Méat moyen

“ Ce qui vient d'être dit s'applique à la production du fer au moyen de la fonte ; mais si le minerai est riche en métal, on procède à son extraction directe comme nous le verrons à la fin de ce paragraphe.
PROPOSITION I. — Dans la méthode comtoise, on met la fonte en contact avec des scories et avec de l'oxyde de fer; l'oxyde cède son oxygène au carbone de la fonte et se convertit en fer ; en même temps, il décarbure la fonte. Le vent de la soufflerie oxyde le silicium qui rentre dans les scories. Le métal ainsi préparé en loupes, est cinglé sous le marteau qui expulse les scories. ”

“ Les métaux tels que le chrome, le tungstène, le ferro-vanadium, etc., obtenus par réduction de l'oxyde au moyen de l'aluminium, contiennent toujours un peu de ce métal, rarement moins de 2 p. 100.
Dans la réduction par le carbone, si le métal est susceptible de dissoudre le carbone ou de se cémenter, notamment par action de l'oxyde de carbone qui prend naissance, on obtient une fonte, c'est-à-dire un alliage du métal et de carbone. ”

“ De tous les minérais connus , que l'on a jugé mériter les frais de fonte, il n'en est aucun qui contienne moins de parties volatiles , comme soufre, arsenic , & autres intermedes qui fervent à unir les métaux avec des substances terreuses , que celui de fer. Cependant il n'est point de métal d'où ces substances terreuses soient plus difficiles à séparer. C'est néanmoins le but où doivent tendre tous les travaux , pour obtenir le meilleur fer & le plus pur. ”

“ Une partie de l’exposition qui nous a le plus aidé à nous rendre raison des obstacles qui s’opposent encore au développement de la mécanique est celle où on a essayé de nous donner une idée de la puissance métallurgique en France. Hélas ! nous manquons de cuivre, de plomb, d’étain, de zinc, et nos exploitations de fer, protégées dans la vue du profit qui pouvait en résulter pour les propriétaires de forêts, ne nous fournissent qu’à un prix exorbitant le plus nécessaire et le plus précieux des métaux. ”

“ CONCRÉTIONS MÉTALLIQUES Les métaux, tels que nous les connaissons et que nous en usons, sont autant l’ouvrage de notre art que le produit de la nature ; tout ce que nous voyons sous la forme de plomb, d’étain, de fer, et même de cuivre, ne ressemble point du tout aux mines dont nous avons tiré ces métaux : leurs minerais sont des espèces de pyrites ; ils sont tous composés de parties métalliques minéralisées, c’est-à-dire altérées par le mélange intime de la substance du feu fixée par les acides. ”

“ Il s'agit alors d'une fusion réductrice.
Le métal ou l'alliage est obtenu à l'état liquide et se sépare de la scorie ou du laitier.
On utilise le four à cuve (haut fourneau, water-jacket) ou assez fréquemment le four à réverbère. Ainsi sont produits la fonte, l'étain, le plomb et l'antimoine.
3e cas : TF < TV < TR.
On produit une ébullition réductrice.
Le métal est produit à l'état de vapeur et l'on se trouve en présence d'un problème très délicat, celui de la condensation, sans oxydation, ou du moins avec minimum d'oxydation.
Le métal en distillant entraîne des impuretés métalliques. ”

“ En suivant les changements que le minerai éprouve sous la main du métallurgiste, jusqu'au moment où il en résulte un métal ou un autre produit métallurgique, nous nous occuperons exclusivement des procédés métallurgiques chimiques. Les métaux, de l'extraction desquels la métallurgie s'occupe, ne sont pas trèsnombreux; les plus importants sont : le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, le plomb, le chrome, l'étain, le bismuth, le zinc, l'antimoine, l'arsenic, le mercure, le platine, l'argent et l'or. ”

“ DÉFINITIONS. — Les métaux qui ont de l'importance, au point de vue des constructions, sont : le fer, le cuivre, le mercure, le plomb, le platine et le zinc. Nous parlons ici des métaux à l'état de corps simple ; d'autres, comme le calcium, ne servent qu'à l'état d'oxyde (chaux) . — Les métaux qui se trouvent à l'état pur ou de corps simple dans la nature, s'appellent métaux à l'état natif. Si le métal est impur on le nomme minerai, la matière minérale est la gangue. ”

“ La plupart sont en combinaison avec l'oxygène, le soufre, le chlore, L'antimoine, l'acide carbonique, etc. Ces composés s'appellent les minerais el les métaux ne peuvent en. être tirés que par des procédés plus ou moins compliqués. Certains métaux sont extrêmement, peu répandus dans l'écorce terrestre; tels sont l'or, le platine, et même l'argent et le mercure. D'autres, tels que le fer, sont beaucoup plus communs. La rareté plus ou moins grande des métaux présente une relation curieuse avec leur poids spécifique; plus le métal est lourd et plus il est rare. ”

“ Tout minérai quelconque , surtout celui de cuivre , produit, avant que de donner son métal, une masse réguline que l'on nomme Matte : c'est un mêlange d'un ou de plusieurs métaux & de parties terreuses , le tout uni ensemble par le soufre ou l'arsenic. Dans la fonte des mines de fer , le fer crud :1 ou le fer de gueuse , représente la masse réguline , nommée Matte, quoiqu'elle en differe pourtant beaucoup par sa dureté & sa ténacité; car je ne connois aucune matte qui ne puisse être totale-
Matte ; ce que c'est
ment pulvérisée. ”

“ M1S, n' M2S + (n — n') M2O + (n — n') SiO 2 = M1 S, n' M2 S + (n — n') Si O3 M2.
On a ainsi d'une part la matte, M1S,n' M2S, qui renferme tout le métal intéressant M1 et une quantité de métal M2 nettement inférieure à celle du minerai initial, et d'autre part la scorie. Tous deux sont obtenus à l'état liquide et séparés par densité.
Bref, on a opéré la concentration du métal M1 dans une quantité de matières relativement faible ; notons de suite que si le minera
sulfuré renferme des métaux précieux, argent, or, platine, etc., ceux-ci se concentrent dans la matte. ”

“ GISEMENT DES MINES DE FER, D'ARGENT ET DE PLOMB, DE CUIVRE, DE MANGANÈSE, D'ANTIMOINE, Le fer, ce métal indispensable à l'industrie comme à l'agriculture, et qui doit être considéré comme le plus précieux de tous, se trouve en grande quantité sur notre territoire, soit en mines proprement dites, soit en minières. Ce métal existe dans soixante-huit départements, mais non pas toujours en quantité suffisante pour pouvoir être utilement exploité ; il manque entièrement dans les terrains tertiaires du bassin de Paris et dans les terrains volcaniques du plateau central ”

“ Quand une lame a passé douze fois sous les cylindres des laminoirs, le métal est écroui, c’est-à-dire qu’il a acquis un degré de densité tel qu’une nouvelle pression le briserait. Alors, pour rendre l’équilibre naturel aux molécules qui le composent, on le met au four afin qu’il y soit recuit. ”

“ Les qualités définies par le règlement sont celles des métaux dont l'emploi peut être considéré comme normal dans la construction des ponts ; mais, notamment en ce qui concerne l'acier, le choix qui en a été fait pour fixer les coefficients usuels, n'est pas un obstacle à l'emploi d'un métal de qualité différente dans le cas où il sera justifié. Dans l'état actuel de la métallurgie, il est possible d'élever jusqu'à 55 kilogrammes la résistance de l'acier avec un allongement de 19 p. ”

“ Elles sont à la base de la préparation de la fonte, de l'étain, de l'aluminium, d'une partie de l'antimoine, d'un peu de cuivre et de la plupart des métaux secondaires : manganèse, chrome, tungstène, etc. De plus un certain nombre de métallurgies, bien que partant de minerais sulfurés, aboutissent au traitement d'oxydes : c'est le cas pour le plomb, le zinc, l'antimoine et le nickel. ”

“ D'autre part, il faut bien remarquer de suite que la température à obtenir peut varier étrangement : le forgeage de certains métaux se fait à froid et ne peut guère se faire qu'à cette température : c'est par exemple le cas du laiton renfermant 67 p. 100 de cuivre et 33 p. 100 de zinc (à moins d'emploi de métaux très purs) . Mais la plupart des produits métallurgiques se laminent ou peuvent être laminés à température plus ou moins élevée : le plomb à 100° ; l'aluminium à 425° ; le cuivre, l'or, l'argent à 800°; le fer, le nickel, le platine à 1 200 et même 1 300°. ”

“ Lorsque les minerais sont très fusibles, et que la puissance du vent est telle que la chaleur dans le fourneau est portée à une haute intensité, le fer descend avec vitesse et n'a pas le temps de se saturer .de carbone. Le peu de carbure formé alors s'unit très intimement au métal pur, et l'affinité qui s'exerce entre eux est tellement forte, que, lors de la coulée , le carbone disséminé dans toute la masse y est fortement retenu et ne peut s'en séparer en refroidissant. ”

“ Voyons maintenant quels sont les minerais des métaux précieux et usuels, quels sont leurs gisements, et par quelques exemples essayons de donner une idée exacte de l'importance qu'a prise chaque métal dans les usages de la vie moderne. Nous devrons laisser de côté la métallurgie, c'est-à-dire la préparation des métaux, pour laquelle la chimie, même la plus savante, n'a pas trop de lumières. ”

“ Quand on produit par oxydation l'affinage d'un métal, les impuretés peuvent donner lieu soit à la production de gaz, notamment d'oxyde de carbone, d'anhydride sulfureux, soit à la production de corps volatils dans les conditions de l'opération (anhydride arsénieux, oxyde antimonieux, oxyde de zinc) , soit enfin des produits liquides, qui, non solubles dans le bain métallique, se séparent, formant des scories, lesquelles surnagent le métal : silicates, arséniates, antimoniates, oxydes tels que la litharge. ”

“ Quand on aura commencé les travaux dans une mine, & que par l'enlèvement des terres, on aura découvert la veine minérale, alors on doit assigner une mesure de terrein : comme les veines de métaux nobles font de différentes especes, tels que l'or, l'argent, le cuivre, l'étain & le plomb, de même que celles des demi-métaux , le mercure, le bismuth, le cobolt, le zinc, la calamine, l'arsenic, l'antimoine & la mine de plomb à crayon ”

“ Et s'il y en a simultanément de diverses natures, les plus lourdes qui sont en même temps les plus basiques (pauvres en silice) et les plus pauvres en oxygène, restent au-dessous des plus légères, au contact du métal, par l'effet de la gravité. Elles contiennent souvent des grains de métal non oxydé, qui augmentent simultanément leur densité, leur basicité et leur pauvreté en oxygène. Dans tous les cas le métal principal y existe abondamment, il a commencé à s'oxyder avec les dernières impuretés, les moins oxydables. ”

“ Dans toutes ces réactions, la proportion relative des divers métaux se trouve modifiée sensiblement par l'altération superficielle et souvent dans un sens favorable aux besoins industriels, parce que les métaux enrichis sont les moins solubles, les moins altérables, qui sont, en même temps, on le sait, les plus denses et les plus recherchés. ”

“ La fabrication d'une pièce de fer ou d'acier com- porte trois actes. On n'extrait pas directement ce métal
de ses minerais : on l'obtient d'abord sous forme d'alliage avec le carbone. Ce produit, qu'on appelle fonte, doit être affiné pour éliminer le carbone, et obtenir des lingots d'acier ou de fer brut. Enfin, ceux-ci subissent une élaboration mécanique qui leur donne leur forme définitive, et qui en même temps modifie leur structure interne, augmente leur résistance et leur malléabilité. ”

“ La pression active la dissolution de l'or, et le mouvement de rotation du cylindre force toutes les parties du minerai de se mettre en contact intime avec le chlore. Ce dernier est comprimé dans le cylindre par un de ses axes, qui est creux. L'agitation continuelle du minerai présente surtout un avantage réel lorsque lorsque l'or renferme une certaine quantité d'argent, car le chlorure d'argent, au fur et à mesure qu'il se forme à la surface
de l'or, est enlevé mécaniquement par le frottement des grains : de minerai les uns contre les autres. ”

“ La fonte sert comme métal et comme minerai, d'où l'on extrait à leur tour le fer et l'acier. — La fonte se détériore dans l'eau de mer. Pour empêcher l'oxydation, il faut la couvrir avec du minium ou du goudron minéral.
PROPOSITION I. — Quand le minerai de fer n'est pas riche en métal, sa réduction a lieu dans les hauts fourneaux. On sépare la gangue par un fondant, qui est le carbonate de chaux si la gangue est argileuse; si elle est calcaire, on prend comme fondant une matière siliceuse. L'oxygène est ensuite enlevé par
le charbon. ”

“ Lorsque le fer a été converti en acier et que celui-ci a subi une certaine préparation qui a resserré ses pores et ses molécules, le métal, ainsi transformé, acquiert des propriétés qu'il n'avait pas auparavant. ”

“ La matte n'est coulée qu'une fois en 24 heures. A ce moment, on laisse les portes du four ouvertes. La petite quantité de scories qui y est encore restée peut ainsi se refroidir, ce qui l'empêchera de s'écouler avec la matte. La coulée terminée, le trou de coulée est bouché avec du sable. Les lingots de matte ont 0m,90 de longueur, 0m,35 de largeur et 0m,10 d'épaisseur au milieu. Cette matte renfermé de 25 à 30 % de cuivre, de 600 à 900 grammes d'or, 18 000 à 30 000 grammes d'argent par tonne, plus du fer, du plomb, du zinc et de l'antimoine. ”

“ On peut amener tout le métal à l'état liquide, le faire couler sur une plaque portée à une température telle que le métal coule, tandis que sur la table, munie d'ailleurs d'obstacles qui diminuent la vitesse de la masse, demeurent certaines impuretés de point de fusion plus élevé : cette méthode permet de séparer une grande partie du fer que contiennent certains étains bruts. ”