Oxyde de fer

“ Nous avons vu que les minerais employés à la fabrication du fer sont ou des oxydes de fer, c'est-à-dire des corps formés par l'union intime du fer avec un gaz que les chimistes appellent oxygène, ou un carbonate d'oxyde de fer, c'est-à-dire un corps formé par l'union intime de l'oxyde avec un gaz nommé acide carbonique. Le but que se propose le métallurgiste est d'enlever le fer aux corps avec lesquels il est combiné. ”

“ L’oxygène a une grande affinité pour la plupart des corps, c’est-à-dire qu’il a une tendance prononcée à se combiner avec eux : il forme alors des composés auxquels on donne le nom d’oxydes. Si le fer brillant, exposé à l’air, se ternit en quelques jours, c’est qu’il se combine avec l’oxygène de l’air : la couche noire qui en résulte est de l’’oxyde de fer, qui, sous l’influence de l’humidité, se transforme bientôt en rouille. ”

“ Pour simplifier l'explication, nous dirons tout de suite que, lorsqu'on chauffe le carbonate d'oxyde de fer, il laisse dégager l'acide carbonique et se transforme en oxyde de fer, de telle sorte que nous pouvons supposer les choses réduites au cas unique où l'on emploie l'oxyde. Or, si l'on mélange de l'oxyde de fer avec du charbon, qu'on enflamme celui-ci et qu'on chauffe le tout dans un courant d'air actif, le charbon brûlera en produisant des gaz, qui, en s'élevant au milieu de la masse, prendront à l'oxyde l'oxygène qu'il renferme et le transformeront en fer métallique. ”

“ Le fer, le plus important des métaux, se rencontre surtout en oxydes et en sulfure ou pyrite. Mais les oxydes seuls servent à l'extraction du métal, tandis que les pyrites sont grillées pour produire l'acide sulfureux et ensuite l'acide sulfurique. L'oxyde magnétique et le fer oligiste sont les échantillons les plus beaux et les plus purs d'oxyde de fer. ”

“ Un composé gazeux d'oxygène et d'hydrogène entre dans le tube de fer et l'hydrogène mis en liberté sort sous l'éprouvette ; quant à l'oxygène, le fer s'en empare pour former un oxyde, non assurément le même que celui qui existe dans la rouille de fer, mais un oxyde identique à celui qui forme l'aimant naturel ”

“ L'incubation qui n'est pas autre chose que la mise en jeu par la chaleur des actions hydrolytiques et de certains ferments, encore inconnus pour la plupart, mais nous en découvrons tous les jours de nouveaux, oxyde le fer à son maximum d'oxydation ; le peroxyde de fer abandonne une partie de son oxygène, passe à l'état de protoxyde, s'oxyde de nouveau et revient à l'état de protoxyde ; c'est ainsi que le fer se comporte toujours au contact de la matière organique morte ou vivante, en voie de transformation. Le fer est donc un agent puissant d'oxydation. ”

“ On donne le nom de fonte malléable à des pièces moulées en fonte que l'on soumet à une oxydation en les portant en présence d'oxyde de fer à une température inférieure au point de fusion du métal. Les pièces conservent ainsi leurs formes primitives, mais deviennent plus faciles à travailler. Ce grillage oxydant a pour effet de produire une oxydation du carbone et par conséquent une transformation en fer impur relativement malléable. ”

“ L'oxyde de fer noir, appelé aussi deutoxyde de fer,éthiops martial, safran de mars de Lémery, oxyde ferroso-ferrique, est une combinaison de protoxyde et de peroxyde : Fe304 = FeO,Fe203. Il est d'un noir pur, opaque, sans saveur, attirable à l'aimant ; fondu avec le borax, il donne un vert coloré en vert-bouteille ; il forme, avec l'acide chlorhydrique concentré, une dissolution jaune verdâtre, qui précipite en vert foncé par un excès d'ammoniaque, de'potasse et de soude. ”

“ Il se composent exclusivement d'un oxyde de fer, désigné parles chimistes sous le nom d'oxyde magnétique. Cet oxyde est intermédiaire, sous le rapport de la quantité d'oxygène qu'il contient, entre le protoxyde et le peroxyde de fer. Les aimants artificiels sont, en général, des barreaux ou des aiguilles d'acier, auxquels on a communiqué les propriétés magnétiques à l'aide des procédés dont il sera parlé plus tard.
L'attraction mutuelle de l'aimant et du fer s'exerce au contact et à distance. Qu'on plonge un aimant dans la limaille de fer, elle se fixe à sa surface ”

“ La rouille est l'oxyde du fer. La combinaison directe d'un métal avec l'oxygène est une véritable combustion qui a lieu avec dégagement de chaleur ; la température est d'autant plus élevée que cette combinaison se fait plus rapidement. L'oxyde de fer ou rouille est le composé produit par l'action de l'oxygène humide sur le métal ; l'oxygène sec ne produit pas de rouille. Lorsqu'une certaine quantité d'oxyde s'est développée à la surface d'un métal et particulièrement par l'action du feu, l'altération marche ensuite beaucoup plus rapidement. ”

“ La chaleur dégagée par la combustion est tellement grande que l'oxyde formé se fond et tombe en globules incandescents, qui vont s'incruster dans le fond du flacon. Cet oxyde n'est pas la rouille ou sesquioxyde de fer, c'est un autre oxyde appelé oxyde magnétique de fer. Les parcelles incandescentes, qui se détachent d'un morceau de fer chauffé au rouge lorsque le forgeron le martèle sur l'enclume, sont aussi formées par l'oxyde magnétique. ”

“ La densité du fer n'est pas la même sous tous ses états : dans le fer natif elle est de 6,71 ; clans le fer ordinaire de 7,7; dans le fer écroui de 7,9 ; sa chaleur spécifique est de 0,11379 (Regnault) .
Le fer est un des métaux qui se combinent le plus facilement et le plus rapidement avec l'oxygène, à la condition toutefois que ce gaz soit humide.
L'oxyde qui se forme dans ce cas est la rouille ou sesquioxyde de fer hydraté ; les alcalis, d'après les expériences de M. Vicat et ensuite de M. Payen (1) , s'opposent à sa formation. ”

“ Oui, du peroxyde de fer hydraté. Du reste, l'air humide agit plus ou moins sur tous les métaux, et à son contact le zinc, le cuivre, le plomb, etc., s'oxydent superficiellement. Le fer, lui, s'oxyde jusque dans ses profondeurs, ce qui est dû à une influence électrique. C'est pour arrêter cette oxydation que l'on prend la précaution de le couvrir d'une couche de zinc, de le galvaniser. Dois-je te dire que, chauffé au rouge, le fer brûle avec éclat, qu'il se couvre d'une pellicule noire, et que cette pellicule se détache de lui sous forme d'étincelles, lorsqu'on le frappe avec un marteau? ”

“ Celui que l'on obtient dans les laboratoires est blanc et passe rapidement au vert, puis au jaune rougeâtre, par le contact de l'air humide dont il absorbe l'oxygène ; il est décomposable par le feu en oxyde de fer noir magnétique et en un mélange d'acide carbonique et d'oxyde de carbone. Il est insoluble dans l'eau. Il est formé de 61,47 de protoxyde de fer (un équivalent) et de 58,55 d'acide carbonique (un équivalent) . On s'en sert avec grand avantage pour en extraire le fer et pour faire l'acier. ”

“ De sorte que le fer provenant du frottement des roues de voiture, des fers des pieds de chevaux , qui est entraîné entre les pavés et en dessous par les eaux pluviales est passé alors à l'état d'oxyde intermédiaire ( FeFe Fe) ; mais on observe dans certains cas que la matière noire dégage de l'acide sulfhydrique, de sorte qu'alors elle est un vrai protosulfure de fer, lequel peut être pur ou mélangé d'oxyde de fer. ”

“ Parmi les oxydes précédents on peut employer pour les couleurs de grand feu l'oxyde d'uranium, l'oxyde de cobalt, l'oxyde de chrome, l'oxyde de manganèse, l'oxyde de fer et l'oxyde de titane. La plupart des oxydes métalliques, comme l'oxyde de fer, l'oxyde de chrome, l'oxyde d'iridium, possèdent primitivement la nuance désirée ; ils sont seulement broyés avec le fondant et employés comme couleurs ; quelques oxydes ne prennent la couleur désirée que lorsqu'ils sont transformés par fusion en silicates ou en borates, ou d'une manière générale lorsqu'ils sont passés à l'état de verre. ”

“ Le fer oxydulé aimantaire fournit une poussière noire; les terrains anciens en offrent des amas considérables, comme on le voit à Taberg, en Suède, et en France a Villefranche (Aveyron) ; les terrains de sédiment, au contraire, n'en renferment pas. Cet oxyde est cristallisé en octaèdres réguliers ; il possède un aspect métallique et une densité de 5,09; il est quelquefois accompagné d'acide titanique. Le fer carbonaté se presente sous forme cristallisée rhomboédrique, souvent mélangé à des carbonates de manganèse, de magnésie et de chaux : c'est le fer spathique. ”

“ A cette température, le fer se combine directement avec l'oxygène contenu dans la vapeur d'eau et c'est de l'hydrogène qui sort seul à l'autre extrémité du tube : l'oxygène reste sur le métal, à l'état d'oxyde de fer. ”

“ On fait une économie complète ou tout au moins très importante de combustible, l'oxydation du sulfure de fer provoquant le dégagement de chaleur voulu.
c. L'opération doit être très oxydante ; pour cela la quantité d'air injectée et la section des tuyères doit être très importante (100 mètres cubes par minute et par mètre carré de section du four) .
d. Le lit de fusion doit contenir les quantités voulues de silice, pour que l'oxyde de fer FeO formé soit scorifié. ”

“ Cet ingénieur croit que l'oxyde de fer déjà formé est une cause activante d'oxydation.
De plus, il y a lieu d'après le même auteur de faire une distinction entre les oxydes de fer hydratés plus ou moins rougeâtres provenant de la rouille, et l'oxyde de fer dit des battitures presque uni¬
quement formé de Fe 304, qui recouvre les fers laminés et qui leur donne une peau miroitante bleuâtre et d'aspect métallique. ”

“ L'emploi du fer métallique pour la précipitation du plomb est assez coûteuse, c'est pourquoi on lui a substitué, depuis quelques années, des matières ferrugineuses oxydées, minerais de fer, scories d'affinage, etc. Pendant la fonte, l'oxyde de fer passe à l'état de fer métallique et celui-oi déplace le plomb de la galène. ”

“ L'oxygène peut même pénétrer à la longue dans la masse du fer chauffé ; il y oxyde la surface des molécules constituantes du fer, qui devient cassant ; on dit alors très-justement que le fer est brûlé, et l'on ne peut détruire ce fâcheux état qu'en soumettant le métal à une action inverse, c'est-à-dire en le chauffant soit dans un courant de gaz avide d'oxygène, tel que l'oxyde de carbone, soit au sein
d'une masse de charbon. ”

“ La réduction de l'oxydule de fer, auquel ce mélange s'attache et qu'il enferme, ne peut être faite ni par la vapeur de carbone, ni par son oxyde, il ne peut plus que se transformer en fer métallique par le carbone fixe. ”

“ En faisant passer do l'oxyde de carbone pur, dans une certaine mesure, sur de l'oxyde de fer, la réduction se fait beaucoup plus rapidement et plus complètement que si l'on avait employé de l'oxyde de carbone résultant de la combustion du C dans l'air atmosphérique, car alors il est en diffusion dans l'azote, ce qui démontre que dans la marche du haut-fourneau cette dilution est un mal qui, s'il n'est pas très grand, n'est cependant pas nécessaire. ”

“ Comme l'oxygène de l'air ne pouvait s'introduire dans le vase, l'oxydule de fer contenu dans le minerai n'a pas pu s'oxyder davantage et la perte de poids de la lame de cuivre est moindre, puisqu'elle ne correspond qu'à l'oxyde do fer présent. ”

“ Le docteur Barff de Londres a proposé, dans ces derniers temps, un procédé de préservation du fer contre l'oxydation qui paraît aussi ingénieux qu'efficace. Le procédé consiste à provoquer la formation, à la surface des pièces que l'on veut protéger contre l'oxydation, d'une couche d'oxyde magnétique; cette couche, lorsqu'elle prend naissance dans certaines conditions que nous allons exposer, est entièrement adhérente, très compacte et protége le métal contre toute oxydation subséquente. ”

“ On a livré quelquefois, dans le commerce, de l'oxyde de fer contenant de l'oxyde de cuivre ; rien n'est plus facile que d'en constater la présence. L'oxyde de fer traité par un acide, puis par l'ammoniaque en excès, donne un précipité d'oxyde de fer; s'il contient du cuivre, la liqueur surnageante est alors d'un beau bleu céleste.
Le colcothar retient quelquefois du sous-sulfate de peroxyde de fer, lorsque sa calcination n'a pas été suffisamment prolongée. ”

“ Le fer a la propriété d'être attiré par l'aimant; il est inaltérable dans l'air sec, mais s'oxyde facilement à l'air humide ; nous avons vu (274) les détails de cette oxydation.
Il forme avec l'oxygène quatre oxydes : le protoxyde (FeO) , le scsquioxyde anhydre (Fe208) (rouge d'Angleterre, de Prusse, colcothar) ; le sesquioxyde hydraté, qui constitue la. rouille; l'oxyde magnétique (Fe304) ou oxyde des battitures, qui se détache du fer en lamelles noirâtres lorsqu'on le chauffe au rouge et qu'on le martèle ”

“ Le fer pur, tenu sous l'eau privée d'air, n'éprouve aucune altération : si l'eau contient de l'air, il se forme de l'hydrate de sesqui-oxyde d'un rouge brun, qui conserve sa couleur s'il est isolé du fer, mais qui devient d'un vert brunâtre s'il reste adhérent à sa surface : ou explique ce dernier fait en admettant que , par le contact du fer et du sesqui-oxyde, il se forme un élément de la pile voltaïque : alors l'eau est décomposée par l'électricité, et il en résulte de l'hydrogène qui ramène à un degré inférieur l'oxyde rouge formé par l'action de l'air ”

“ C'est aux environs d/Ekatcrincbourg qu'on trouve les deux gisements d'oxyde de fer les plus renommés pour cette préparation. On attribue du reste en partie la supériorité de l'acier qui a cette provenance aux quantités de charbon de bois qu'on emploie pour le traitement du minerai. ”

“ Le feu est neutre, lorsqu'il n'y a aucun excès de gaz combustibles ou d'oxygène.
Le feu est oxydant, lorsqu'il y a excès d'oxygène ou d'air, et par suite absence de CO, H2 et CmHm.
Action des divers feux sur les matières premières. — FEU OXYDANT. — Presque toutes les matières premières contiennent un peu d'oxyde de fer et de l'acide titanique ou du titanate de fer (argiles et kaolins notamment) . ”