DU CUIVRE

On vend ce métal sous diverses formes et diverses dénominations : tels sont le cuivre en pains (in cakes), en grenaille (bean sliot), en plumes (feathered shot), et cuivre du Japon ( Japan copper).

On reconnaît la bonne qualité du cuivre par la propriété qu'il possède de s'allier avec l'argent sans perdre de sa malléabilité. Le cuivre de Suède est celui qui possède cette propriété au plus baut degré ; mais il est à présent un peu déprécié depuis que les Danois ou plutôt ies Norvégiens ont imité la marque des cuivres suédois , et qu'ils l'ont apposée sur des cuivres de qualités inférieures.

Les potiers et les fabricans de plaqué de Birmingbam et des environs recherchent les pièces de monnaie de cuivre de la reine Anne et de Georges V^ et Georges II, et les paient double de la valeur nominale. D'après la couleur que ces pièces ont acquise et le poli de leur impression presque effacée, on pense qu'elles ont été fabriquées avec du cuivré de Suède. Le cuivre anglais est d'une qualité bien inférieure , et ne montre jamais de marques semblables.

Les minerais de cuivre étranger sont ordinairement grillés en tas , puis fondus au milieu du charbon dans des fourneaux à courant d'air forcé, de différentes hauteurs. Quand le minerai est amené à l'état de cuivre noir, on l'allie avec une grande proportion de plomb, on fait ressuer la plus grande partie de ce plomb pour enlever le peu d'or et d'argent que le cuivre peut contenir, et on expose les pains ainsi ressués à une légère

CUIV«E ÉTRANGKR. 6l

coupellation dans un fourneau à réverbère , pour enlever le reste du plomb qui y est contenu. On voit que le traitement est , connne il arrive presque toujours , beaucoup plus compliqué qu'en Angleterre, et qu'il dure plusieurs mois ; mais, en revanche, ce travail est payé par l'extraction de tous les métaux (excepté le fer ) que le minerai contient.

On est daris l'usage de soumettre à trois essais chaque lot de minerai aussitôt qu'on l'amène : le premier essai est fait par l'essayeur des propriétaires des mines, le deuxième par celui de l'usine, le troisième par celui des ouvriers. On mélange le minerai en proportions telles que tous les lits de fusion forment un mélange de richesse uniforme. On sait d'avance, de cette manière, que chaque fondage doit produire la même quantité de métal ; on essaie de la même manière et dans le même but les laitiers.

Dans le pays de Hesse on se sert, pour fondre le schiste cuivreux, de hauts fourneaux, dans lesquels la combustion est alimentée par un soufflet. Ces fourneaux ont deux bassins de réception qu'on emploie alternativement ; le fond du foyer est recouvert d'une brasque; la cuve a environ 18 pieds de haut.

On grille d'abord le schiste cuivreux en tas d'environ 4080 quintaux, ou 924 pieds cubes; on y emploie des fagots de branchages.

On charge le fourneau d'heure en heure, de sorte que i53 quintaux de minerai grillé, et 5'22 pieds cubes ou 62 quintaux de charbon de bois de hêtre et de chêne, passent au fourneau en vingt-quatre heures. Au bout de douze heures, on bouche l'œif du fourneau qui correspond au bassin qui est plein de matte de cuivre, et on ouvre l'autre. Le produit ordinaire de vuigt- quatre heures est de 7 à 9 quintaux de matte

6a CUIVRE KTRA.ÎVGRR.

de cuivre et une certaine quantité de laitiers mêlés de matte, qu'on rejette dans le fourneau.

La matte de cuivre est soumise au grillage, en dix feux successifs, dans des fours qui contiennent 260 quintaux. D'après M. Héron de Villefosse, on consomme, dans cette opération ,420 fagots de branchages, 5^5 pieds cubes de bois de hêtre, et 210 pieds cubes de charbon du même bois. On fond encore la matte grillée dans un fourneau bas, dit à manche, dont la hauteur n'est que de sept pieds : 46 quintaux de matte grillée, avec 9 quintaux des laitiers provenant du premier fondage et 26 quintaux de charbon de bois de hêtre, donnent 16 quintaux de cuivre noir et 5 quintaux - d'une nouvelle matte , qu'on refond. On affine le cuivre noir sur un petit foyer, que nous décrirons plus tard.

Pour obtenir 100 quintaux de cuivre marchand dit rosette, il faut 6712 quintaux de schiste; et on consomme, pendant l'opération, 345 1 quintaux de charbon de bois de chêne et de hêtre, ou 28674 pieds cubes, et en outre une quantité considérable de bois, pour le grillage de la matte de cuivre.

La fis. 285 est la section verticale des fourneaux dont l'usage s'est dernièrement introduit, à Falhun en Suède, pour la fonte des minerais de cuivre. La fig. 286 en est le plan, au niveau des trois tuyères a a a, qui forment la particularité principale de sa construction. Deux soufflets ordinaires, en bois, sont placés derrière le fourneau, et de manière à envoyer, par un tuyau de conduite en bois, l'air aux trois buses ajustées sur les tuyères.

On charge ce fourneau par une ouverture ^c, qui se trouve sur le coté, et à laquelle on arrive par quelques degrés, d phiques de tôle (sheetiron) disposées

CUIVP.E ÉTRANGER. 63

dans la cheminée, afin d'arrêter les étincelles qui pourraient s'élever du fourneau et mettre le feu aux batimens voisins. On adopte en Suède, dans tous les ateliers métallurgiques, une précaution semblable, nécessitée par les batimens d'exploitation , qui sont tous construits en bois, e bassin de réceplion.

M. Héron de Villefosse, à qui l'auteur anglais a emprunté la description précédente et celle qui va suivre, assure, d'après M. Hausmann, que ces fourneaux présentent, sur les fourneaux ordinaires, l'avantage de consumer moins de charbon et de rendre une

plus grande quantité de métal. En 1807 il y en avait déjà deux d'établis. On se proposait d'établir bientôt d'autres fourneaux semblables.

Dans le Hartz, aussitôt que tout l'argent est extrait par le ressuage des pains de liquation , on affine le cuivre sur vm petit foyer de forge.

La fig. 287 est l'élévation antérieure de ce foyer; 288 plan au niveau de la tuyère, et 289 section verticale selon la ligne xx de la fig. 288.

a bassin d'affinage, garni d'une brasque de deux parties d'argile et d'une partie de poussier de charbon de bois. D'un côté de ce bassin est une rigole inclinée ^, par laquelle s'écoulent les laitiers, c arcade ménagée sous le bassin d'affinage; «^canaux pour l'évaporation de l'humidité. La tuyère se trouve en e.

Pour affiner le cuivre sur ce foyer, on le fond au milieu du charbon de bois. La tuyère, étant inclinée en avant, chasse l'air sur La surface du bain, tient le métal en fusion en une agitation continuelle, et aide à l'oxldation et à la vitrification des impuretés, et à la formation des laitiers, qui ne tardent pas à s'écouler par la rigole qui leur est réservée.

A Altenau et à Andreasberg , on affine en deux à

trois heures et demie, selon sa pureté, un quintal et demi de cuivre noir provenant du ressuage des pains. On obtient ainsi un quintal et un quart de cuivre rosette. Un quintal trois quarts de charbon de bois résineux est nécessaire pour cette opération.

Plus le cuivre noir est pur, plus on peut en affiner à la fois ; mais, dans les usines du Hartz, on n'a jamais essayé d'en affiner plus de 3 quintaux. Dans les établissemens métallurgiques de Russie, on en affine quelquefois jusqu'à 8 quintaux. I/opération dure six heures, et consume 3 quintaux un quart de charbon de bois résineux. On y emploie même des foyers assez grands pour affiner 33 quintaux de cuivre qu'on fait couler dans le bassin, en faisant plusieurs fois la percée du fourneau.

Dans le Hartz, dans le Mansfeld prussien et saxon, et en Hongrie, on transforme la matte de cuivre arsenical en cuivre noir , et on affine celui-ci dans un fourneau k réverbère, semblable à celui qui sert à la coupellation.

Dans ces fourneaux, on brûle le combustible sur une grille au-dessous de laquelle se trouve un cendrier très-profond. Le foyer est recouvert d'une arche contiguë au réverbère du fourneau. Il s'y trouve une porte qui sert au chargement, et une autre par laquelle on retire les laitiers qui surnagent le métal en fusion. On perce alternativement, pour faire écouler le métal fondu dans l'un ou l'autre des deux bassins de réception , les deux œils qui sont ménagés dans la sole du réverbère. Les bassins sont couverts d'une brasque. Il s'y trouve encore deux ouvertures, par lesquelles on introduit dans le réverbère le vent de deux soufflets. La sole du réverbère est composée, j^d'un lit de laitiers, 2° d'un lit d'argile, 3° d'une couche de brasque.

A l'usine de Rammelsbei g , clans le Hartz , la matte de cuivre arsenicale obtenue par le fondage de quelques laitiers est de nouveau fondue dans un fourneau du genre de celui dont la description précède, et exposée au vent des soufflets , qui en chassent l'arsenic et accélèrent la purification du cuivre. La sole est garnie d'une brasque de deux parties d'argile contre trois de charbon de bois. On y place 3o quintaux de la matte arsenicale; on y allume un feu de bois vif; on tient ce feu pendant quatorze à quinze heures; on fait écoider le métal dans un des bassins. Le résultat de cette opération consiste en i o à \i quintaux de cuivre noir. On prépare de nouveau la sole du fourneau, et, au bout de quatre heures, temps nécessaire à cette réparation , on peut mettre en feu de nouveau.

On affine le cuivre noir de l'opération précédente dans un pareil fourneau, pour en obtenir du cuivre rosette. On en expose 27 quintaux à la fois au feu du fourneau; l'opération dure douze à quatorze heures, et produit 20 à 23 quintaux de cuivre rosette (i).

Il faut que la sole soit réparée très-soigneusement et séchée. Aussi ne peut-on remettre en feu que six heures • après la première opération.

On emploie les mêmes fourneaux à Andreasberg pour fondre les mattes qui sont fortement chargées d'arsenic, et pour obtenir des mattes plus pures et du plomb convenable pour la coupellation.

On a taché en France de perfectionner la construction de ces fourneaux d'affinage.

La fig. 290 est le plan du fourneau employé dans le

(i) Ce nom lui vient de l'aspect que prennent les plaques, que Ton enlève du bain les unes après les autres en projetant de feau froide à sa surface.

in. 5

6G CUIVRE ÉTP.ANGI'R.

Lyonnais pour l'affinage du cuivre; 291 et 292 sont des sections verticales, la première selon zz^ la seconde selon )'-j-.

Ce fourneau d'affinage est à réverbère et ressemble beaucoup aux fourneaux de réverbère du Hartz, si ce n'est qu'il est muni d'une liante cheminée, a cendrier par où le fourneau prend le tirage; b foyer et grille; c sole sur laquelle on fond le cuivre. La partie inférieure d est formée de couches de laitiers de différentes grosseurs , et la partie supérieure e est une brasque. y canaux d'évaporation pour l'humidité; g bassins de réception , dans lesquels on coule le métal quand il est suffisamment affiné; h h deux soufflets dont le vent est dirigé sur la surface du bain de métal fondu ; i ouverture par laquelle on agite le métal sur la sole , et on retire les laitiers qui le surnagent avec un ringard, k ouvertures dans la chambre ; elles sont fermées pendant l'opération; on les ouvre pour laisser couler le cuivre dans les bassins de réception g. l cheminée du fourneau.

On place le cuivre qu'on veut soumettre à l'affinage sur la sole, qu'on a eu soin d'abord de recouvrir d'une couche de paille, pour qu'elle ne souffre pas des blocs qu'on y pose. La sole du fourneau que représente la figure est assez grande pour qu'on y puisse affiner 2,5oo myriagrammes (55o quintaux) à la fois. Lorsque le cuivre est en fusion, on dirige sur la surface du bain le vent des deux soufflets pendant deux heures, et on enlève les laitiers à mesure (ju'ils se forment. Quand on juge que l'affinage est amené au point convenable, on ouvre un des œils du fourneau, et on fait couler le métal dans le bassin qui y correspond. Aussitôt que la surface du cuivre qui est dans le bassin est refroidie, on y jelte un peu d'eau, et on enlève la

croûtée ; on répète cette opération jusqu'à ce qu'on ait enlevé tout le métal en croûtes.

Il faut prendre le plus grand soin de ne pas jeter l'eau avant que toute la surface du bain ne soit refroidie et prise en masse; car si quelques gouttes se faisaient un passage dans la masse fluide, il en résulterait une explosion.

Les minerais de cuivre qu'on exploite dans les établissemens du sud du pays de Galles proviennent, pour la plus grande partie, des mines de Cornouailles et de Devon. Ils consistent principalement en minerai de cuivre jaune ou pyrites de cuivre, et en sulfure de cuivre gris. On peut évaluer leur contenance en métal à 8 { pour 100 de minerai.

Les minerais sont envoyés du Cornouailles dans les environs des mines de houille du pays de Galles, pour y être fondus.

Les procédés sont, comme il est ordinaire en Angleterre, très-peu convenables ou économiques; on y fait brûler le soufre sans le recueillir, et le traitement ultérieur du minerai ne consiste qu'en fusions et calcinations alternatives ; de sorte que le cuivre qu'on obtient est dur et cassant. Les fourneaux qu'on y emploie sont des fourneaux à réverbère, et la construction n'en diffère pas de ceux du continent. Les fourneaux de calci nation sont munis de quatre portes, deux de chaque coté, par lesquelles on agite le minerai et on le retire. Ils ont ordinairement 17 à 19 pieds de long, depuis le pont jusqu'.'i la cheminée, et i/j à 16 de large; le foyer a 4 pieds ^ à 5 pieds d'ouverture , et 3 pieds de profondeur.

Les fourneaux de fusion sont de dimensions beau-

coup plus petites que ceux de calcinatiou ; ils n'excèdent pas II à I I pieds -^ de long sur y -^ ou 8 pieds de large, à l'endroit oili ils le sont le plus. Le foyer est plus grand, eu proportion du reste du fourneau, que dans les fourneaux de calcination; il est en général large de 3 pieds à 3 pieds ^, et profond de 3 -^ ^ 4- Ces fourneaux n'ont qu'une porte, qui se trouve sur le devant.

La charge d'un fourneau de calcination consiste ordinairement en 3 tons à 3 tons ^ de minerai. On la distribue également sur le fond du foyer, qui est fait de briques réfractaires ou de tuiles carrées. On augmente le feu petit à petit, de n)anière cependant que, vers la fin de l'opération, qui dure douze heures, la température se trouve telle, que le minerai ne fonde pas ni ne s'agglomère. On retire ensuite la charge par des trous pratiqués au fond du fourneau, en face de chaque porte; elle reste sous l'arche du fourneau jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment refroidie pour qu'on puisse l'enlever. Alors on arrose le minerai, afin d'empêcher les parties ténues de se séparer du reste delà masse.

Le minerai calciné qui est noir et en poudre est porté aux fonderies; on l'étend siu- la sole du fourneau, on ferme la porte, et on la lute avec soin. On ajoute des laitiers ou scories provenant delà fusion du métal sulfuré.

Lorsque le fourneau est chargé, on allume le feu, et on amène les substances en fusion. On agite souvent la masse liquide; lorsque la fusion est parfaite, le fondeur enlève, par la porte de devant, les laitiers provenant des matières terreuses contenues dans le minerai et les oxides métalliques qui peuvent s'être formés, et qui viennent flotter à la surface du bain. Quand le métal, ainsi fondu, est bien débarrassé des matières étrangères, le fondeur v fait jeter ime seconde

CUIVRE AJNGLAIS. Gg

charge de minerai, et répète les mêmes opérations; il continue ainsi jusqu'à ce que le métal contenu dans le bassin s'élève jusqu'à la porte, sans cependant y passer. On y arrive ordinairement avec trois charges de minerai. Il fait alors la percée dans le côté du fourneau, et le métal se rend dans un réservoir plein d'eau; on l'obtient ainsi en grenaille.

Les laitiers sont coulés dans le sable; on brise les blocs, et on refond toutes les parties qui paraissent contenir encore du métal. Le cuivre que ces laitiers contiennent est ordinairement vers !a partie inférieure, à moins qu'ils ne soient très-compactes. On rejette ceux qui n'en contiennent pas. Lorsque les minerais sont difficiles à fondre, on ajoute au lit de fusion du spath-fluor.

On procède à la calcination de la matte brute, produit de la première fusion, de la même manière qu'à la calcination du minerai. On agite toute la masse trèssouvent, et on la laisse au feu vingt-quatre heures, afin d'oxider le fer qu'elle contient. On fond cette matte calcinée avec des laitiers provenant des dernières opérations, qui contiennent de l'oxide de cuivre; on y ajoute les fragmens de la sole des fourneaux, imprégnés de métal. Les proportions de ces additions varient selon la quantité et la qualité du métal calciné.

Les laitiers qu'on enlève dans cette opération ont une densité très -grande; ils doivent être à cassure nette, bien homogènes, et ne contenir aucune partie métallique dans le milieu. Ces laitiers sont ensuite fondus avec le minerai, non-seulement afin d'extraire le cuivre qu'ils contiennent, mais encore parce qu'étant principalement composés d'oxide noir de fer, ils sont très-fusibles et agissent comme fondans. Quelquefois ou fond à |)arl , dans un petit fourneau, les laitiers

yo CUIVRE ANGLAIS.

provenant des fourneaux de fusion (métal furnaces), avec une certaine quantité de charbon de terre ou autre ; les laitiers qui résultent de cette opération sont encore plus cassans que les premiers ; ils ont une apparence cristallisée, et souvent on rencontre dans leur intérieur des cristaux bien formés.

Le métal produit par le fourneau de fusion est coulé dans le sable, ou jeté dans Teau ; à l'état de grenaille on le nomme métal fin (fine métal); lorsqu'il est coulé dans le sable on le nomme métal bleu (blue métal), à cause de la couleur de sa surface. On le coule dans l'eau quand il doit être exposé à un grillage ultérieur; son produit en cuivre fin est d'environ 60 pour cent. La calcination du fine métal s'opère de la même manière que celle de la matte brute (coarse métal).

On fond le fine métal calciné ou grillé, de la même manière que le coarse métal; le produit qui en résulte est un cuivre impur (coarse copper), qui contient en métal 80 à 90 pour cent ; on le coule en saumons.

On procède alors au rôtissage ( roasting ) et à l'oxidation du produit précédent. Les saumons sont placés dans le fourneau de manière à être bien exposés à l'action de l'air, et on élève peu à peu la température jusqu'au point de fusion; par ce procédé on enlève toutes les matières volatiles qui sont contenues dans le cuivre, et on oxide le fer et les autres métaux combinés. Le fourneau contient de aS à 3o quintaux. L'opération dure de douze à vingt-quatre heures selon l'état du métal qu'on y soumet; lorsque vers la fin du traitement ce métal est en fusion , on le coule dans le sable. Les saumons de ce produit se recouvrent de boutons noirs; on les nomme saumons de cuivre ampoulé ( blistered copper), cuivre noir. Ces saumons sont poreux à l'intérieur, et ressemblent assez à un

r.LlIVUH ANGLAIS. 'y I

rayon de ruche; cette apparence est due au dégagement du gaz , produit par la chaleur, lorsque le métal en fusion est en contact avec le sable. Dans cet état le cuivre est propre à l'affinage, il est purgé de presque tout le soufre, le fer et les autres matières avec lesquelles il était combiné.

On suit, dans d'autres usines, un mode différent pour amener le cuivre à cet état : il consiste en des grillages successifs qu'on fait subir à la nicitte appelée blue métal ou fine métal ; cette méthode est plus longue et plus fastidieuse.

Le fourneau d'affinage est, dans sa construction, semblable à celui de fusion , mais la sole en est faite en sable et inclinée en avant ; on a soin de pratiquer un bassin dans cette sole, vers le devant du fourneau, afin qu'on puisse facilement enlever le cuivre affiné qui s'y rend. On charge les saumons de hlistered copper par une porte latérale très-grande; la charge ordinaire est de trois à cinq tons. On modère d'abord la chaleur, afin de compléter le grillage des saumons s'il ne l'était pas ; lorsque le tout est en fusion , on enlève les laitiers, et l'affineur prend une petite portion de métal pour essai ; il la brise, et juge par son apparence, par l'apparence du bain, l'état du feu, et d'autres circonstances, s'il est nécessaire de continuer l'opération; il peut encore juger approximativement de la quantité de perches de bois et de charbon qui sera nécessaire pour rendre le cuivre malléable , ou pour l'amener dans l'opération actuelle au point convenable. Dans cet état le cuivre se nomme sec ou aigre (dry); il est cassant, d'une couleur rouge foncé, un peu pourpré, le grain en est large, il présente des rudimens de cristaux.

Dans l'opération suivante nommée toughening pi ocess , on couvre d'abord le bain de charbon de bois,

72 CUIVRE ANGLA.IS,

on plonge ensuite dans le métal en fusion une perche ordinairement de bois de bouleau qu'on y agite, et qui cause en brûlant un vif bouillonnement dans le bain; on continue de cette manière, et à ajouter du charbon de bois sur le bain, jusqu'à ce que l'affineur s'aperçoive, aux essais qu'il prend de temps en temps, que le grain qui se rapproche de plus en plus est assez fin pour que la masse à moitié coupée et rompue présente à l'œil une apparence soyeuse et polie, et qu'elle soit d'un rouge clair. On s'assure de la malléabilité de la manière suivante : on coule une petite quantité du métal en fusion dans un moule de fer, et on le bat à chaud sur une enclume avec un marteau très-pesant ; si le métal est doux sous le marteau, s'il ne se gerce pas sur les bords, on juge que la malléabilité est parfaite, ou, comme le disent les ouvriers, le métal est à sa place ; on le coule alors dans des pots ou moules dont la grandeur diffère selon les usines. La grosseur ordinaire des pains destinés aux usages communs est de douze pouces de large sur dix-huit de long.

Le procédé d'affinage ci-dessus est une opération fort délicate, qui exige de grands soins et une attention soutenue de la part de l'ouvrier, afin de conserver le cuivre dans son état de malléabilité. Il faut toujours que la surface du bain soit couverte de charbon de bois ; sans cette précaution le cuivre redeviendrait aigre pendant qu'on est en train de charger les moules. Cette opération tient en effet assez de temps, puisqu'on laisse refroidir le métal dans le moide, afin de pouvoir en couler une nouvelle quantité sur la première ; si cet effet a lieu , on y remédie en agitant de nouveau le bain avec des perches.

Il faut aussi prendre garde de l'agiter trop longtemps, car on finirait par rendre le métal encore plus

cuivrj: anglais. 78

cassant que lorsqu'il est h Vétat sec; sa couleur prendrait une teinte jaune, et sa fracture deviendrait fibreuse. Lorsque cela arrive, ou, comme le disent les ouvriers en Angleterre , que le métal a été trop loin , et en France, qu'on a forcé en charbon , on enlève le charbon qui recouvre la surface du bain, afin d'exposer le cuivre à l'action de l'air, jusqu'à ce qu'il soit ramené au point convenable.

Lorsque le cuivre est difficile à affiner, on ajoute à la charge du fourneau quelques saumons de plomb. Ce métal en s'oxidant aide à l'oxidation du fer ou des autres métaux qui sont combinés avec le cuivre. Mais comme la moindre partie de plomb qui resterait unie au cuivre empêcherait l'oxide de celui-ci de s'enlever par écaille de dessus les feuilles lorsqu'on les travaille, on doit chercher à l'extraire avec soin. A cet effet on agite le bain fréquemment, afin d'exposer toutes les parties du métal à l'action de l'air.

On coule en grenaille le cuivre qui sert à la fabrication du laiton, afin de multiplier les surfaces et de le combiner plus facilement et plus vile avec le zinc ou la calamine. Pour l'obteiiir sous cette forme, on verse le métal en fusion dans une grande cuiller percée de trous, et placée au-dessus d'un réservoir plein d'eau. Cette eau peut être froide ou chaude. Si elle est chaude, les grains de cuivre prennent une forme sphérique; on les nomme ôean shot. C'est ainsi qu'il est employé dans la fabrication du fil de laiton. Lors^ que l'eau est froide, et qu'on a soin de la renouveler, les grains ont une apparence raboteuse et déchirée; on les noiYwne feat hère cl shot.

On donne encore au cuivre une autre forme, surtout lorsqu'il est destiné à être exporté aux Indes orientales. On le coule en lingots de six pouces , du