Brard 1821/I - Plafond

Cyprien-Prosper Brard, Minéralogie appliquée aux Arts, ou Histoire des Minéraux qui sont employés dans l’agriculture, l’économie domestique, la médecine ; la fabrication des sels, des combustibles et des métaux ; l’architecture et la décoration ; la peinture et le dessin ; les arts mécaniques ; la bijouterie et la joaillerie. Ouvrage destiné aux Artistes, Fabricans et Entrepreneurs I, Paris [F. G. Levrault] 1821.

pp. 666–681

XIII. MINERAIS DE COBALT.

Parmi les différentes espèces de cobalt, deux seulement sont exploitées comme minerais ; le cobalt arsenical et le cobalt gris. Le cobalt à l’état métallique n’est jusqu’à présent d’aucun usage ; on ne l’a préparé que par simple curiosité. Il n’existe point de procédé en grand pour le réduire à cet état ; et il n’est même connu que depuis 1733, époque où Brandt en publia la description dans les mémoires de l’académie d’Upsal. Ainsi les minerais de cobalt ne sont exploités et traités que pour en extraire la belle couleur bleue qui se développe quand on la fond avec des verres alkalins.

Le cobalt natif ne s’est point encore rencontré dans la nature ; et le métal que l’on a obtenu dans les laboratoires s’est trouvé d’un gris d’étain. Il a peu d’éclat, et encore se ternit-il à l’air en prenant une nuance violette. Il est très-dur, fragile, et son grain est fin et serré. Sa pesanteur est assez considérable ; elle égale huit fois et demie celle de l’eau, c’est-à-dire environ cinq cent quatre-vingt quinze livres le pied cube.

On a trouvé que le cobalt est le plus réfractaire des métaux, après le platine et le fer, et qu’il jouit comme ce dernier de la propriété magnétique ; à un tel point que Wensel fit des barreaux de cobalt qui attiraient d’autre cobalt. Il est plus que probable qu’ils se dirigeraient aussi dans le sens de la ligne nord et sud, sauf la déclinaison. On présume qu’il cristallise en cube par le refroidissement. Il viendra peut-être un jour où l’on utilisera ce métal qui présente, comme on le voit, des propriétés assez remarquables. Ses minerais les plus abondans sont donc :

1. COBALT ARSENICAL.

Ce minerai a la couleur et l’éclat de l’argent, sa surface se ternit quelquefois par le contact de l’air, et prend alors une légère teinte violette. Sa cassure est finement grenue. Exposé à la simple flamme d’une bougie, il répand une fumée blanche, et une odeur d’ail qui est due à l’arsenic qu’il contient. A peine est-il plongé dans l’acide nitrique, qu’il y fait une vive effervescence ; il colore le verre de borax en bleu. Sa pesanteur spécifique égale près de huit fois celle de l’eau, c’est-à-dire environ cinq cent quarante livres le pied cube. On le trouve assez souvent en cristaux très-nets qui ont la forme cubo-octaèdre, plus ou moins rapprochée de l’un ou de l’autre de ces solides. On connaît aussi le cobalt arsenical mamelonné, en masse ; le cobalt arsenical tricoté qui est un alliage naturel d’argent, de cobalt et d’arsenic ; enfin le cobalt arsenical gris noirâtre, qui paraît contenir une plus forte dose d’arsenic, dont la pesanteur est moindre que celle du cobalt arsenical ordinaire, et qui paraît devoir former au moins une sous-espèce.

Le cobalt arsenical peut se confondre avec le fer arsenical et avec l’argent antimonial ; il importe donc de rapprocher les caractères qui peuvent l’en faire distinguer.

1º Le cobalt arsenical colore le verre de borax en bleu ; ce que ne font ni le fer arsenical ni l’argent antimonial.

2º Il fait une effervescence subite dans l’acide nitrique ; tandis que le fer arsenical ne produit cet effet que d’une manière lente et tardive.

3º Enfin, l’argent antimonial a une texture lamelleuse, et ne donne point d’odeur d’ail quand on l’expose à la chaleur ; tandis que le minerai de cobalt a une texture grenue, et répand une odeur d’ail quand on le chauffe seulement à la flamme d’une bougie. On trouve le cobalt arsenical dans les terrains primitifs et dans les terrains moins anciens ; mais il est cependant plus commun dans les premiers, que partout ailleurs. On l’exploite dans le granit, près de Wolfach, en Souabe ; au Cornouailles ; dans les roches micacées schistuses de la Bohême, de la Saxe ; d’Allemont, département de l’Isère, et dans le schiste marno-bitumineux de la Thuringe. Il est associé au nickel arsenical et oxidé, à presque tous les autres minerais de cobalt et d’argent, et il partage nécessairement leur gisement et leur gangue. Il arrive souvent que les échantillons qui renferment du cobalt sont couverts dans quelques places par de belles efflorescences couleur de fleurs de pêcher, qui en décèlent la présence d’une manière certaine. Les mines de Wolfach fournissent des échantillons de chaux cobaltifère, dont les couleurs roses sont d’une fraîcheur admirable.

2. COBALT GRIS.

Cette espèce ne diffère réellement de la précédente que par sa texture, qui est évidemment lamelleuse ; tandis que celle du cobalt arsenical est grenue. Sa couleur est le blanc d’argent un peu grisâtre ; il fait feu sous le briquet, et répand par le choc et la chaleur une forte odeur d’ail. Du reste, ses cristaux dérivent du cube comme ceux de l’espèce précédente, et ils passent par des modifications successives à l’octaèdre, au cubo-dodécaèdre, au dodécaèdre, à l’icosaèdre, etc. : tous solides qui se retrouvent aussi dans le fer sulfuré, qui possède également le cube pour noyau. Sa pesanteur égale 452 livres le pied cube ; et Klaproth, qui a fait l’analyse de ce minerai, y a reconnu :

Arsenic . . .	55,5
Cobalt . . .	44,0
Soufre . . .	0,5
	100,0

Si les exploitans avaient quelque intérêt à distinguer le cobalt gris du cobalt arsenical, on reconnaîtrait le premier, 1º à la texture lamelleuse ; 2º à ce qu’il a besoin d’être plus fortement chauffé pour exhaler l’odeur d’ail ; 3º enfin, en ce que le cobalt gris pèse un cinquième de moins que le cobalt arsenical. Au reste, comme le cobalt gris est beaucoup plus souvent cristallisé que le minerai précédent, qu’il se fait remarquer par l’éclat, la netteté et le volume de ses cristaux, il est assez facile à reconnaitre. M. Brochant le nomme cobalt éclatant ; mais comme ces dénominations prises dans la couleur ou l’éclat ne sont véritablement que provisoires, et seulement pour ne rien préciser avant que le moment soit venu où ce minerai recevra son nom spécifique, j’ai continué à le nommer cobalt gris, quoique le surnom d’éclatant fût moins vague et beaucoup mieux choisi.

Le cobalt gris le plus renommé dans le commerce, est celui qui se trouve à Tunaberg, en Suède, sous la forme de cristaux, disséminés dans une chaux carbonatée laminaire qui renferme aussi du cuivre pyriteux, et qui est elle-même encaissée dans un talc schisteux. Ce filon, par ses étranglemens et ses renflemens successifs, est cité comme exemple de ce que l’on appelle filons à chapelet.

Après ces deux minerais de cobalt, qui sont les seuls que l’on puisse exploiter avec avantage, on peut citer les suivans, qui sont pour ainsi dire les complémens de leur gisement, mais qui sont rares et peu importans.

Le cobalt oxidé est tantôt noir ou bleuâtre, et quelquefois jaune de paille. Il se laisse polir par le frottement d’un corps dur et uni, devient gras et brillant, colore le borax en bleu lorsqu’on le fond avec lui, varie infiniment d’aspect et de contexture depuis la consistance terreuse, jusqu’à celle d’une scorie vitreuse, etc. Il se trouve avec les espèces précédentes, et renferme souvent du fer et de l’arsenic.

Le cobalt sulfuré est un minerai très-rare qui ne s’est encore trouvé qu’à la mine de Saint-Gorans, en Suède, associé à du cuivre pyriteux. Il colore en bleu le verre de borax comme tous les minerais de cobalt ; mais il diffère de tous ceux qui appartiennent à ce métal, en ce qu’il ne donne qu’une odeur de soufre, et nullement arsenicale. Il contient 14,4 de cuivre.

Le cobalt arséniaté. Les belles teintes de fleur de pêcher, passant quelquefois à celle de la lie de vin, étant particulières à ce minerai, ne permettent pas de le confondre avec aucun autre minéral. Il ne se trouve jamais en grandes masses ; mais il est souvent disséminé en efflorescences, à la surface de plusieurs autres minerais de cobalt, d’arsenic, d’argent, etc. L’argent merde-d’oie de la vieille minéralogie, est un mélange de cobalt arséniaté, d’argent, d’arsenic, de mercure, de fer, d’eau et d’acide sulfurique. Ce singulier mélange se trouvait à la mine d’argent d’Allemont, près Grenoble. Quant au cobalt sulfaté, qui est rose et stalactiforme, il est purement accidentel, et ne s’est trouvé qu’une seule fois près Neusohl, en Hongrie.

Le cobalt métallique, avons-nous dit, n’est encore d’aucun usage dans les arts ; mais les différens minerais que l’on vient de décrire fournissent, d’une part, la plus forte partie de l’arsenic qui circule dans le commerce, et, de l’autre, le principe colorant qui produit tous les émaux et tous les verres bleus connus.

Le safre ou saflor, le smalt, l’azur ou bleu d’émail, sont les différens produits des minerais de cobalt, que nous devons examiner successivement.

Le safre. Après avoir trié, broyé, lavé et criblé le minerai de cobalt gris ou arsenical, on lui fait subir un grillage soigné dans un fourneau à réverbère, terminé par une longue cheminée horizontale en forme de galerie. Cette opération a pour but de volatiliser l’arsenic et le soufre contenus dans ces minerais, de réduire le cobalt à l’état de simple oxide, et de recueillir le soufre et l’arsenic qui vont se condenser dans ces longs couloirs dont on a déjà parlé en traitant des minerais arsenicaux proprement dits. L’oxide gris qui provient de ce grillage, mélangé avec du sable siliceux, et broyé entre deux meules, est humecté et réduit en masses, que l’on expédie au loin, et qui est prêt à donner, par une addition de potasse, le verre bleu nommé smalt ; mais cette matière grise n’est encore que du safre.

Pour convertir le safre en smalt ou azur, on y ajoute deux parties de potasse, c’est-à-dire à peu près autant que l’on a ajouté de sable à l’oxide, de manière que ces trois principes sont à peu près en parties égales de volume. On fait fondre ce mélange dans des creusets ; on enlève le verre à mesure qu’il se forme, au moyen d’une poche de fer ; on le jette dans des baquets d’eau froide, et l’on remplit de nouveau les creusets, en continuant ainsi autant que l’on a de matière à fondre, et pendant tout le temps que le fourneau peut résister. Il reste ordinairement au fond des creusets un culot de cobalt oxidé, que l’on nomme speis.

Ce verre, qui est d’un bleu presque noir, et que l’eau froide a déjà brisé dans tous les sens, se divise naturellement en une espèce de gravier anguleux que l’on fait passer sous les meules d’un moulin, de manière à le réduire en poudre impalpable, que l’on obtient ensuite de différens degrés de finesse, par des lavages et des repos successifs, absolument de la même manière que l’on prépare les différens numéros de l’éméril (1). Cette poudre bleue est le smalt proprement dit, qui se distingue en plusieurs qualités par sa finesse ou la beauté de sa couleur.

(1) Lehmann, Histoire du cobalt.

Le smalt ou l’azur le plus fin, nommé bleu royal en Saxe, est employé dans l’apprêt des toiles, des batistes, des linons, des mousselines, des fils à coudre, etc., auxquels il communique cette légère teinte bleue, qui est plus agréable que le blanc mat.

La même qualité sert dans les papeteries à rehausser le blanc des papiers à écrire, et à colorer certaines espèces de papiers destinés à l’enveloppe de plusieurs marchandises, entre autres, à bouter les épingles, etc. Le papier bleu de pâte doit sa couleur au chiffon bleu, de même que le papier rose.

Le smalt de seconde qualité est employé à Paris pour la préparation de l’empois bleu, qui sert aussi à mettre le linge au degré de blancheur le plus agréable.

Enfin, le smalt le plus grossier s’emploie par les confiseurs pour les décorations des plateaux, par les peintres en bâtimens, pour l’exécution des fonds sablés sur lesquels ils tracent des lettres ou des ornemens dorés.

Tous les verres bleus sont colorés par l’oxide de cobalt : on connaît les belles teintes de certains vitraux gothiques, celles des carafes à fleurs, etc.

Les fonds bleus-célestes de la porcelaine dure, sur lesquels on place ordinairement des figures ou des ornemens en relief, exécutés en pâte blanche, sont colorés par de l’oxide de cobalt bien purifié et fondu avec du felspath et un peu de potasse (Brongniart) ; enfin, tous les émaux et tous les ornemens bleus des faïences communes sont également dus à ce principe colorant, qui résiste à l’influence de l’air et de tous les météores.

Les anciens ont connu la propriété de l’oxide de cobalt, car nous retrouvons dans les mosaïques romaines des cubes d’émail évidemment colorés en bleu par cette substance ; et l’on voit encore parmi les peintures dont les momies d’Égypte sont ornées, des places bleues dont on peut détacher un smalt qui est parfaitement pareil à celui qui sort de nos fabriques actuelles. Ce smalt antique n’est point dû au cuivre ; j’en ai détaché moi-même de l’enveloppe d’une momie, et je me suis assuré de sa nature par des essais ; d’ailleurs, excepté le carbonate de cuivre, qui est souvent bleu, tous les verres colorés par ce métal sont verts. Il paraîtrait que ce procédé se serait perdu, et qu’on ne l’aurait retrouvé qu’au seizième siècle ; car M. Klaproth assure que ce fut, à cette époque, un nommé Schuerer, fabricant de verre, qui eut l’idée de mêler du cobalt avec la masse à vitrifier, et que son verre ayant acquis une belle couleur bleue, sa découverte se répandit d’abord à Nuremberg, et ensuite en Hollande, où l’on construisit les moulins propres à moudre le smalt. L’examen des vitraux antérieurs à cette époque, suffirait pour prouver l’exactitude de cette assertion. Le leao des Chinois est une substance que l’on présume être une préparation de cobalt ; elle leur sert à colorer leur porcelaine en bleu.

Le smalt, aussi finement broyé qu’on peut le supposer, ne pouvait point être admis sur la palette des peintres, puisque cette substance, par sa nature vitreuse, se refuse absolument à se délayer dans l’huile ; aussi, lorsqu’on s’en est servi dans les fresques, ce n’a été qu’en le fixant au moyen d’une colle ou d’un mucilage. On pouvait donc regretter qu’une couleur aussi belle, aussi durable et aussi abondante, ne pût rivaliser, sur la toile, avec l’outremer, dont le prix est excessif. M. Thénard, en découvrant le moyen d’obtenir du cobalt, un bleu d’une beauté égale au plus brillant outremer, et susceptible, comme lui, de se broyer à l’huile et à la gomme, a donc rendu un grand service à la peinture, et son nom, si justement célèbre en chimie, se rattachera désormais aussi aux belles productions de cet art divin. Le bleu de Thénard est un phosphate de cobalt et d’alumine (1).

(1) Voyez Journal des mines, t. xv, p. 128.

L’une des plus jolies encres sympathiques est celle que l’on prépare avec l’oxide de cobalt (safre) dissous dans de l’acide nitro-muriatique. Les caractères tracés sur le papier avec cette dissolution disparaissent entièrement en séchant, et reparaissent colorés en vert tendre, quand on vient à chauffer légèrement le papier en le présentant de loin au feu. L’expérience peut se répéter nombre de fois, si l’on n’approche point de trop près ; et à chaque épreuve, les caractères s’effacent complétement pour reparaître ensuite.

Les principales mines d’où l’on extrait les minerais de cobalt, et les usines où l’on prépare le safre et le smalt sont situées en Allemagne et particulièrement en Saxe. MM. de Villefosse et de Bonnard citent les suivantes comme étant les plus importantes.

En Saxe, on exploite les minerais de cobalt dans les filons argentifères de Schneeberg, d’Annaberg, d’Oberwiesenthal et de Geyer.

La quantité des minerais qui sortent de ces mines s’élève, année commune, à huit mille deux cents quintaux ; d’où il résulte, par approximation, vingt mille quintaux de safre et de smalt, estimés à 64 francs le quintal.

C’est particulièrement dans les usines des environs de Schneeberg que se prépare cette énorme quantité d’azur. Le prix des marchandises qui en proviennent est aussi variable que la proportion du sable siliceux qu’on peut ajouter aux divers minerais de cobalt que l’on y traite. On estime que, dans les travaux en grand, la plus forte addition de sable pur qui puisse avoir lieu sans que le smalt en perde son éclat, n’excède pas, en général, trois parties de silice contre une de minerai. La différence de prix entre le smalt de première qualité et celui qui est le plus grossier se trouve énorme.

Ainsi, d’après M. de Villefosse,
Le smalt de première qualité, azur ou bleu royal, valait, en 1805, 184 fr. 30 c. le quintal.
Le même bleu royal, de 6e qualité : 71 fr. 18 c.
Le smalt, en poudre fine nommée eschel, valait, à la même époque, 1re qualité : 170 fr. 72 c.
La 5e et dernière qualité : 79 fr. 54 c.
Le safre y variait aussi de 132 francs à 68 fr. le quintal.

Les minerais sont livrés aux usines à un prix très-inférieur à celui du smalt qui en résulte. En 1807, le prix moyen était de 48 francs le quintal ; en sorte que la valeur du minerai se trouve triplée par sa conversion en smalt même de qualité inférieure (1). D’après M. Hassel, la Saxe exporte annuellement pour 1,160,000 francs de ces beaux produits.

(1) Héron de Villefosse, Richesse minérale, t. I, p. 367.

En BOHÈME, le cercle de Satz offre des exploitations de cobalt, et il s’y trouve huit usines où l’on fabrique du smalt. Elles sont alimentées par les minerais de Joachimsthal et des environs, ainsi que par ceux que l’on exporte en contrebande du royaume de Saxe.

Au HARTZ, à Andreasberg, à Braunlage et à Hasserode, il existe des manufactures de smalt, qui sont alimentées par les mines de la rive droite du Rhin, et qui versent leurs produits, estimés à huit cents quintaux, dans les diverses parties du royaume de Prusse.

En Hesse, il existe une fabrique importante d’azur à Schwarzenfels. Elle renferme deux fours à huit pots chacun et fabrique annuellement 6 à 7 mille quintaux de produits. Les minerais de Riegelsdorf et de Bieber l’alimentent ; ils ont la propriété de supporter une grande dose de sable, sans que la couleur en soit affaiblie. Les produits de cette usine joints à ceux de Carlshaven, sont vendus à Francfort, d’où on les expédie en Turquie, où le smalt est très-employé dans la décoration des mosquées.

Le FURSTEMBERG, en Souabe, possède une fabrique de smalt, située près du Wolfach, et alimentée par les minerais cobaltifères des mines de Wittichen ; ses produits s’élèvent annuellement à trois mille quintaux.

En SUÈDE, le cobalt n’est exploité que depuis vingt ou trente ans, principalement à Tunaberg et à Alwed. Le minerai qui en provient jouit d’une grande réputation, est regardé comme le plus pur, mais n’est pas abondant : on en exporte beaucoup en nature.

En NORWÈGE, on cite les exploitations de Modum et de Fossum.

La FRANCE enfin n’est point dépourvue de minerais de cobalt ; l’on en a même exploité pendant plusieurs années dans les Pyrénées. Il a existé une fabrique d’azur à Bagnères-de-Luchon, qui était alimentée non-seulement par les minerais des Pyrénées françaises, mais par ceux des Pyrénées espagnoles. Nous en possédons aussi plusieurs filons dans les Vosges, et il serait d’autant plus important que l’on se déterminât à exploiter ces gîtes connus, et qu’on s’attachât à en découvrir de nouveaux, que nos manufactures exigent une importation annuelle de cent quarante à cent cinquante mille kilogrammes de safre ou de smalt, et que cette seule couleur fait sortir de la France plus de 200,000 francs par an, en ne portant la valeur du quintal qu’à 70 francs seulement. On ne cite aucune exploitation de cobalt en Angleterre ; et l’on remarque que c’est l’Europe qui produit tout le smalt qui est employé en Asie. On ignore absolument quelle était la contrée qui fournissait l’azur dont les Egyptiens se servaient ; mais si les Phéniciens, qui étaient voyageurs et instruits en métallurgie, commerçaient avec ce grand peuple, il est probable qu’ils le recevaient d’eux tout préparé.