DBS MINERAIS DB FER

dation par le charbon calciné ; mais à la chaleur blanche il se réduit complétemeiilavec une grande rapidité.

Le charbon n*agit pas sur Faoide aotinionieux à la température du plomb fondant ; mais nu rouge il le réduit en métal en le faisant passer par IVtal de protoxide.

A la température de 400° le deuloxide de cuivre n'est pas altéré par le charbon ; mais à la chaleur rouge il est complètement réduit , et la panse de la cornue se trouve contenir une masse métallique . d'un beau rouge , poreuse . qui occupe le môme volume que l'oxide , et qui be laisse comprimer comme une éponge.

Lorsqu'on chauffe^ h la chaleur du bain de plomb, du deutoxide de cuivre avec le dixième de son poids de sciure de bois, il se dégage de la fumée et des huiles brunes ; mais il y a en même temps réaction des deux maticrcs Tune sur l'autre , et le deutoxide se change en protoxide , sans que celui-ci contienne de trace de cuivre métallique.

La litharge n'est pas réduite par le charbon calcine, à la température de 400" c; mais au rouge , elle est amenée à l'état métallique , et si Ton ménage la chaleur avec soin, on peut obtenir le plomb sous forme d'épongé métallique tout comme le cuivre.

Lorsqu'on chauffe de la litharge à -400° c. avec le vingtième de son poids de sciure de bois , elle est réduite à peu près en totalité et transformée en éponge métallique , et il ne se dégage qu'une très-petite quantité de matières huileuses ; si l'on diminue la proportion de sciure , ou si Ton recouvre le mélange avec de la litharge pure , la réduction n'est pas totale ^ mais la sciure est complètement brûlée.

Les houilles se comportent en général comme le bois à la distillation^ et il est même plus facile d'en chasser la totalité des matières volatiles par la chaleur. Il est dcmo probable qu'elles joueraient le même rôle comme réductif , c'est-à-dire quelles n'agiraient que par le charbon ou coke qu'elles laissent à la calcination. Cependant, comme les vapeurs qui s'en dégagent ne contiennent que peu d'eau et sont moins oxigcnées que celles qui proviennent du bois , il est possible que les houilles soient plus eflicaces que te bois pour opérer la réduction ; je n'en ai pas fait l'essai , mais j'ai examiné ce qui a lieu dans la di.stillalion. J'ai pris pour cela une houille très-riche en carbone , et considérée presque comme une anthracite , qui provenait des mines de la Gombelle (grande couche), près Brassac, département du Puy-de-Dôme.

Cette houille est d'un beau noir, fragile , tendre , feuilletée dans divers sens, et à cassure conchoïdc luisante dans le sens transversal. Sa poussière est noire , elle colle et elle

Î4 ÀRGBKT

ptird 0,178 de son poids pât> ta calcination. On en a ÎDtrf>duit S gr. réduits en poudre dans une petite cornue, et Ton t chauffé celle-ci au bain de plomb ; la matière est restée pulvérulente, sou poids n'a diminué que de 0 gr. 10sccO,03, et il y avait à peine des traces d'huiles dans le col de la cornue. Mais Topération ayant été répétée à ta chaleur rouge , il a passé à la distillation des huiles visqueuses brunes , et le résidu formait une masse agglomérée sans bulles, ayant exactement le même volume et le même aspect que la houille employée : ce résidu pesait S gr. S6. U houille avait donc perdu 0 gr. 46 =s 0^15 environ de son poids, d'où Ton voit que sa décomposition avait été presque complète ; tandis qu'à cette température le bois laisse un charbon qui retient encore le cinquième de son poids de matières volatiles.

Recherches de /'Argbrt dans tes CALinBS crues et griUéês,

L'argent contenu dans les galènes s'y tt*ouve soit à Tétat de sulfure , soit à l'état natif; il doit donc toujours se dissoudre eu totalité dans l'acide nitrique ; c'est ce qui arrive effectivement , mais l'on remarque qu'il n'est pas attaqué immédiatement par cet acide et qu'il ne commence à se dissoudre qu'après que la galène a été presque complètement dissoute elle-même.

On a pris 10 grammes d'une galène du Mexique, fort riche et contenant 0^0090 d'argent un peu aurifère; on les a traités par de l'acide nitrique bien pur, que l'on a employé par doses successives, en décantant la liqueur avant chaque reprise, et on a ajouté de l'acide muriatique en petite quantité à chacune de ces liqueurs. La première, qui renfermait la presque totalité du plomb , ne contenait pas la moindre trace d'argent; la seconde, au contraire, en contenait beaucoup , et la troisième encore un peu. Le f ésidu bien lavé et desséché, pesait 3,50 gr. : il se composait de gangue et de sulfate de plomb. Fondu avec de la litharge et du charbon, il a donné un petit culot de plomb, qui , par coupellation, à laissé un boulon d'or argentifère pesant Ogr. 007=0,0007.

Le chlorure d'argent précipité ayant été mêlé avec tin gramme de litharge et du charbon , a été enveloppé dans une petite feuille de plomb et coupelle immédiatement : l'opération a bien marché , et il e^t reste 0,08 d'argent= 0,0080.

Quoique les détails de l'expérience soient minutieux , la perte a été très-faible. Quant h l'argent qui est resté avec l'or, il est probable que cela provient de l'extrême difficulté qu'on éprouve dans les grands laboratoires, à éviter abso-

DANS LBS 6 ALENES ■ 25

liinient la présence des chlorures ou des vapeurs muriatiques.

Lorsque la galène est mélangée avec une forte proportion de pyrite , et qu'on la grille à une tenipéralure peu élevée, jusqu*à ce quVIle n'exhale plus Todeur d'acide sulfur0ux , la presque totalité du sulfate de plomb se convertit en sulfate ; mais tout l'argent reste dans la matière grillée h l'état métallique.

Du minerai de Saint*Santin (Cantal) à l'état de Schlich , imparfaitement lavé , et composé d'environ :

Galène 0,430

Pyrite 0,120

Blende ferreuse 0,080

Carbonate de fer. . • . 0^180

Quartz, argile, mica. . 0,100

ayant été grillé en grand dans un four à réverbère «avec addition de pyrites, on a obtenu une matière pulvérulente, d'un rouge sale, composée comme il suit :

Sulfate de plomb 0,568

Oxide de plomb 0,007

Sulfure de plomb 0,088

Oxidesde fer et de sine. . . 0,216

Quartz, argile, etc 0,170

■Ô;995 et elle ne contenait pas de trace de silice gélatineuse ou de silicate de plomb ; mais pour arriver à un pareil résultat , et pour qu'une proportion plus considérable de galène n'échappe pas au grill«ige , il faut conduire l'opération avec un extrême soin , cribler le schlich , et griller de nouveau les parties agglomérées , après les avoir écrasées sous des meules.

Cette matière , fondue avec deux parties de flux noir , donne 0,86 de plomb qui , par roupellation , laisse 0,0016 d'argent. Quand , après l'avoir bien lavée , pour lui enlever jusqu'aux plus petites traces de chlorures solubles qu'elle pourrait contenir, on la traite par de Tacide nitrique pur , tout l'argent se dissout sans difficultés; l'expérience suivante prouve d'ailleurs que cet argent s'y trouve en totalité à l'état métallique. 20 gr. de schlich grillé ont été tenus en ébnllition avec un excès de carbonate d'ammoniaque pendant un certain temps ; puis on a filtré et bien lavé le résidu avec de l'ammoniaque ; ensuite toutes les liqueurs ont été réunies , évaporée h sec , et l'on a fondu le sulfate d'ammoniaque qui est resté avec 50 gr. de litharge et un peu de

charbun : on a obtenu ainsi un culot de plomb pesant S gr. ; mais ce culol , qui aurait dû contenir de l'argent , si la matière grillée eût renfermé du sulfate de ce métal, n'en a laissé , par la coupellation , qu'un grain à peine visible.

Au nombre des essais métallurgiques importants que m. Becquerel a eu Tidëe de faire, on doit citer le grillage de la galène avec addition de pyrites et de sel marin. Il s*est servi du schlich de Sainl-Santin ; et après lui aroir fait subir un premier grillage , sans addition , il Ta grillé une seconde fois , en y mélaut une certaine quantité de pyrites et environ le dixième de son poids de sel marin. L'opération s'est effectuée sans difficulté , et la sulfatisatiun du plomb a été à peu près complète.

En lavant ce scblich grillé avec de l'eau froide, à petites doses successives, on enlève les sels alcalins qu'il contient , et vers la fin , Teau dissout un peu de chlorure de plomb, mais la quantité en est très-petite. Les sels alcalins se composent d'un mélange , à parties égales à peu près de sel marin et de sulfate de soude, ce qui montre que , dans l'opération^ la moitié du sel environ a dû être décomposée par l'acide sulfurique avec dégagement de chlore.

Si Ton porphyrîse exactement la matière avant de la laver, et si Ton achève le lavage avec de l'eau bouillante, il n'y reste pas trace de chlorures solubles. Dans cet état^ l'acide nitrique pur ne lui enlève pas du tout d'argent ; mais , au contraire , le carbonate d'ammoniaque le lui enlève à peu près en totalité. Ayant, dans une expérience, traité ainsi 10 gr. de matière par du carbonate d'ammoniaque , et ensuite par de Tacide acétique , pour dissoudre l'oxide de plomb devenu libre, on a eu un résidu terreux et ferrugineux , qui , fondu avec de la litharge et du charbon , n'a donné que 0,0015 gr. d'argent = 0,00015.

Ainsi , dans le grillage de la galène argentifère avec du sel marin, tout l'argent est chloruré , lorsque le grillage est complet, et cela sans qu'il se produise une quantité notable de chlorure de plomb.

Une matière ainsi préparée pourrait , sans aucun doute , être tournée au caso avec du mercure tout comme les minerais d'argent chlorurés ordinaires.

Sur les fontes phoêphorèes , etc.

11 est certainement très-utile de faire un grand nombre d'analyses de fontes pour chercher à découvrir la relation qui existe entre les propriétés et la composition de celles-ci ; mais dans l'état des choses, il ne faut pas trop donner d'importance aux résultats de ces analyses. En effet, les fontes.

PHOSPHORÉBS. 27

outre le carbone qui entre essentiellement dans leur cumposition , renferment presque toujours uue proportion plus ou moins grande de chacune des substances suivantes, le silicium 9 le soufre, le phosphore et le manganèse, el quelquefois en outre de l'arsenic, un peu de cuivre et même do cobalt : chacuntdeces substances influe d*une manière spéciale sur leurs propriétés ; mais comme le plus souvent elles se trouvent plusieurs ensemble, on ne sait pas encore bien quel est le rôle que chacune d'elles joue en parliculier ; ce rôle est d*ailleurs d'autant plus difficile à apprécier, qu'il varie probablement beaucoup selon la proportion de la substance. C'est du moins ce que l'on observe relativement an carbone: il est bien prouvé que du très-friibles différences dans la proportion de ce corps , en amènent de grandes dans les propriétés des fontes, et que quelques millièmes de plus ou de moins suffisent pour constituer le fer à l'état de fonte , matière non malléable , ou à l'état d*acier , qui n'est que de la fonte très-pure peu carbonée, et susceptible d'être martelée et étirée comme du fer. Dans Tétnt de nos connaissances il n'est réellement pas possible de prévoir quelles différences deux fontes présenteront dans leurs propriétés lorsqu'il n'y a pas une très-grande différence dans leur composition.

Une autre cause qui rend encore celte prévision plus difficile, c'est que les fontes ne diffèrent pas dans leurs propriétés seulement en raison des substances qu'elles renferment et de la proportion de ces substances, mais encore en raison de Tétat dans lequel ces substances s'y trouvent , et aussi des circonstances dans lesquelles la fusion et la solidification ont été opérées. Le carbone existe dans les fontes en partie combiné et en partie libre disséminé à l'état de graphite, et retenu au milieu des molécules de fer par simple adhérence; la proportion de ce graphite et le degré de ténuité de ses parties exercent une influence capitale sur les propriétés des fontes, en tant que celles-ci doivent être employées en nature pour objets de niouleries. Or, la proportion du graphite et la grandeur que prennent ses particules dépendent essentiellenienl du degré de chaleur auquel la fonte est exposée dans le fourneau , de la promptitude plus on moins grande avec laquelle on la fait passer n l'état solide , etc.

Ces considérations me font pensrr que ce serait une chose qui pourrait être d'une grande utilité que de préparer en grand par synthèse, el dans des circonstances bien déterminées, des fontes de compositions variées , à, l'aide d'un oxide de fer pur et des diverses substances que l'on voudrait y introduire, et d'étudier enstiilc les propriétés de ces

28 FOUÎTES

fontes. On y ferait entrer successivement et isolément , çp proportion différente, le soufre, le pbpsphore, le manganèse et Tarsenic qui s'y tfouvent ordinairement. Puis aa emploierait ces substances ensemble , en propqrtiqjxs diverses , mais déterminées ^ Tavanca.

rie me trouvant pas en position d*entreprendre €es importants essais, j'ai fait à ce sujet , principalement en ce q^î concerne les fontes phospborées , quelques eipériences de laboratoire qu'il me semble bon de faire connaître; mais je rapporterai auparavant les résultats de l'analyse d'un certain nombres de fonte de diverses localités » ainsi que de$ produits qui les accompagnent.

On discute beaucoup sur la question de savoir quelle influence l'emploi de l'air chaud dans les hauts-fourneaux peut avoir sur la qualité des fontes. L'observation semble montrer que cette qualité est tantôt améliorée , et tantôt détériorée. L'emploi de l'air chaud a pour efiel certain d'élever la température dans le creuset : par suite ^ l'action réductive du charbon sur toutes les substances osiidées contenues dans le fourneau , doit être exaltée, et il paraîtrait tout naturel d'eu conclure que les fontes préparées à l'air chaud doivent être plus impures que celles qui sont obtenues à l'air froid. Mais il n'en est réellement pas oinsi , et les analyses qui ont été faites montrent que ^us ve rapport les deux espèces de fontes diffèrent peu l'une de Tautre. On doit conclure de là que l'air froid développe dans les bauts^ fourneaux une température suffisamment élevée pour qu« toutes les réductions possibles s'y opèrent, et qu'à cet égard réchauffement de l'air est tout à tait insignifiant. On remarque effectivement que les laitiers obtenus à l'air froid sont tout aussi sulfureux et contiennent par conséquent tout autant de calcium que ceux qui proviennent du travail à l'air chaud ; bien plus , chose assez singulière « et que l'on n'aurait pas pu prévoir, c'est que les fontes è l'air chaud renferment moins de silicium que les fontes à l'air froid , du moins lorsqu'on emploie la houille ou le coke eoinoie combustible : il parait qu'au dessus d'une certaine température , la chaux et les autres bases exercent sur la silice une action puissante qui s'oppose à sa réduction. La différence la plus notable que l'on observe entre Içs fontes à l'air chaud et lesfonles à l'air froid^ consiste dans la proportion du carbone , qui est généralen:ent moindre dans les premières que dans les secondes ; et aussi en ce que la plus grande partie de ce carbone y est à l'étntde graphite et noix en combinaison , circonstances qui tendent à rendre les fontes à l'air ehaud plus propres au moulage, et même souvent plus difficiles à afUuer que les fontes à Tair froid.

PHOSPHORKES. 99

J'ai analysé des footes et quelques produits des usines de Calder et des usines de la Clyde, près Glascow, niarcbant à Tair chaud , produits qui ont été recueillis sur les lieux, il y a quelques années, par M. ringénieur Dufrénoy. Voici te résultat de ces analyses.

Usine de Calder, Le minerai le plus riche de tous ceux que l'on emploie dans l'usine de Calder , est un fer carbonate qui forme des couches continues alternant avec des schistes dans le terrain houiller. Il présente des bandes nuancées de couleurs différentes dues a un mélange de matière houilleuse. Il contient :

Protoxide de fer . 0,494 Carbonate de fer ... . 0.800

Magnésie 0,040 — de magnésie. 0,081

Acide carbonique. 0,352 Argile 0,018

Argile 0,018 Houille 0,096

Houille. ..... 0.096 g 995

ÎOs'- minerai cm . r:: Minerai calciné et grille. 6^,10

\ ,34 argile calcinée I ,84

0^60 carbonale de chaux = chaux 0 ,84

Ont donné à Fessai

K.-.;::r:Ph-'--- if^

Fondant ajouté. ... 1 ,68 Oxigène. . 1 ,71 Matière vitrifiable. . 0,56 == 0,0&6

La fonte était tfuitée , douce et demi- ductile. La scorie était vitreuse et d*un jaune- verdâtre.

La fonte n® 1 , c'est-à-dire de première qualité et employée pour le moulage est très-grise et à petites lamelles brillantes. La fonte n* 4, c'est-à-dire celle qui est de la moindre qualité « et qu*on livre aux usines da Newcastle pour la fabrication du fer, est blanche, cristalline et trèscassante. Ces fontes contiennent :

Ponto ao 1. Ponle no 4.

Carbone libre. . . . 0,OUO — 0,OORO

Carbone combiné . . 0,0120 — 0,0190

Silicium 0,0188 - 0,0120

Soufre 0.0038 - 0,0140

Phosphore 0,0089 - 0,0120

Manganéie 0,0080 — 0,0038

Laitier 0,0100 — 0,0000

Les laitiers , qui accompagnaient ce» fontes , contenaient:

Fonte no 1. Ponte do 4.

Silice 0,869 0,S36

Chaox 0,322 0,S4i

Magnésie O.ldl 0,1 2S

Uxide de manganèse. 0,024 0,011

Alumine 0,186 0,1 7i

Soufre 0,010 0,010

Le premier est compacle , à cassure inégale, presque malte, couleur purée de pois et opaque , non cristallisé; le second est compacte , à cassure inégale , presqu*unie , matte , d*un gris très-pâle tirant sur le yerdâtre , et présente quelques indices de cristaux dans les cavités.

On exploite, dans le terrain houiller de Calder, une couche puissante d'une argilo que Ton dit être très-réfraclaire. Cette argile est schisteuse^ d*un gris pins ou moins foncé , et présente beaucoup d'empreintes végétales; elle est composée de :

Alumine 0,196

Oxidedefer. . . . 0,051

Houille et eau. . . . 0,200

Lorsqu'on la calcine en vase clos , elle reste mélangée de 0,04 à 0,05 de coke , ce qui probablement l'empêche de se déformer quand elle se trouve assez fortement échauffée pour se ramollir. Sa formule est probablement AS^ -j- Aq,

Usine de la Clyde, On exploite aussi auprès de la Cljde un banc régulier de fer carbonate qui se trouve au dessus de la couche de houille. Ce minerai présente des bandes de couleurs différentes. Comme il est très-bitumineux, de même que le précédent , il en coûte peu pour le griller; il est composé de :

Protoxide de fer. . . . 0,492

Protoxide de manganèse . 0,004

Chaux 0,005

Magnésie 0,049

Acide carbonique. . . . 0^364

Argile 0,006

Matière houillcuse. . . . 0,080

PHOSPHORBBS. .'U

Carbonate de fer. . . . 0,798

— de manganèse . 0,006

— de magnésie. . 0,100

Argile 0,006

Matière houilleuse . . . 0,080

\0s minerai cru = minerai calciné et grillé. . 6^,00

2 quartz 2,00

â carbonate de chaux = chaux . . . . 1,12

Ont donné à lessai :

Fonte. . .

Scorie . .

Fondants ajoutés. .

Matières vitrifiables.

La fonte était blanche , un peu crislalline, et ne s*aplatissait pas sous le marteau. La scorie était vitreuse » transparente ^ et légèrement bleuâtre.

On obtient h la Clyde quatre espèces de fontes qui sont désignées par les n°« 1 , 2 , S et 4 ; elles contiennent :

no I. D» 2. n<'3. n» 4.