MACHINES SOUFFLANTES

fixée clans un vaste l'éservoir d'eau q. Le réservoir est plein jusqu'au niveau n lorsque la machine est en repos ; mais lorsqu'elle commence à fonctionner , l'air qui est refoulé par les pistons jusque dans la cloche, à travers l'ajutage 3, fait baisser le niveau de l'eau dans la cloche, tandis que celui du réservoir monte en m. La différence des niveaux m et /^ s'apprécie au moyen d'un flotteur, composé d'une boule de cuivre creuse, surmontée d'une tige de fer portant un index mesurant sur une échelle graduée, tracée sur l'un des montans de la machine. Par ce moyen , la force du courant d'air devient constante; il est porté au fourneau par le tuyau [\ ; mais il ne remédie pas au frottement des pistons.

La figure 262 est la machine soufflante hydraulique, ou cloche flottante.

a cloche de fonte ou de bois , qu'on élève ou qu'on abaisse par la tige /? , qui communique avec un moteur quelconque, soit une roue hydraulique, soit une machine à vapeur: cccc., réservoir plein d'eau, dans lequel est suspendue la cloche rt, qui s'y meut verticalement ; d ^ clapet qui cède à la pression de l'atmosphère, et permet à l'air d'entrer et de remplir la cloche quand elle est soulevée : c'est dans cette position qu'elle est représentée dans la figure ; e , partie d'un piston par lequel l'air est refoulé dans le cylindre régulateur, figure 261 , n" 5, lorsque la cloche descend, et par conséquent que le clapet d est fermé, f soupape qui empêche le retour de l'air dans la cloche, dans son mouvement ascensionnel : gggg-, galets qui guident la cloche dans ses mouvemens et conservent sa perpendicularité.

On dirige ordinairement, sur le feu même , le vent de ces machines, aussi bien que celui des soufflets.

ll\ DU PLOMB.

Mais, dans quelques cas, on le dirige en même temps sur la matière soumise à l'action du feu. Souvent aussi le courant ne doit être dirigé que sur la matière , comme dans l'affinage du cuivre et de l'argent.

L'air qui provient de la cloche se trouvant saturé d'eau, et cette humidité pouvant être nuisible à certaines opérations, tous ces régulateurs ont été abandonnés , et on en est revenu aux pistons sans réservoir.

Le plomb est le plus commun de tous les métaux : on le trouve , à l'état naturel , combiné ordinairement avec le soufre, dont on se débarrasse par divers traitemens qu'on fait subir au minerai.

Le plomb d'œuvre ( raw lead ) est celui qu'on obtient par la fonte du minerai; il est impur, et il faut l'affiner pour le rendre marchand.

Le plomb neuf marchand ( saleable new lead), s'obtient aussi par la fonte; il ne contient pas une quantité d'argent suffisante, pour qu'il soit avantageux de l'extraire.

Le plomb à travailler, plomb d'œuvre riche (workable lead ) , contient assez d'argent pour payer son extraction.

Le plomb affiné (refined), est celui qu'on réduit de la litharge la plus pure qu'on a obtenue dans l'extraction de l'argent : la litharge qui contient beaucoup de cuivre est rejetée.

Le vieux plomb (old lead) s'obtient par la fonte des vieux réservoirs, des couvertures de bâtimens, de vieux instrumens, etc.; la soudure y a introduit un

peu d'étain ; il fond à une température moins élevée que le plomb neuf (new lead).

Il est des minerais de plomb qu'on n'exploite que pour ce métal. On le coupelle ensuite, s'il contient assez d'argent pour que l'extraction en soit avantageuse ; la litharge qu'on obtient est ensuite réduite lorsqu'elle est pure. D'autres minerais contiennent , outre l'argent, une assez grande quantité de cuivre. On soumet ces minerais à une longue série d'opérations pour séparer les trois métaux.

La fonte des minerais de plomb les plus purs s'exécute mieux dans les fourneaux à réverbère.

La figure 26!:^ représente le plan, sur la ligne rs de la figure 264 et 265, du fourneau à réverbère dont on se sert à Poullaouen en France; la construction, dit M. Héron de Villefosse, en est considérée comme supérieure à celle de tous les fourneaux qu'on a jusqu'ici employés au même usage. La figure 264 est une section verticale prise sur la W^negm de la figure 263, ou bl de la figure 265. La figure 265 est la section verticale, selon la ligne yt>^, de la figure 263.

a cbauffe du fourneau, avec la porte et la grille; b sole d'argile bien battue ; c porte par laquelle on vide le fourneau; def iroh portes par lesquelles on charge le fourneau et on agite la matière. La porte mitoyenne e sert à la coulée; le métal en fusion se rend dans le bassin g^ préparé à le recevoir, h pont de la cîhauffe, par-dessous lequel passe la flamme pour se rendre dans la cbeminée ik^ dont l'élévation est d'environ trente-cinq pieds. La partie k de la cheminée est inclinée, elle n'est couverte que de pierres détachées; de sorte qu'il suffit de les déplacer pour extraire toutes les matières sublimées qui se sont entassées dans ce passage. / voûte ménagée sous la sole du fourneau.

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pour donner passage à l'hinnidité. m escalier par lequel les ouvriers descendent dans le cendrier o. n est la coulée par laquelle le métal fondu, sortant de e, se rend dans le bassin g.

Les minerais qu'on fond dans ce fourneau sont un mélange des schlichsde Poullaouen et de ceux de Huel- Goet, Le minerai de Poullaouen contient, sur loo livres, 64 livres de plomb, et trois quarts d'once d'argent; celui de Huel-Goet, 5g livres de plomb, et deux onces un quart d'argent. Le mélange contient 61 livres .89 de plomb par quintal.

On jette sur la sole clu fourneau vingt-six quintaux de minerai ainsi mélangé; on le grille pendant six heures avec un feu de fagots et de billettes. On augmente ensuite le feu; on jette du charbon de bois sur le minerai par les ouvertures d et/\ et le maître fondeur, qui se tient en e , y jette de la chaux vive, qui se transforme en sulfate de chaux et empêche le métal en fusion de s'échapper. Au bout d'une heure et demie environ, il fait la percée en /z, et le métal se rend dans le bassin g, oii l'on jette de la sciure de bois et de la résine, pour désoxigéner les parties du métal qui auraient pu échapper à l'action du feu. A chaque heure, on perce le mur de sulfate de chaux; de sorte qu'on fait huit ou neuf percées pendant la durée d'une fonte. Le métal fondu est porté du bassin g dans des moules. L'opération terminée, on enlève les crasses par la porte c, et on répare la sole du fourneau pour une nouvelle charge.

On coupelle le plomb qu'on obtient ainsi dans un fourneau à réverbère. La litharge pure produite par la coupellation est réduite dans un fourneau semblable au premier, au moyen de cbarbon de bois qu'on y ajoute pendant l'opération. On se sert, comme dans la pre-

iiiière fonte, de la chaux vive pour retenir le métal fondu dans le fourneau, dans lequel on en introduit ■y 5 quintaux à la fois. Le produit de cette fonte est le plomb marchand; on obtient aussi quelques crasses, qu'on met à part pour les fondre ensuite sur un lit de poussier de charbon de bois.

Les crasses, et la sole brisée du fourneau dans lequel s'est faite la première opération; la litharge, qui contient de l'argent; l'écume et la sole de coupellation , et les cadmies ou suies condensées recueillies dans la cheminée , sont toutes mélangées et livrées ensemble à une refonte dans un fourneau à manche. Le résultat de cette fusion est un plomb d'œuvre souvent si impur, qu'on est obligé de le refondre sur un lit de brasque ou charbon de bois en poussier, et de l'écumer. Les laitiers, qui contiennent 8 pour 100 de métal, une scorie assez riche qui se rassemble au fond du bassin de réception supérieure, et des crasses noires, sont mélangés avec les autres crasses, et fondus dans un fourneau à courant d'air forcé.

Dans toutes ces opérations, pour obtenir 100 quintaux de plomb marchand, il faut employer 2276 pieds cubes de billettes de hêtre et de chêne, principalement de hêtre; 0.^35 pieds cubes de menu bois et fagots de bouleau, et 3g quintaux de charbon de hêtre et de chêne.

La figure 266 est une coupe verticale du fourneau employé à Freybei'g, en Saxe, pour le traitement des minerais d'argent, de plomb et de cuivre. Figure 267, plan du même fourneau, pris au niveau n. j. dans la figure 266. au niveau du soi de l'escalier; cde canaux, pour l'évaporation de l'humidité : ils sont disposés eu croix, et aboutissent à l'air en e. y'couche de lai-

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tiers tassés sur les dalles de gneiss qui couvrent les canaux c de.

ghi couches d'argile bien battue, sur lesquelles est appliquée une brasque A/^, le tout formant la sole du fourneau; Al rigole pratiquée dans cette brasque, et aboutissant au bassin de réception k. m cuve du fourneau, élevée de huit pieds et ouverte au sommet; nz tuyère par laquelle, à Freyberg, le vent de deux soufflets est amené dans le fourneau ; o degrés par lesquels les ouvriers montent pour charger le fourneau ; p bouche du fourneau, surmontée, d'un coté, d'un arceau y; q mur antérieur, sous lequel coulent les matières fondues pour se rendre en A; ru arceau qui supporte l'escalier o, et sous lequel se trouve le plan incliné ^, par lequel s'échappent les laitiers du bassin k; X bassin inféi'ieur, qui reçoit le métal en fusion quand on fait la percée du bassin k.

Voici quel est l'ensemble des opérations auxquelles donne lieu la fonte du minerai de plomb à Freyberg.

1° Travail de la matte de plomb, ou première fusion d'un schlich d'argent très-pauvre, auquel on ajoute quelquefois des pyrites de fer, s'il n'en contient pas une portion suffisante. On grille ensuite cette matte.

Ce schlich ne contient qu'un lot 6 (demi-once) d'argent par quintal de i lo livres.

2° Travail du plomb , ou fusion d'un schlich de plomb, contenant 28 ou 3o livres de ce métal, 6 onces d'argent, et un peu de cuivre par quintal. Le minerai lavé est ensuite grillé dans un fourneau à réverbère, et soumis à la fusion avec la matte grillée du n'* i , l ecume et autres produits des coupellations, et du plomb d'œuvre pauvre en argent. Les produits de cette fusion

nu PLOMB. 29

principale sont du plomb de coupelle ou contenant de l'argent, et des niattes pour le grillage.

^° Fusion de la matte de plomb grillée avec d'autres produits plombifères. L'argent se concentre dans le plomb d'œuvre : on obtient un plomb plus riche encore que le précédent, et une matte de cuivre que quelquefois on refond avant de la soumettre au gril-

4" Fusion de la matte de cuivre de l'opération cidessus, pour obtenir le cuivre noir argentifère, qu'on affine ensuite.

Toutes les opérations ci-dessus se font dans le fourneau que nous venons de décrire; mais le plomb est soumis à la coupellation dans un fourneau à réverbère, et la litbarge réduite dans un fourneau à courant d'air forcé.

Le traitement de la litbarge pour la convertir en plomb marchand est fort simple. Fig. 268 est la coupe, suivant o v de la fig. 26() , d'un fourneau qu'on emploie ordinairement; fig. l'jo autre section selon gh, fig. 268, et selon ^/', fig. 269. On a aussi employé ce fourneau à la fonte des scblicbs de plomb, et on l'a trouvé plus convenable que des fourneaux plus élevés.

ad niveau de l'atelier; n murs du fourneau hauts d'environ deux pieds , consolidés par des liens de fer ; y pièces de fonte formant l'intérieur de trois cotés de fourneau ; q tuyère par laquelle on donne le vent ; /■ plaque de fonte inclinée et formant la sole du fourneau, dans laquelle deux rigoles sont pratiquées pour donner passage au métal fondu; ov degrés par lesquels les ouvriers peuvent monter pour charger le fourneau ; u bassin en fonte de fer placé sur un réchaud pour recevoir le métal qui s'écoule.

Dans quelqu(>s lieux on emploie à la fonte des scblicbs

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de plomb des fourneaux bien plus hauts. Ils sont munis d'une cheminée et d'une chambre , dans laquelle se réunissent les substances volatiles ou cadmies, qu'on garde pour les vendre, et qui n'incommodent plus le voisinage.

La fîg. 271 est l'élévation du fourneau de cette espèce en usage dans les principales usines du Hartz; la chauffe a 18 pieds de haut. Fig. 272, coupe verticale du fourneau; fîg. 278, coupe horizontale au niveau de la tuyère; fig. 274, autre coupe horizontale prise au niveau ^g, fig. 272 ; fig. 275, section transversale.

a h sole du fourneau garni d'une brasque. La partie supérieure a est composée de deux parties d'argile et d'une de charbon de bois ; la partie inférieure b , d'une partie d'argile et deux de charbon ; c bassin de réception supérieur creusé dans la brasque de même que larigoller/, qui aboutit à ce bassin; e bassin inférieur de réception ; g canaux pour l'humidité ; k conduit par lequel les fumées du plomb qui s'échappent de la partie inféi'ieure du foyer c se rendent dans les chambres de sublimation z, qui se trouvent au sommet du fourneau; ni tuyère par laquelle entre le vent de deux soufflets; p porte de chargement du fourneau; les portes de coté donnent accès dans les chambres de sublimation, et sont ordinairement fermées; t^ fig. 275, plancher supérieur de l'atelier sur lequel on dépose, par couches distinctes, les charges du fourneau; z chambres de sublimation communiquant à leur partie inférieure avec le gueulard et le conduit latéral k ; elles aboutissent à la cheminée, qui a plus de 60 pieds de haut.

On a tenté d'amener dans ces fourneaux le vent de trois et même de sept tuyères ; mais on n'a retiré au-

DU PLOMB. 3l

Clin avantage de cette nouvelle disposition. Le perfectionnement véritable a été de placer la porte de chargement par-derrière le fourneau, afin que les ouvriers fussent moins incommodés par les fumées du ploml) qui en sortent quand on l'ouvre. Une autre amélioration a été de pratiquer une ouverture sur le devant du fourneau , par laquelle le surveillant peut voir s'il s'élève une flamme, ce qui ne doit jamais avoir lieu.

On fond d'abord le minerai lavé avec de la fonte de fer granulée , et l'on obtient ainsi du plomb de coupellation , et une masse composée principalement de sulfure de fer. On enlève cette masse à mesure qu'elle se refroidit , en rondelles ; et celles du bassin inférieur, qui contiennent du plomb uni au cuivre et à l'argent, sont grillées en tas de 2000 quintaux environ.

On passe de nouveau cette matte grillée avec du minerai nouvellement bocardé, ne contenant pas plus de trente pour cent de plomb, avec du fer granulé et toutes les crasses et laitiers qu'il faut utiliser; on répète la fonte et le grillage quatre fois.

La matte obtenue par cette série d'opérations est de nouveau fondue, avec les laitiers de la première opération , dans un fourneau bas, dans lequel elle est transformée en rondelles de cuivre noir, qui sont à leur tour fondues dans un fourneau bas avec environ deux fois leur poids de plomb ou un équivalent en litharge. On moule le produit de cette fonte en grands pains ronds nonmiés pains de liquation ; on les porte dans un fourneau à réverbère, où le plomb en se fondant entraîne l'argent avec lui. Les carcasses ou pains cuivreux, résidus de la dernière opération, sont alors exposes dans un autre fourneau, où on achève, à l'aide

d'une température plus élevée , d'en séparer tout ce qu'ils contiennent encore de plomb argentifère ; le cuivre se trouve ainsi préparé par le raffinage.

On coupelle le plomb qui provient de toutes ces opérations pour en séparer l'argent , et on réduit la litharge obtenue en plomb marchand.

Les minerais de plomb qu'on extrait près de Goslar dans le Hariz, contiennent de la calamine, qu'on ne peut séparer par le lavage , mais dont on sublime le zinc dans un fourneau bas, qui reçoit à cet effet quelques modifications.

La fig. Q.'jS est une coupe du fourneau employé à Ockerhùtte, prise sur la ligne** de la fig. 277, qui en est le plan pris au niveau de la tuyère. Fig. 278, élévation du fourneau.

On construit ordinairement deux de ces fourneaux ensemble, afin que la comparaison des produits de l'un et de l'autre puisse servir d'émulation aux ouvriers. a derrière du foyer qu'on charge de minerai et de gros fragmens de charbon de bois; b devant du foyer chargé de petits fragmens de charbon ; c orifice du fourneau servant de porte de chargement : les ouvriers y montent au moyen d'un échafaudage soutenant un escalier d'environ dix pieds de haut ; d mur antérieur du foyer: on le construit d'ardoises minces liées avec de l'argile , afin que la température n'en puisse être élevée , et que l'oxide de zinc puisse s'y déposer ; e tablette d'ardoise placée au pied du mur antérieur, qui retient le zinc lorsqu'il tombe du mur, et le conduit dans le bassin latéral^, par la rigole y"; h brasque formant la sole du fourneau ; elle est composée d'argile une partie, et de charbon de bois pilé deux parties. Le vent est fourni à cet appareil par les deux soufflets de bois i, qui sont mus par les cames / de l'arbre d'une roue

hydraulique ; une tige / sert à les relever après leur action, au moyen d'un contre-poids de pierres. Le soufflet de gauche i 2, fig. 277, laisse voir les soupapes mm; n montre de quelle manière les cuirs attachés h la partie mobile du soufflet, pressent contre la paroi immobile pour empêcher le vent de s'échapper.

Les minerais qu'on passe dans ce fourneau sont, dans la mine même, séparés en minerais de plomb et minerais de cuivre. Cent parties des minerais de plomb ne contiennent jamais plus de neuf parties de métal, souvent même elles n'en contiennent que trois parties. Le quintal de ce plomb ne produit guère au-delà d'un quart d'once d'argent. Le minerai cuivreux est aussi fort pauvre.

Trente quintaux de minerai de plomb sont d'abord soumis à trois grillages; on le fond ensuite en vingt à vingt-deux heures, avec dix ou douze quintaux, de laitiers de l'usine d'Altenaw, qui sont apportés par le courant de la rivière Ocker. Trois quintaux des anciens laitiers du bas-Hartz, et deux quintaux de litharge impure , de crasses et soles de coupellation. Dans cette opération , qui produit environ quatre quintaux de plomb et une certaine quantité de laitiers, une partie du zinc contenu dans le minerai est réduite et s'attache aux ardoises qui constituent le mur antérieur, d'où elle tombe sur la tablette d'ardoises, et de là, par la rigole, dans le bassin latéral de réception ; mais la plus grande partie du zinc est brûlée aussitôt que réduite , et va se sublimer contre les parois du fourneau. On en recueille environ deux quintaux , au bout de treize fondages qui se font eu douze jours. Le fourneau est alors mis hors feu. Cet oxide de zinc est employé <lans la fabrication du laiton.

La quantité de zinc métallique qu'on obtient par ce

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traitement des minerais est très-variable ; elle n'excède jamais huit livres à chaque fondage.

Dans quelques pays, tels que ceux, de Wedrin , près de Namur, de Bleyberg en Carinthie, et de Bleyberg, prèsdeNamur, où les minerais de plomb ne contiennent pas de cuivre, le mode de traitement est beaucoup plus simple : on se contente de les laver, puis de les tondre dans un fourneau bas.

A Wedrin , le minerai est mélangé avec du fer oxidé brun et des pyrites de fer, qui seules sont soumises au grillage : 3io quintaux de minerai , auxquels on ajoute des scories de fer, s'il est nécessaire, produisent, en 160 heures, 100 quintaux de plomb; on consume dans cette opération 106 quintaux de charbon de bois.

A Bleyberg, près d'Aix-la-Chapelle, on fait des pains de minerai lavé, mélangé avec de la chaux éteinte, dans la proportion de trente quintaux de minerai et de deux quintaux et demi de chaux , et on les fond avec douze quintaux de laitiers, provenant de fourneaux d'affinage de fer : la fusion dure vingt-quatre heures ; elle consume huit quintaux de coke et un quintal de charbon de bois, et produit sept quintaux et demi de plomb.

Dans le Northumberland on grille le minerai dans un fourneau à réverbère ; et , pendant cette opération , il se sublime dans la cheminée une matière blanche, composée de carbonate de plomb et d'oxide d'antimoine, qu'on recueille et qu'on vend pour les usages de la peinture, sous le nom de /iimée de plomb (\ead smoke). On fond le minerai grillé dans un fourneau bas , semblable à celui qui est représenté figure 9.68 ; on y ajoute de la chaux vive : le charbon de terre est le combustible qu'on y emploie.

Le traitement des minerais de plomb a subi , depuis quelques années, des modifications que l'auteur anglais

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n'a pas signalées, et parmi les({uelles la plus importante est la substitution du coke au charbon de bois dans les fonderies de Freyberg ; nous croyons devoir remplir cette lacune par un extrait du mémoire de M. Auguste Perdonnet, Annales des Mines, t. II, 5*^ liv. 1827, sur les expériences qui ont eu lieu à cet égard.

La nécessité de ménager les forêts de la Saxe, et d'utiliser ses mines de houille, a conduit à essayer de substituer le coke au charbon de bois, pour le travail du plomb et de l'argent, dans les fonderies de Freyberg. Les expériences ont été commencées et conduites avec activité sous l'administration de M. le baron de Herder, directeur général des mines et usines de la Saxe. Les résultats que nous allons présenter ont été extraits des archives de la direction générale , que M. de Herder à bien voulu mettre à notre disposition nvec une extrême con)plaisance.