ÉTAT NATUUEL DES MÉTAUX. — EXTRACTION

662. On ne rencontre que peu de métaux à l’état de liberté dans la nature, c’est-à-dire à l’état natif. L’or et le platine le sont presque toujours. Le cuivre, le mercure et l’argent le sont quelquefois; le fer plus rarement.

Les métaux se trouvent généralement engagés dans des combinaisons oxygénées, sulfurées, arséniées, chlorurées, etc. Voici les principales classes de minerais ou minéraux propres à leur extraction.

Oxydes ou hydrates. — Fer, cuivre, étain, titane, manganèse, chrome, aluminium.

Sulfures. — Cuivre, fer, mercure, plomb, nickel, zinc, bismuth, argent, molybdène.

Arséniures et arséniosulfures. — Fer, nickel, cobalt, cuivre. L’arsenic de ces minerais est quelquefois remplacé en tout ou en partie par l’antimoine. Tellurüres. — Or, bismuth, plomb.

Séléniures. — Cuivre, argent, thallium, plomb.

Carbonates. — Zinc, fer, cuivre, calcium, magnésium, sodium, potassium. Silicates. — Aluminium, fer, zinc, nickel, magnésium, métaux alcalins. Sulfates. — Métaux terreux et alcalino-terreux.

Chlorures. — Argent, plomb, métaux alcalins.

Le traitement métallurgique à faire subir aux minerais, pour les métaux usuels, varie avec la nature des minerais et avec le métal. En principe, les minerais oxydés sont traités par le charbon à une température plus ou moins élevée. Lorsque le minerai est un sulfure ou un arséniosulfure, on le soumet au grillage dans un four à réverbère. Cette opération transforme le soufre en anhydride sulfureux qui se dégage, l’arsenic en anhydride arsénieux qui se sublime, le métal enfin en oxyde qu’il ne reste plus qu’à réduire par le charbon dans des fourneaux appropriés, dont la disposition varie avec la nature du métal.

Le traitement chimique des minerais est précédé d’un traitement mécanique qui comporte en premier lieu un triage à la main pour séparer le minerai riche du minerai pauvre. Le minerai riche peut entrer de suite en traitement ; celui qui est mélangé de gangue est soumis au broyage, qui permet un nouveau triage à la main. Pour séparer ensuite les parties les moins riches de la gangue, on les soumet au bocardage, opération qui a pour but de

ALLIAGES

Igs pulvériser à. Ftiicle il uii pilon miiiii d une lete eu fer et niu pâr une roue liydrciuli(jue. tiC uiiiiemi bocurde est liucileuieut soumis à la lévigation par un courant d’eau qui entraîne les parties terreuses, c’est-à-dire la gangue, et laisse le minerai plus lourd.

Le potassium et le sodium s’obtiennent en réduisant leurs carbonates par le charbon à une température élevée. Mais les métaux alcalino-terreux ou terreux ne peuvent être isolés de cette façon; leurs oxydes sont irréductibles par le potassium ou le sodium; il faut alors traiter non leur oxyde mais leur chlorure par le sodium, ce qui est parfaitement conforme aux données thermiques relatives à la formation des oxydes et des chlorures (669).

Les chlorures de ces métaux peuvent encore servir à préparer les métaux en les soumettant à l’électrolyse sèche, c’est-à-dire pendant qu’ils sont fondus. Ce procédé est même le seul qui permette d’isoler le lithium.

ALLIAGES

663. La plupart des métaux peuvent s’unir entre eux lorsqu’ils sont amenés en fusion et il en résulte un mélange plus ou moins homogène ou des combinaisons définies possédant encore certains caractères généraux des métaux constituants, tels que l’éclat métallique, la conductibilité calorifique et électrique, tandis que d’autres propriétés sont plus ou moins modifiées, comme la dureté, la malléabilité, la couleur. Ces mélanges ou combinaisons portent le nom à' alliages et constituent en réalité, au point de vue pratique, des métaux nouveaux.

Les alliages diffèrent des combinaisons chimiques en général en ce que le caractère métallique y est conservé tandis que dans ces dernières les propriétés extérieures des éléments composants sont complètement détruites : les caractères des gaz hydrogène et oxygène ne se retrouvent pas dans l’eau, non plus que ceux du chlore et d’un métal dans un chlorure métallique.

Certains métaux peuvent s’allier entre eux en toutes proportions; mais dans bien des cas, il faut envisager l’alliage obtenu comme une combinaison définie dissoute dans l’excès de l’un des métaux. Certains alliages se font avec élévation de température; il y a donc dans ce cas combinaison. En outre, dans un mélange, les propriétés physiques doivent être la moyenne des propriétés

ALLIAGES

(le chaque élément constituant. Or il n’en est pas généralement ainsi au moins pour certaines propriétés, comme la densité et le point (le fusion.

Il est (les métaux qui ne s’allient entre eux qu’en faible proportion . Ainsi si l’on mélange du plomb et du zinc fondus, ces métaux se séparent en deux couches suivant leur densité et on ne trouvera que 1,6 p. 100 de zinc dans le plomb et 1,2 p. 100 de plomb dans le zinc. De même, le zinc ne peut dissoudre que 2,4 p. 100 de son poids de bismuth et ce dernier, 14,3 p. 100 de zinc. Cette dissolution réciproque limitée est semblable à celle que présentent certains liquides comme l’eau et l’éther.

Les alliages formés par le mercure porlent le nom à.' amalgames ; nous les étudierons plus spécialement à l’occasion du mercure; nous voulons seulement remarquer ici que c’est avec eux qu’on observe le mieux les phénomènes thermiques qui accompagnent leur production. Les uns se font avec élévation de température et par suite il y a combinaison ; d’autres se font avec abaissement de température du au passage de l’état solide à l’état liquide du métal qui se dissout dans le mercure.

664. On obtient les alliages en fondant les métaux ensemble ou séparément et les mélangeant ensuite dans les proportions voulues. Afin d’empêcher l’oxydation des métaux à leur surface pendant leur fusion, on les recouvre d’une couche de poussier de charbon ou quelquefois de borax. Si l’un des métaux est volatil, comme le zinc, on ne l’ajoute à l’autre métal que lorsque celui-ci est fondu et on en ajoute un léger excès pour compenser la perte qui a lieu par volatilisation.

La composition des alliages est loin d’être toujours homogène, surtout lorsque la solidification s’est faite lentement. Il se sépare alors de la masse fondue des alliages cristallisés, de composition définie. Pendant que cette cristallisation s’effectue il se produit un arrêt dans l’abaissement de température et un thermomètre plongé dans le métal restera stationnaire ; il se produira un nouvel arrêt lorsque le reste du métal se solidifiera. -Si pendant le premier arrêt on décante le métal resté liquide, on isolera l’alliage cristallisé. Ce phénomène, qu^on désigne sous le nom de liquation et qu’on observe très bien avec les amalgames, se produit dans un ordre inverse lorsqu’on chauffe certains alliages qui se séparent alors en une partie fusible et une partie moins fusible;