" l’oxydnle de cuivre par l'hydrogène. Leinclange s’agglutine par la chaleur longtemps avant la tempéralure de fusion du zinc et se réunit ou fragments durs et compaclc's. j

(2) Cette poudre de zinc, souvent nommée Od/'c.'.’, est un mélange renfermant environ 40 [). 100 de zinc ti’ès divisé, 50 d’oxyde d(‘ zinc et 3 de carbonate de zinc; le l’este est principaleimml formé de plomb et dt* cadmium (Stahlschmidt .

CllLORUUE DE ZINC.

932. Usages. — Le zinc, on raison cio son pou d’altorabilitc à l’air, est propre aune foule ernsages. Il est employé très frécjiiemnicnt pour la couverture des bâtiments de préférence à la tuile ou même à l’ardoise, les murs ayant à supporter une charge beaucoup plus faible, accessoires compris. On s’en sert pour la confection des gouttières, des seaux, des baignoires et autres ustensiles du même ordre. La facilité avec laquelle il est attaqué par les acides même faibles et par les solutions salines, jointe à la toxicité des sels de zinc, ne permet pas son emploi pour la batterie de cuisine.

Le zinc peut être facilement moulé, puis cuivré par galvanoplastie; c’est ce qui motive son emploi dans l’ornementation, la reproduction de statues, etc.

Le zinc s’allie à la plupart des métaux; le plus usuel de ses alliages est celui qu’il forme avec le cuivre, c’est-à-dire le laiton. Il entre avec le cuivre et le nickel dans la composition du maillechort et de l’alliage qui constitue la monnaie de billon en Belgique, en Suisse et en Allemagne. Le fer r/alvanisé est du fer recouvert d’une couche protectrice de zinc. (Voir Cuivre et fer.)

Les alliages de zinc perdent du zinc par volatilisation à une température élevée, fait dont il faut tenir compte pour leur préparation.

933. Poids atomique. — Gay-Lussac avait établi sa valeur en convertissant le métal en oxyde et, dans une autre série d’expériences, en mesurant la quantité d’hydrogène dégagée parle zinc et l’acide sulfurique étendu. Il était ainsi arrivé au nombre 64,56. Erdmann a fixé le poids atomique du zinc à 65,05 en partant de la réduction de l’oxyde de zinc par le charbon de sucre; Pelouze est arrivé au même nombre par l’analyse du lactate de zinc et M. Baubigny au nombre 65,23 en décomposant le sulfate de zinc. M. Marignac enfin a trouvé 65,165. Le nombre 65,0 avec 0 = 15,96 doit donc beaucoup se rapprocher de la vérité.

CHLORURE DE ZINC. — ZnCl^.

934. Le zinc en feuilles minces brûle dans le chlore et se transforme en chlorure de zinc, qui se produit aussi par l’action du gaz chlorhydrique sur le métal. On l’obtient encore anhydre en séchant et fondant le chlorure hydraté; en distillant un mélange de chlorure de calcium et de sulfate de zinc, ou un mélange d’oxyde de zinc et de sel ammoniac.