O,OD
(i) Scories de raffinage au petit foyer de Sibérie; compacte ,rd*iin rouge fonce , opaque , à cassure conchoïde luisante.
(2) (3) Scories proi^enant du raffinage au petit foyer du cuiv^re argentifère liquatéet ressuéau Hartz. (M. Karsten.') — {^l) Scories du commencement de Fopération. — (3)5eories de la fin de F opération.
Les scories qui se produisent dans Topëration du rafrcdr chissage qui se fait au fourneau à manche sont à peu près de même nature , car M. Karsten les a trouve composées de :
PBODUITS d'aATS. 4^3
Silice Oy2oi
Protoxide de caivre. o,o5i
Oxide de plomb ^9932
Protoxide de fer. ... 0,060
Alumine o»o47
Le ressuage du cuivre liquaté a beaucoup de rapport avec le raffinage. On sait qu'il consiste à exposer les pains ^ chauffés aussi fortement que possible sans les fondre , au contact de Pair, et qu'il s'en écoule des scories dans lesquelles la plus grande partie du plomb est entraînée. La composition de ces scories ne varie presque point pendant toute la durée de l'opération. Elles contiennent , terme moyen, selon
M. Karsten :
Silice o,i25
Protoxide de cuivre. .« o,o65
Oxide de plomb o , 790
Protoxide de fer. ... o,oo5
Alumine o,oi5
lyOOO
(4) GUmmer-kupfer des usines du Harz. (M. Stromeyer.) On appelle ainsi les particules écailleuses luisantes tpii se montrent sur la tranche des cuivres qui proviennent des crasses de la liquation. Ces cuivres ont une couleur jaunâtre ', ils sont durs : on ne peut ni les laminer ni les tréfiler ; ils sont même impropres à la fabrication du laiton. Les particules micacées qu'ils renferment ne sont autre chose qu'une scorie cristallisée qui se forme pendant l'affinage , qui s'y infiltre , et qui y reste mêlée par une force d'adhésion considérable. Ces particules ont jusqu'à une ligne de diamètre -, mais elles sont très minces -, elles ont la forme d'une table hezaédrique*, leur couleur est intermédiaire entre le jaune d'or et le rouge de cuivre , elles ont un grand éclat métallique , mais elles sont translucides. On peut en déternûner exactement la proportion et les obtenir très pures en traitant le cuivre pas l'acide nitrique bien exempt d'acide nuiriatiqae , à la chaleur solaire.
(5) Scories dC affinage au petit foyer de Musen (Grand-
464 GUITRE.
Duchë du Rhin)^ prises au commencement de ropëration-, huileuses , noires , çà et là tachëes de rouge.
Les scories qui proviennent de la fin du raffinage , après qu^on a ajouté du plomb , étant réduites avec 3 p. de flux noir, donnent o,4o dW alliage malléable d'un rouge grisâtre , composé de :
Plomb ®>7*7
Cuivre o , 2o3
Antimoine 0,019
ZÎDG o,oo5
Nickel et cobalt, o , o3o
(6) Scories de raffinage au four à réverbère de F usine d'Imphy (Nièvre), provenant du cuivre du Pérou.
Les scories que produit le cuivre de Russie, qae Ton raffine aussi dans cette usine , sont rougeâtres et peu magnétiques. En les fondant avec 3 p. de flux noir elles donnent 0,36 à Oj4o d'une alliage métallique composé de :
Cuivre .... o , 34a J Plomb.... 0,012 > o,36o.
Antimoine. 0,006 )
A Imphy on fond toutes les scories de raffinage au four à réverbère après les avoir mélangées de cbarbon , et Ton en retire du cuivre rouge et de nouvelles scories femiginenses qui retiennent encore 0^06 à 0,07 de cuivre.
A Fromelène ( Ardennes) on raffine au four à réverbère le cuivre de Norvège avant de s'en servir pour préparer le laiton. Les scories qui se forment, et qui ne se produisent qu'en petite quantité , sont vitreuses , d'un rouge de cire à cacheter pale , et opaques. Fondues avec 3 p. de flux n(ff elles donnent o,56 d'un alliage composé de :
Cuivre.. 0,20 ) ^ Plomb.. o,36 K'^-
Il y a à Liège une usine dans laquelle on raffine le cuivre de Norvège et de Russie ^ pour cela on lui fait subir deux opérations. D'abord on le fond dans un four à réverbère chaufi*é avec du bois , et en tenant toujours le bain lui-roéine
PRODUITS d'arts. 465
couvert de bois, on le coule au bout d'un certain temps, puis on le casse en petits morceaux -, on le mêle arec o, la à 0, 1 5 de charbon de bois , et on le fait fondre ainsi mélangé , dans des creusets couyerts^ au fourneau à vent-, il acquiert alors un très haut degré de ductilité. Il se forme au four à réverbère et dans les creusets des scories cuivreuses, qui étant fondues avec 3 p. de flux noir donnent, les premières o,a6 d*un alliage composé de :
Cuivre o,n J
Plomb 0,07 > 0,26.
Antimoine.. 0,08 )
les secondes o,ai d*un alliage qui contient :
Cuivre.. 0,06 I Plomb.. o,i5 J *
(7) Scories de raffinage de Mansfeld^ compactes , lamelleuses , d*un rouge de sang, magnétiques. On a compris dans la silice les bases terreuses qui n'ont pas été dosées.
(8) Scories de raffinage aufouràréi^erbère de Chessy^ produites au conunencement de l'opération. (Test im mé« lange de silicates de fer et de cuivre et de mattes qui surnagent sur le bain aussitôt que la fusion est complète. Réduites, au creuset brasqué , à une température élevée , elles donnent un culot métallique composé de :
Fer 0,60
Cuivre. •• o,ao Soufre. • . 0,20
(9) Scories de raffinage du ciùv^re du Pérou au four à berbère de la fonderie de Vienne (Isère)-, d'un noir métalloïde, à cassure lamelleuse dans deux sens, et présentant de grands cristaux en lames carrées terminées par des biseaux dont la forme se rapporte à celle du pyroxène : la plupart de ces scories sont transparentes et d'un jaune-brun. Fondues au creuset brasqué avec o,5o de marbre et 0,08 d'alumine elles donnent 0,470 de fonte douce et grise , et çà et là tachée de cuivre.
CUITAE.
Scories de raffinage de Chessy.
ap
Kotaa
Silice
Protoxide de fer. . .
Oxide de cuivre. • •
Alumine
Fer mëuUique. . .
Soufre
é II
Au bois.
Oyi3o
trace.
m$ÊB^
A k bowUe.
o,oi3
(i) (2) (3) Scories prov^enant du raffinage du cmyreau four à réi^erbère chauffé au bois à Chessy. (M. Margerin.)
(4) (5) (6) Scories pros^enant du raffinage du cuiv^re au four à réi^erbère chauffé à la houille à Chessjr. (M. Margerin.)
Ces scories sont en gënëral caverneuses , d*un gris de fer plus ou moins foncd , et métalloïdes , à grains fins quelquefois cristallins , à cassure inëgale , anguleuse , magnétiques : on y rencontre çà et là de petits cristaux rougeâtres de silicate ou d'oxidule de cuivre : elles renferment des grenailles de Cuivre dans la proportion d'environ o,ao. On les refond ftu fourneau à manche. Elles se composent d'un mélange de silicate et de sulfure de fer.
(i) (4) Scories du premier décrassage. — (a) (5) Scories du second décrassage. — (3) (6) Scories du dernier décrassage,
lie cuivre noir soumis au raffinage contient y selon M» Margerin ^ après le premier décrassage 0,060 de fer et 0,011 deéoufire^ un peu avant le tra^aillement 0,012 de fer et o^ooS de soufre > au moment où commence le tra%^aUlement C>oo4 de soufre et o,oo5 d'oxîgène , après le trauaillement o»oo6 d'oxigèae ^ et au moment de la coulée 0,008 d'oxigène.
SECTION IV
Moyens d'essai.
Sous le rapport des essais par la "voie sèche on doit partager les matières cuivreuses en quatre classes 9 comme il sait.
MOYBIS d'essai. 4^^
I*" CLASSE. Matières cuivrenses qui ue contiennent ni floufre, ni sil^nkany ni arsenic , ni métaux étrangers autres que le fer : ce sont le cuivre natif, oxidulé , oxidë , carbonate , silicate et phosphaté -, le cuivre de cément , le coiYre pyriteux et panaché complètement grillés , les scories iliverses non plombeuses.
II* CLASSE. Matières cuivreuses contenant du soufre ou du sélénium ; mus dans lesquelles il n'y a pas de métaux «itrangers antres que le fer : ce sont le cuivre sulfuré , sélénié , pyriteox , panaché , crus ou grillés en grands *, les mattes provenant du traitement de ces minerais; les sulfates.
m* CLASSE. Matières cuivreuses sulfurées , etc. , qui contiennent divers métaux étrangers autres que le fer : ce sont K sdfiire arsenical , antimonial , stannifère , la bismuthique y M bommonite, le nadelère, l'arsénînre, les arséniates, le <^vre gris , la vauquelinite, les mattes provenant du traite-» ment de ces minerais y et les scories plombeuses.
rV* CLASSE. Alliages divers.
ARTICLE PREMIER. — Matières de la i*'" classe >
Matières riches. — L'essai des matières de la première classe Ae présente aucune difficulté , et donne des résultats très exacts. Quand les matières ne sont pas très pauvres cet es- OpérâUon. ^ se fait absolument de la même manière que Fessai des laatières plombeuses oxidées-, seulement, comme Foxide de cuivre contient plus d'oxigène que Foxide de plomb, fl fiiut employer une phis forte proportion de réductif. 'J^pJÎII'^**" Inexpérience a appris que 3 p. de flux noir ordinaire siiffisent toujours : après avoir bien mélangé la matière ^▼ec le flux , placé le mélange dans un creuset, qui ne doit 'ttte rempli qu'aux trois quarts tout au plus, et recou- ^^ ce mélange d'une légère couche de flux pur, on chauffis graduellement pendant un quart d'heure , dans un petit fourneau capable de produire une température de 5o à 60* p., puis on met le couvercle sur le creuset, oa Fenveloppe de gros charbons , et Fon adapte au fourneau un tuyau aspirateur de i mètre de hauteur environ pour donner un coup de feu et mettre le cuivre
468 GurvRE.
en pleine fusion. Il est inutile que ce coup de feu dure plus d'un quart d'heure ; mais d'ailleurs cela n'aurait aucun inconvénient 9 parce qu'à la tempëratiure de 60* le cuivre est à peu près fixe. Quand le creuset est refroidi on le casse 9 et si l'essai a bien réussi Ton trouve au fond un culot de cuivre rouge qui n'adhère pas aux parois , et qui se détache nettement des scories. Scorio. Matières pauvres . — Les scories qui proviennent du traite»
ment métallurgique des minerais de cuivre peuvent être essayées de la manière que nous venons de décrire lorsciu'elles sont un peu riches*, mais qnand elles contiennent moins de o,oa à Oyo3 de cuivre on ne peut plus employer le même moyen, parce que cette petite quantité de cuivre resterait dans le flux , ou combinée ou disséminée en très petites grenailles. Dans ce cas, si la scorie est attaquable par les acides, il faut en faire Fessai par la 'voie humide en procédant comme nous l'indiquerons un peu plus loin-,
voietkbe. si elle est inattaquable ou difficilement attaquable, il est commode de l'essayer comme un minerai de fer, et de rechercher ensuite le cuivre qui se trouve en totalité dans le culot , en traitant celui-ci par la voie humide. La plupart des scories de cuivre qui sont inattaquables par les acides fondent bien , dans un creuset brasqué , à la température de iSo"" p. sans aucune addition-, néanmoins leur fusion est plus facile encore lorsqu'on y ajoute o,i5 à o,ao de carbonate de chaux. Quant à celles qui sont attaquables par les acides , elles contiennent ordinairement beaucoup d'oxide de fer et sont analogues aux scories de foi^e par leur composition. Si l'on voulait en faire Vax essai par la voie sèche j il faudrait aussi les mâaoger avec o,i5 à o,ao de leur poids de carbonate de chaux j le cuivre serait disséminé dans le culot de fonte , et ne serait pas visible s'il n'était qu'en petite quantité^ mais on l'en séparerait par la voie humide.
Voie humide. Pour doscr le cuivre par la voie humide on traite la matière bien porphyrisée par de l'eau régale b. contenant beaucoup plus d'acide muriatique que d'acide nitrique , ou mieux encore par de l'acide muriatique seul
MOYENS d'essai. 4^
lorsque cet acide peut agir efficacement *, on rapproche presqa'à sec, on reprend le r<^du par de Facide muriatiqœ , on ëtend d'eau -, on filtre y pour séparer la silice gélatineuse et toutes les substances insolubles , et Ton précipite le cuivre contenu dans la liqueur. — Pour opérer F«r. cette précipitation le moyen le plus commode consiste à plonger dans la liqueur une lame de fer bien décapée, et à Vj laisser tant qu'il se dépose du cuivre. La précipitation peut se faire à firoid ou à chaud : à froid elle n'a lieu que lentement, et exige au moins vingtquatre heures-, mais à la chaleur voisine du degré de Fébullition elle est complète au bout d'une heure ou deux : dans tous les cas il est très essentiel d'entretenir la Uqneur dans un état d'acidité très prononcée , en y ajoutant de temps à autre de l'acide muriatique ou de l'acide sulfurique, sans quoi il se formerait un sous-«el de fer insoluble qui se précipiterait avec le cuivre. Quand OQ a pris toutes les précautions convenables , le cuivre est en feuiUets minces, légers, d'un beau rouge et parfaitement pur. On le lave rapidement à très grande eau, et jusqu'à ce que les liqueurs ne se troublent plus par le nitrate d'argent -, on le fait sécher dans du papier Joseph à une chaleur inférieure au degré de l'ébullition , et on le pèse. Si on le desséchait à une chaleur trop forte «a contact de l'air il s'oxiderait sensiblement surtout si le lavage n'avait pas été exécuté avec le plus grand •oin. Quelquefois le cuivre précipité est mélangé de petites écailles de fer qui se sont détachées de la lame qui a servi à faire la précipitation -, alors il est magnétique, ce qui n'a pas lieu quand il est pur. On évite cet inconvénient en employant des lames de fer qui ne soient pas trop minces , et en autant fréquemment le précipité dans la liqueur maintenue très acide. — On do«e le cuivre d'une manière plus exacte encore que HyiroKçn* par le fer en employant l'hydrogène sulfuré pour le précipiter. Ce réactif peut en faire reconnaître les plus petites traces-, il convient à cause de cela de s'en servir quand on a à examiner des matières extrêmement
pauvres. Alors il faut, toutes les fois que cela se peut, op<$rer la dissolution de la matière dans de Tacide mu* riatique et non dans l'eau rëgale , afin d'éviter la suroxidation du fer; car quand ce métal est oxidé au maxir murrij il est ramené au minimum d'oxidation par l'hydrogène sulfuré , et il se fait un dépôt de soufre qui empêche de discerner de très petites traces de sulfure de cuivre. Après avoir lavé celui-ci , on le sèche et on le griUe dans une petite capsule de platine ou de porcelaine; et si son poids est très peu considérable on considère le résidu du grillage comme du deutoxide pur.
ARTICLE II» — Matières de /^ a* classe,
FiuK DOIT. Les matières cuivreuses de cette classe sont ou sdlforées ou sulfatées : examinons d'abord ces dernières.
i"". Matières sulfatées, — Les sulfates de cuivre donnent avec les flux réducti£s du cuivre rouge très pur et forment une scorie qui contient un sulfure double à base de métal alcalin et de cuivre. La proportion de sulfure de cuivre est d'autant plus grande , et par suite la proportion du cuivre rouge mis à nu est d'autant moindre , jusqu'à \m certain point , que Ton emploie plus de réductif. Mais si Ton fond le sulfate avec un flux alcalin qui ne contienne que la quantité strictement nécessaire de réductif pour amener l'oxide de cuivre à l'état métallique, la totalité de ce métal se réduit etfectivement 9 et la scorie ne contient que de Tacide sulfurique et pas de sulfure. Ainsi l'on a trouvé par expérience que le sulfate neutre aiUiydre pur donne : i* avec 3 p. de flux noir ordinaire, o,a^ de cuivre rouge (environ les deux tiers de ce qu'il contient) , et une scorie noire cristalline très sulfureuse; et 2° avec un peu moins de 2 p. du même flux, o^Sy de cuivre , et une scorie d'un gris clair, très peu sulfureuse. Quand on n'emploie que I p. de flux noir, il ny a pas asse» de charbon pour réduire tout Toxide, et alors on a 0,12 à o,i4 ^^ cuivre métallique enveloppé d'une scorie rouge, vitreuse et opaque, composée de protoxide de cuivre et d'alcali, et par-dessus une couche de sulfate de potasse fondu, cria-
MOYENS b'ëSSÂI. ^n i
tallb^ et incolore. On voit dVpr^ ce <{ui vient d'être dit, que 9 pour eztzaire tout le cuivre d'un sulfate par la ^voîq sèche ^ il faut rechercher par tâtonnement la proportion de flux réductif (jui donne le résultat maximums et qui en même temps produit des scories qui ne soient pas sensible* ment sulfureuses.
Les sulfates de cuivre étant totalement décomposés par la chaleur, un moyeji plus sur et plus commode d'en faire Fessai consiste à les calciner à la chaleur blanche , dans un cieuset de platine que Ton découvre de temps en temps pour que les vapeurs en sortent plus facilemneiit, et jusqu'à ce qu'il ne s'en exhale plus aucune odeur d'acide sulfureux. Le résidu ne contient plus que des oxides , et en le fondant avec trois fois son poids de flux noir , on en extrait exactement le cuivre à Fétat métallique.
On pourrait encore pour faire l'essai d'une nuddère cmvreose sulfatée , la fondre dans un creuset de terre avec I à a p. de carbonate de soude i couler la matière fondue dans une lingotière , la piler , et la fondre de nouveau dans le même creuset qui aurait servi à la première opération, après l'avoir mélangée avec environ son poids de flux noir. Par la fusion avec le carbonate de soude on décomposerait le sulfate de cuivre , il se formerait du suinte de soude et un cuprate alcalin , et celui-ci serait ensuite complètement réduit par le flux noir, sans qu'il puisse se produire de sulfure de cuivre.
a*. Matières sulfurées. — On essaie les matières cuivreuses sulfurées pour mattes et pour cuivre. L'essai pour matte est ce q[u on appelle une fonte crue ; il a pour objet de iaire connaître la propoirtion de sulfures et la proportion de gangue contenues dans une matière cuivreuse , et par conséquent la quantité de matte que cette matière pourra produire dans une fonte crue faite en grand.
Ïj essai pour matte est simple et facile , il se réduit à fondre la matière avec un réactif qui soit capable de déterminer la fusion de la gangue , et qui n'exerce aucune Mtion décomposante sur les sulfiues. Aucun flux ne remplit mieux ce& conditions que le borax. Avec parties égales
Caldn»tioB«
C«rboa»U alcalin.
Fonte eniC'
CbanBflMfTU qnarz.
de borax Titrifië toutes les substances que l'on peut avoir à essayer fondent très bien à la température de 60"* p.
cnptcu. On emploie ordinairement des creusets nus pour ces sortes dressais 9 mais alors il faut de grandes précautions pour recueillir la matte sans rien perdre, parce qu'elle adhère au creuset et qu'elle est très fragile. On évite cette difficulté en se servant de creusets brasqués *, cela est même presque indispensable quand la matière est très pauvre.
Si l'on voulait n employer pour fondant que les mêmes substances dont on fait usage en grand , la chaux y la baryte, le quarz , il faudrait faire l'expérience dans un creuset brasqué, à la température de i5o° p., en procédant absolument comme pour un essai de fer.
RcMrfo*. Il est essentiel de remarquer que dans tous les cas la matte ne se compose que de sulfures au minimum, tandis que les sulfures peuvent se trouver à un plus haut degré de sulfuration dans les minerais-, il se sublime alors une certaine quantité de soufre pendant la fusion, et Ton ne peut par conséquent pas conclure par différence le poids des gangues d'après le poids de la matte.
Voi«kHaid«. T^^ procédant par la a}oie humide on détermine facilement la proportion des gangues , et par suite celle du sulfure *, mais on ne peut pas en conclure la proportion de matte qui résulterait d'une fonte crue , paroe que la nature des sulfures n'étant pas connue , on ne sait pas combien ils peuvent perdre de soufre en se fondant. En combinant les deux méthodes on acquiert une connaissance complète sur la nature de la substance soumise à l'essai. Pour faire Tépreuve par la "voie humides on traite la matière , réduite en poudre, par l'acide acétique, qui ne dissout que la gangue calcaire*, on dessèche, on pèse; puis on fait bouillir le résidu avec de l'eau régale , on le lave « on le grille pour brûler le soufre , on pèse les gangues pierreuses inattaquables dont se compose ce dernier résidu , et l'on a la proportion de la partie métallique par différence.
BemarqM. Tout cc quc uous vcnous dc dire suppose que la matière à essayer ne contient pas ime quantité notable d'oxide de cuivre ou d'oxide de fer. Dans le cas contraire, ces
COMPOSÉS SILICES. 47^
oxides se dissolvant dans Feau régale ou dans Tacide acétique, on n^aurait pas la véritable proportion des sulfures par la méthode que nous venons de décrire. On ne pooirait pas non plus déterminer cette proportion par la voie sèche; mais on aurait exactement la proportion de matte susceptible d*éti*e produite en grand, et c'est la chose essentielle. En fondant le minerai dans un creuset brasqué , avec du borax ou tout autre flux non désulfurant , la laatte se composerait des sulfures et des métaux provenant des oxides réduits par la cémentation.
V essai pour cidi^re des matières sulfurées exige nécessai- ^Vre. i^enent un grillage , et un grillage fait avec un tel soin , qu après cette opération il ne reste ni soufre ni acide sulfurique dans la matière , sans quoi dans la fusion subséquente avec un flax réductif , les scories retiendraient une certaine quantité de cuivre. Tous les autres procédés que Ton a tenté d'employer ont été sans succès ou ont présenté trop de difficultés pour qu'on puisse proposer d'en faire un usage hahituel. La présence du fer, dont le sulfure a une affinité ^ grande pour le sulfure de cuivre , a surtout présenté un obstacle qu'il parait extrêmement difficile de surmonter.
Noos avons déjà vu comment se comporte le sulfure iv>^de cuivre avec les carbonates alcalins , les {Jcalis caustiques et le nitre. Avec le nitre on peut en extraire tout le cuivre , noais difficilement , et en recherchant par des expériences réitérées la proportion de réactif qui donne le maximum Fer «t aic«u. de produit. Le sulfure de cuivre fondu avec un mélange de carbonate alcalin et de fer métallique abandonne une <^ertaine quantité de cuivre-, mais il paraît que cette quantité ne peut pas dépasser les trois quarts de ce que contient le sulfure : on obtient ce maximum en employant 4 P* de carbonate de soude et o,3o à o,4o de fer métallique en lunaiile *, les scories sont noires et homogènes.
Le cuivre pyriteux est décomposé par les carbonates ^^^'Vjj"^ alcalins , nuds sans abandonner de cuivre rouge : il se forme Que scorie sulfureuse homogène , noire et cristalline , qui eontient du sulfure alcalin, du sulfure de fer, du sulfure de cuivre et de Foxide de fer. — Avec le flux noir il produit
474 CUIVBE,
une scorie trèa fluide, homogène, cri3talline et d'un noir métalloïde 9 dans laquelle on ne distingue pas la plus petite trace de cuiyre rouge. Le résultat est le même quand on ajoute du fer ; ce métal est tout-à-fait inerte , et reste disséminé dans la scorie.
Cuivre pyritca. Lc cuivrc pyritcux est facilement attaqué par le nitre, et à Taide de ce réactif on peut en extraire à volonté soit le sulfiire de cuivre , soit le cuivre métallique *, mais pour arriver à ce résultat il faut rechercher par tâtonnement la proportion convenable de nitre ', ce ne peut donc pas être un bon mode d'essai. Pour que la scorie soit bien liquide , et que la matière métallique puisse s'en séparer et se réunir en culot , il faut ajouter au nitre une certaine quantité de carbonate alcalin et de borax. Avec i p. de nitre, a p. de carbonate de soude , et i p. de borax y le cuivre pyriteux pur donne o,36 à 0,46 de sulfure de cuivre; avec le double de nitre il produit environ o,3o de cuivre rouge pur.
(.riiiage Lc grillage du sulfure de cuivre pur, ou combiné avec
du sulfure de fer , est une opération facile a faire ^ la seule précaution qu'elle exige est de ménager la chaleur pendant quelques instans, afin d'éviter Taggloméralâon *, mais dès qu'il s'est produit une certaine quantité d'oxide on peut chauffer jusqu'au rouge naissant sans avoir à craindre cet inconvénient. On doit agiter continuellement la matière afin d'amener successivement toutes les particules au contact de l'air. Lorsque le grillage est un peu avance il est bon de pousser la chaleur jusqu'au rouge vif, de ' temps à autre , pour faire réagir les uns sur les autres les sulfures et les sulfates , et en opérer la décomposition réciproque. Enfin quand le dégagement d'acide sulfureux a tout-à-fait cessé l'on chauffe au blanc pendant quelques minutes pour décomposer jusqu'aux dernières traces de sulfate. Lorsque le grillage a été exécuté avec soin, la matière fondue ensuite avec trois à quatre fois son poids de flux noir donne à peu près tout le cuivre qu'elle contient, et tout le fer reste disséminé dans la scorie, partie à l'état d'oxide, partie à l'état métallique, mais très
MOYENS I>*ESSÀI. ^j5
dirisé. Si le grillage était imparfait les scories seraient sul* foreuses et retiendraient du cuiyre en combinaison.
Qaand la matière cuivreuse est pauvre et contient Matière* beaucoup de fer, les scories qui résultent de Fessai sont toujours pâteuses, et quelque soin qvL on prenne, il y reste quelques petites grenailles de cuiyre dont le poids s'élève quelquefois jusqu'à o,o2 à o,o3. On peut à la vérité voietècbe. atténuer cette perte en ajoutant au flux noir environ I partie de borax pour rendre les scories plus liquides; mais il est préférable, dans ce cas, de doser le cuivre par la voie humide , en dissolvant dans Teau régale et voieiiumide. précipitant par une lame de fer, selon la marche que nous avons décrite. La voie luunide est même beaucoup plus conunode que la voie sèche pour essayer tous les minends de la seconde classe, et elle a sur cette dernière UD tel avantage, que les anciens docimaststes , qui pourtant avaient une grande prédilection pour la voie sèche, conseillaient souvent néanmoins de l'employer pour les minerais pyriteux.
ARTICLE m. — Matières de la 3* classe.
L'essai par la voie sèche des matières cuivreuses de cette classe se fait absolument de la même manière que Fessai des matières de la seconde classe. On grille, et Foii fond ensuite avec trois parties de flux noir. On en sépare ainsi tout le soufire et une grande partie de rarsenic', mais on nen obtient pas le cuivre à l'état de pureté. Après la fusion avec le flux noir, ce métal retient en alliage tous les métaux que contenait la matière soumise à l'essai , ainsi qu'une certaine quantité d'arsenic. Pour l'avoir pur il faut lui faire subir une opération qu'on appelle le raffinage , et que nous décrirons en traitant de l'essai des matières de la quatrième classe.
Le grillage des matières de la troisième classe exige quel- ghu«s», que soin , parce que ces matières sont ordinairement très fiisîbles, surtout lorsqu'elles contiennent du plomb; mais il est poartant facile d'éviter Tagglomération en ménageant la chaleur dans le commencement, et en ne l'élevant qu'au-
Fonte crue prialabla.
CrtaccU.
tant qne cela est nëcessaire pour c[U*3 y ait d^agement diacide stdfiireux ou diacide arsënieux. Vers la fin on peut donner un coup de feu pour décomposer les sulfates, mais avec grande précaution toutefois, afin cpi^il n*y ait ni fusion ni ramollissement -, il faudrait même s^en abstenir si la matière était très plombeuse.
n y a souvent de Favantage à soumettre le minerai à une fonte crue avant de le griller. Par là tous les sulfures sont ramenés au minimum , il se volatilise une trè^ grande quantité d* arsenic , et il en résulte que le grillage dure moins long-temps et présente moins de difficulté , parce quVn perdant du soufre et de l'arsenic , la matière devient beaucoup moins fusible. La fonte crue doit toujours s*exécuter dans un creuset brasqué, avec addition d*une certaine quanliti! de borax , et il y a avantage à Topérer à la plus baute température possible, n convient souvent aussi de se servir de creusets brasqués pour réduire la matière grillée : dans ce cas on peut rempkeer le flux noir par du carbonate de soude et n^employer que poids pour poids de ce fondant. Si Ton se servait de creusets nus, soit pour la fonte crue , soit pour la réduction, il arriverait, si F alliage était très cassant, ce qui est le cas le plus ordinaire, qu^on ne pourrait le détacher du creuset que par fragmens, et qu*on s^exposerait à en perdre une partie.
Matières sulfurées. — Les matières cuivreuses sulfurées dont nous nous occupons donnent en général , avec le car* bonate de soude ou avec le flux noir, des mattes sulfureuses et alcalines et des arséniures ou des antimoninres; mais elles ne donnent jamais de cuivre rouge. EUes peuvent au contraire produire une certaine quantité de cuivre rouge quand on les traite par le nitre. Nous al* Ions citer pour exemple les résultats que Fon obtient avec le sulfure arsenical de Sainte^Marie ( n*** 6 et 7 , page 438). Ce minéral perd par la fonte crue 0,^5 à o,3o de son poids -, la substance qui se volatilise est de Farsenic contenant une petite quantité de soufre en combinaison , et Griii«Be. le résidu se compose de sulfures au nUnimum. Le minerai cru perd 0,27 de son poids par le grillage \ il produit une
Foate crue.
fumée arsenicale très abondante à la première impulsion de la chaleur 9 et peu à peu ces fiimëes sont remplacées par des Tapeurs d'acide sulfureux. Le minerai fondu ne perd que o,o5 à 0,06 au grillage y et exhale à peine Fodeiir de Tarsenic.
Avec moins de son poids de carbonate de soude ou t\u% moins du quart de son poids de flux noir le minerai de Sainte-Marie produit une matte homogène d^un gris bronzé et très cristalline. Avec 3 à 4 p- àe carbonate de soude ou I partie de flux noir il donne 0,38 tout au plus d^arséniure de cuivre, et une scorie noire , sulfureuse, qui contient beaucoup de sulfure d^arsenic, du sulfure d'antimoine et du sulfure de cuivre.
On a essayé d'en extraire le cuivre à Tétat de sulfure Suifure*
*' alcalins.
en le fondant avec du carbonate de soude et du soufire-, mais le résultat de toutes les expériences a été une scorie sulfureuse homogène, cristalline, d'un noir bronzé métalloïde , dans laquelle le sulfure de cuivre était tout entier en combinaison.
Enfin le même minerai étant chauffé avec un mélange de Nître. carbonate de soude et de nitre , donne à volonté de Tarseniure de cuivre, du cuivre rouge , ou une scorie oxidée sans matte , selon la proportion de nitre que Ton emploie. On a de Farséniure accompagné d'une matte si Ton mêle au minerai i p. de nitre au plus avec 2 p. de carbonate de soude pour tempérer la déflagration. On a du cuivre ronge si Ton porte la proportion du nitre à i ^ p* ou i ^ p. et enfin tout est oxidé quand on élève cette proportion à plus de a p.
jirséniates. — Les arséniates de cuivre sont complète- nu Mir. ment réduits lorsqu'on les fond avec 3 p. de flux noir. H s'en dégage des vapeurs arsenicales-, mais néanmoins c'est de Tarséniure qu'on obtient et jamais du cuivre.
jinéniures. — En soumettant un arséniure de cvàxnre CnUai». quelconque au grillage il s'en dégage de l'acide arsénieux et il se forme de l'oxide de cuivre et de l'arséniate du cuivre. Si Ton chaufie de temps à autre un peu fortement avant que Topération soit terminée, l'arséniate formé et Farséniure no9
4^8 CtJIVRE.
encore grillé réagissent Tun sur Fautre , et il se produit de l'acide arsénieux qui se sublime. Enfin si, lorsque tout Tarsëniure a été oxidé par le griUage , on ajoute une petite quantité de charbon en poudre et qu^on chauiFe au rouge vif, il se dégage encore de Tacide arsénieux qui provient de la réduction de Farséniate. On parvient de cette manière à expulser la plus grande partie de Farsenic *, mfùs la matière grillée en retient toujours une certaine quantité, et elle donne avec les flux rédncti& du cuivre qui n*est jamais parfaitement ductile.
J^aufjuelinite, — La vaiu/uelinîte se fond bien avec 3 i 4 p. de flux noir : le cuivra et le plomb se réunissent en un seul culot-, Facide chrâmique est ramené à Fétat d^oxide tert, et celui-ci reste en suspension dans la scorie.
Essai par "voie humide. — On peut doser le cuIttc contenu dans les matières de la troisième classe par la ^ôie humide; mais Fopération n'est pas aussi simple que pour les matières de la deuxième classe. H faut dissoudre dans Feau régale , étendre d^eau , sursaturer la liqueur Avec de Fammoniaqne, filtrer et laver le précipité avec de Feau ammoniacale jusqu^à ce qu*elle cesse de se colorer en bleu ; alors tout le cuivre se trouve dans la dissolution. On fait bouillir cette dissolution pour en diasser Fammoniaqne en excès , on la sursature d'acide muriatiqne ou d'acide sulforique, et l'on en précipite le cuivre par une lame de fer; mais il faut observer que le cuivre n'est pur que lorsque la matière soumise à Fessai ne renferme pas d'arsenic. Nous avons supposé aussi qu'elle ne contenait pas d'argent : si ce métal s'y trouvait en quantité notable il serait nécessaire de filtrer la liqueur r&ultant du traitement par Feau régale , avant de la précipiter ptf l'ammoniaque.
ARTICLE V. — Matières de la 4* classe.
Les matières cuivreuses de cette classe sont des alliages qui peuvent provenir soit des travaux métallurgiques, soit de Fessai en petit des matières de la troisième classe. On peut déterminer la proportion de caî-
MOYEVS d'essai. 479
vre contenue dans ces alliages par ifoie humide ou par lyoie
sèche* Par *voie humide an procède comme il vient détre voie humiae.
dit; par voie sèche on pratiqne ce qu'on appelle le roffi*
nage.
Raffinage. — Le raffinage est analogue à la conpellation , Voie u^x^t. ou plutôt c'est une rentable coupellation faite sur le cuivre ^ et (jai a pour objet d'en séparer tous les mëtaux avec les* qaels il peut être allié , et qui sont tous plus oxidables que lui. L'opération ne donne pas tout le cuivre à Tétat de pureté et ne permet de le doser que d'une' mianière approximative. Néanmoins elle est d'une grande utilité ^ parce qu'étant analogue au raffinage que l'on pratique en grand , elle donne le moyen de déterminer la quantité de cuivre pur qu'on pourra extraire d'un alliage par les traitemens métallur^ giqaes.
Le raffinage du cuivre se fait dans un fourneau de cou- Fonroe»». peDe; mais conune il exige une très haute température , il est nécessaire de se servir d'un fourneau un peu grand et tirant bien. Quelques personnes conseiUent même d'activer le feu par le vent d'un soufflet dirigé sous la grille-, mais cette disposition'; qui est assez embarrassante, n'est pas néces* saire : si le fourneau est bien construit il suffit d'y adapter un tuyaa aspirateur en tdle , de i à 2 mètres de hauteur, pour loi faire produire le degré de chaleur convenable, surtout en se servant de coke pour combustible. — Les vases dans les- ^•■«• qoels on place le cuivre sont des têts à rôtir très plats ou des coupelles -, le plus ordinairement on se sert de ces dernières. — Lorsque le fourneau a atteint son maximum de cha- opémion. leur, et que les coupelles sontsuffisanunent échauffées, on y introduit le cuivre, et l'on bouche l'ouverture de la moufle pendant quelques instans avec de gros charbons embrasés. Quand le cuivre est fondu Ton retire une partie de ces charbons, et Ton met dans les coupelles une certaine quantité de plomb, si cela est jugé nécessaire. Alors commence le raffinage : le plomb , les métaux alliés et une partie du cuivre 8*oxident et forment une combinaison fusible qui se porte à la circonférence du bouton métallique, et que la conpdle absorbe en partie. Le bouton paraît agité d'un
Éel
■ir.
Borax.
Calcul.
Addition de plomb.
-'48o CUIVRE.
vif riouvement de rotation , et il est constamment recou- Yeri d'une pellicule brillante et irisée. Au moment où le raffinage est sur le point.de se^ terminer le mouTecient devient plus vif et la pellicule plus 'éclatante^ puis tout-à-coup ce mouvement cesse, la pellicule disparaît, et le bouton se ternit et se solidifie. Ces phénomènes constituent ce qu'on appelle Yéclair. Dès que Fëclair a eu lieu le raffinage est termine, et Ton peut retirer les cou- «pelles du fem Le bouton raffiné est recouvert d*une légère croûte de protoxide de cuivre qu*on ne pourrait en détacher que difficilement si on le laissait refiroidir lentement; mais si Ton plonge la coupelle dans Feau aussitôt qu'on la retire du fourneau , on parvient à enlever complètement cet oxide à l'aide du marteau. En gëDéral cependant on préfère saupoudrer le bouton avec du borax vitrifié, dans la proportion d'environ 7 p. 100, anasitôt aprè^ l'éclair, pour faciliter le décapage ; effectivement il suffit alors de plonger la coupelle encore chaude dans l'eau , pour que la croûte de^ borate de cuivre qui s'est formée se détache sous le premier choc du marteau. — On ne considère le cuivi'e comme bien raffiné q«e lorsqu'il est parfaitement malléable et d'un rouge pur«
Une suffit pas, pour avoir la proportion du enivre, de peser le bouton de retour, puisqu'il y en a une partie qni est entraînée à l'état d'oxide , soit avec les autres oxides métalliques, soit avec le borax. On admet par approximation que la partie du cuivre qui est oxidée forme le onzième du mélange métallique qui s'est scorifîé, c'està-dire du déchet qu'éprouve l'alliage soumis au raffinage , et du plomb qu'on y ajoute, et le septième du borax dont on saupoudre le bouton affiné; mais ces données n'ont rien de rigoureux, car la quantité de cuivre entraînée dans les scories varie selon la nature des métaux scorifiés, selon la température du fourneau, et selon d'autres circonstances encore qui ne sont pas bien connues.
Les cuivres filliés qu'on soumet au raffinage contiennent où ne contiennent pas de plomb. Quand il n'en conticDnent pas on y en ajoute un dixième d^ leur poids , et l'on réi-
MOYENS d'essai. 4^1
t^re cette addition jusqa'à ce qne le bouton de retour soit par&itement pur. Et pour calculer la quantité de cuivre on ajoute au poids du bouton de retour le onzième du poids de tous les métaux oxidës , y compris le plomb , et le septième du poids du borax employé.
Quand le cuivre allié renferme du plomb y il arrive ou qu'il en renferme suffisamment pour que le raffinage » paisse se faire sans addition, ou qu'il n'en renferme pas assez y ou enfin qu'il en raiferme trop. Dans le premier cas il n'y a rien à ajouter \ dans le second cas on ajoute du plomb par dixièmes, jusqu'à ce que le cuivre reste pur -, dans le troisième cas , au lieu d'ajouter du plomb , on introduit dans l'alliage fondu un poids déterminé de cuivre rouge bien pur, on conduit le r^oage comme à l'ordituiire , et l'on déduit de la quantité de cuivre obtenue , toutes corrections faites, la quantité qu'on en a ajouté.
On peut déterminer la proportion de cuivre contenue dans . on alliage , sans faire aucune supposition sur la quantité de ce métal qoi est scorifiée par le plomb , en opéi*ant le raffinage de la manière suivante. — On met dans deux coupelles placées l'une à côté de l'autre sous une moufle bien chaude , 4 p* de plomb pur, puis, aussitôt que le bain est découvert, on porte dans l'une des coupelles i p. de cuivre rouge , et dans Tautre i p. de l'alliage qu'on a à essayer*, on conduit les deux raffinages cqmme à l'ordinaire , et l'on pèse les I>outons de retour ; celui qui provient du cuivre pur pèse plus que l'autre ; on suppose que la différence des poids représente la quantité de métaux étrangers que contenait le cuivre allié , et par conséquent , que la quantité absolue de cuivre oxidé est la même dans chaque coupelle ; dès lors il suffit «^'ajouter au poids du bouton de retour du enivre allié , la perte qu'a éprouvée le cuivre rouge , pour avoir la proportion de cuivre contenue dans l'alliage. Cette supposition n'est pas rigoureuse, et il est probable qu'on approcherait plus près de la vérité en ajoutant au poids calculé comme nous venons de le dire, le onzième du poids des métaux alliés -, mais quand T alliage est ri- ^he , cette correction est de peu d'importance.
Cuivres plombciiK.
comparati fk
48^ cuiym:.
Plomb Pour les plombs ctiivz«iiz on coupelle en même temps
I p* de cuÎTre rouge, d une part, avec 4 p* de plomb pur, et d'uae autre part avec 4 p* de plomb cuivreux -, le second essai laisse plus de cuivre que le premier, et la diffërence de poids des deux boutons de retour équivaut à peu près i la quantité de cuivre contenue dans le plomb cuivreux.
J^î'^^^ Les alliages de cuivre qui contiennent beaucoup de zbc ou d'étaiu ne peuvent pas être essayés par le raffinage, parce que ces métaux forment des scories infusibles qui enveloppent le bouton et s^ opposent à Faction de Tair*, il faut nécessairement, pour ces sortes d'alliages, avoir reconn à la ^oie humide.
▲MTIMOmE. 4^*^
