« Minerai de fer houiller » : différence entre les versions

Le '''minerai de fer houiller'''{{refNote|texte=Autres appellations : fer carbonaté terreux, fer carbonaté lithoïde<ref name=Siderose/>, minerai de fer charbonneux<ref>{{ouvrageOuvrage

|et al.année= oui2008

|éditeur= eLexikon}}</ref>. Sa texture est parfois [[schiste]]use et [[GisementFormation deferrifère fer rubanérubanée|rubannée]]<ref name=GrunerLan>{{ouvrageOuvrage

|prénom1= Emmanuel-Louis
|nom1= Grüner
|lien auteur1= Emmanuel-Louis Gruner

|prénom2= Charles-Romain
|nom2= Lan
|lien auteur2= Charles-Romain Lan

|titre= État présent de la métallurgie en Angleterre

|annéelieu= 1862Paris

{{début citation}}Ce minerai renferme de si grandes quantités de houille, et de manière si constante, qu'il est absolument noir et susceptible de s'enflammer et de continuer à brûler. La proportion de matières combustibles n'est pas inférieure à 10 %, et atteint fréquemment 25 %. Les parties qui contiennent le plus de houille brûlent seules et forment la transition entre les minerais et les houilles les plus chargées en cendres<ref name=Ledebur>{{ouvrageOuvrage

|prénom1= Adolf
|nom1= Ledebur
|lien auteurauteur1= Adolf Ledebur

|traducteur= Barbary de Langlade revu et annoté par F. Valton

|titre= Manuel théorique et pratique de la métallurgie du fer, Tome I et Tome II

|éditeur= Librairie polytechnique Baudry et Cie éditeur

|année= 1895

Il s'agit d'un mélange de [[sidérite]], de [[kaolin]] (un [[silicate d'alumine]]) et de [[Houille|charbon]]<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>. Une teneur en charbon de 10 à 25 % en poids est courante<ref name=Ledebur/>, bien que certains auteurs fixent une fourchette entre 12 et 35 %, voire 40 %<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>. On y trouve aussi souvent d'autres métaux, jusqu'à 1 % de [[manganèse]] et 0,5 % de [[phosphore]]<ref name=Cramm/>, mais certains certains minerais peuvent être si riches en phosphore qu'ils sont compatibles avec la production de [[superphosphate]]<ref name=Beck/>. L'[[arsenic]] et le [[soufre]] y sont également présents, en de plus faibles concentrations, et combinés sous la forme d'[[arsénopyrite]] et de [[marcassite]], mais aussi de [[galène]] et de [[sphalérite]]. La teneur en soufre peut atteindre 4 %<ref name=Handbuch>{{Ouvrage |langue=de |prénom1=Charles-Edouard |nom1=Jullien |prénom2=Carl |nom2=Hartmann |titre=Theoretisch-praktisches Handbuch der Eisenhüttenkunde umfassend die Roheisen-, die Gusswaren-, die Stabeisen-, die Stahl-, und die Weissblechfabrikation. |éditeur=Verlag von August Schnée |année=1861 |passage=54–55 |asin=B0052IZWEE |lire en ligne=http://reader.digitale-sammlungen.de/de/fs1/object/display/bsb10228157_00007.html}}</ref>. Avant traitement, la teneur en fer du minerai se situe entre 25 et 40 %, la teneur moyenne étant 30 %<ref name=Cramm/>. Le [[Trait (minéralogie)|trait]] et la [[cassure]] des meilleures variétés présentent un [[éclat]] métallique<ref name=Handbuch/>. Enfin, des stériles, comme le sable, les [[Marne (géologie)|marnes]] ou l'[[argile]], peuvent être présents<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>.

Les couches de minerai se confondent avec celles de charbon, se concentrant généralement au pied de la [[Strate (géologie)|strate]] charbonneuse. Mais on peut aussi les trouver en partie médiane ou supérieure<ref name=Beck/>. Dans certaines formations de houille, les dépôts de minerai atteignent jusqu'à {{unité|0.7|mètre}} de [[Strate (géologie)#Définition|puissance]]<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>. Hors des gisements les plus importants et exploités industriellement, on le trouve disposé en [[Rognon (minéral)|rognons]] dans les [[Grès (géologie)|grès]]<ref name=Siderose>{{ouvrageOuvrage

|prénom1= Jacques
|nom1= Corbion

|préface= Yvon Lamy

|titre= Le savoir… fer — Glossaire du haut fourneau

|sous-titre= Le langage… (savoureux, parfois) des hommes du fer et de la zone fonte, du mineur au… cokier d'hier et d'aujourd'hui

|éditionéditeur= 5

|passage= {{§|Sidérose}}

Les gisements les plus importants ont été trouvés en [[Allemagne]], à [[Sprockhövel]], [[Gelsenkirchen]] et {{lien Lien|langlangue=de |trad=Dortmund-Aplerbeck|fr=Dortmund-Aplerbeck}}<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>. Dans la mine d'{{lien |lang=de |trad=[[Hiddinghausen}}]], une couche d'une puissance de {{unité|1.24|m}} a été découverte par un tunnel<ref>{{Ouvrage |langue=de |prénom1=Gustav Adolf |nom1=Wüstenfeld |titre=Schlebuscher Revier |sous-titre=Bergbau in Wetter |éditeur=Gustav Adolf Wüstenfeld-Verlag |année=1983 |pages totales=64 |passage=12 |isbn=3-922014-05-4}}</ref>. Au [[Royaume-Uni]], ce type de gisement atteignait communément des puissances aussi importantes<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>.

[[image:David Mushet.JPG|vignette|droite|{{Lien|langue=en|fr=David Mushet}} (1772–1847), inventeur de la méthode de valorisation du blackband.]]

La première tentative d'utilisation du minerai de fer houiller pour la [[fabrication de l'acier]] a été faite par l'[[Écosse|écossais]] {{Lien|langue=en|fr=David Mushet}} (frèrepère de [[Robert Forester Mushet]]). En 1801, il réussit à produire de la [[fonte (métallurgie)|fonte]] à l'usine de ''Calder Iron Works'', qu'il venait de relancer avec des associés. Non seulement le minerai est adapté à la production de fonte, mais son utilisation s'avère rentable<ref name=Beck/>.

Pourtant, sa teneur en fer, assez moyenne, combinée avec la présence de nombreuses impuretés, en fait un minerai difficile à traiter<ref name=Beck/>. Peu après, vers 1830, un autre écossais, [[James Beaumont Neilson]], met au point une amélioration clé du [[haut fourneau]] : le [[Haut fourneau#Le vent chaud|vent chaud]]. La fusion de ce minerai est alors facilitée : l'expansion de la sidérurgie écossaise, qui passe d'une production annuelle de {{unité|37500|tonnes}} en 1830 à {{unité|200000|tonnes}} en 1840, s'explique par la combinaison de ces deux innovations : blackband et vent chaud<ref>{{ouvrageOuvrage |langue=en |prénom1=Thomas |nom1=Turner |lien auteur1=Thomas Turner |directeur1=Sir William Chandler Roberts-Austen |titre=The Metallurgy of Iron : By Thomas Turner… |sous-titre=Being one of a series of treatises on metallurgy written by associates of the Royal school of mines |éditeur=C. Griffin & company, limited |collection=Griffin's metallurgical series |année=1908 |numéro d'édition=3 |pages totales=463 |passage=22 |isbn=1-177-69287-2 |isbn2=978-1177692878 |lire en ligne=https://archive.org/details/metallurgyofiron00turnrich}}</ref>.

Il a été ensuite découvert dans la seconde moitié du {{s-|XIX}} dans la [[Ruhr (région)|région de la Ruhr]]<ref name=Beck/>. Des quantités importantes ont été extraites dans les mines allemandes durant les années 1860 et 1870<ref name=Beck/>. Sa découverte a été, là aussi, le socle du développement de l'industrie sidérurgique de la [[Silésie]] ([[Wałbrzych]]), de la [[Province de Westphalie|Westphalie]] ([[Hoerde]], {{lien Lien|langlangue=de |trad=Dortmund-Aplerbeck |fr=Aplerbeck|}}, [[Hattingen]]<ref name=Beck/>)<ref name=eLexikonKohleneisenstein/>. Il en a été de même dans le [[Pays de Galles]]<ref name=eLexikonEisen/>.

Afin d'augmenter sa teneur en fer, le minerai doit être [[Calcination|calciné]], voire {{Lien|fr=[[Grillage (minerai)|lang=en|trad=Roasting (metallurgymétallurgie)|texte=grillé}}]]<ref group=note name=definitions/>. Cette opération nécessaire est cependant aisée : {{citation|quoique d’une valeur intrinsèque assez faible, le blackband est néanmoins très précieux à cause de son abondance et parce qu'il est dans le voisinage d’un combustible qui peut servir à son traitement métallurgique<ref name=Siderose/>}}. Le mélange intime du charbon avec le minerai est en outre un avantage :

Grâce à cette opération, qui durait à l'époque environ un mois, la teneur en fer du minerai cru, qui ne dépasse jamais 40 %, atteint 35 à 65 % après grillage, la valeur moyenne étant 45 %<ref name=Cramm/>. Cette opération amène une perte en poids du minerai, qui correspond à la combustion des matières organiques ainsi qu'à l'envol de certaines impuretés : près de la moitié du poids peut ainsi disparaître, ce qui amène logiquement à l'augmentation de la teneur en fer<ref name=Handbuch/>.

! colspan="10" | Principaux constituants de quelques minerais (en % du poids, Σ ≤ 100 %)<ref name=GrunerLan/>{{,}}{{Note|texte=Dans son « Traité de métallurgie », Percy communique plus de 80 analyses de minerais de fer houiller originaires de Grande-Bretagne. Ils sont généralement moins riches que celui listé ici puisque leur teneur en fer après grillage se situe entre 25 et 40 %<ref>{{Ouvrage

!

! [[Sidérite|{{fchimformule chimique|FeCO|3}}]]

! [[Rhodochrosite|{{fchimformule chimique|MnCO|3}}]]

! [[Carbonate de calcium|{{fchimformule chimique|CaCO|3}}]]

! [[Carbonate de magnésium|{{fchimformule chimique|MgCO|3}}]]

! [[SiliceDioxyde de silicium|SiO₂]]

! [[Alumine|{{fchimformule chimique|Al|2|O|3}}]]

! [[Pentoxyde de phosphore|{{fchimformule chimique|P|4|O|10}}]]

!

! [[Hématite|{{fchimformule chimique|Fe|2|O|3}}]]

! [[Dioxyde de manganèse|{{fchimformule chimique|MnO|2}}]]

! [[Acide sulfurique|{{fchimformule chimique|H|2|SO|4}}]]

! [[Acide phosphorique|{{fchimformule chimique|H|3|PO|4}}]]

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{{Références|colonnes=1}}

=== Articles connexeconnexes ===

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