La pyrite : vitriol et acide sulfurique

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À Brosso, la pyrite, un sulfure de fer, fut d'abord un déchet, puis la matière première du vitriol vert et enfin de l'acide sulfurique. Cette page suit le minerai depuis les fabriques du XVIIIe siècle jusqu'au rapport de l'ingénieur Zampari de 1862 et à la Montecatini, et explique la chimie qui est derrière.

De la pyrite rejetée au vitriol vert

À la période la plus ancienne, on extrayait à Brosso l'hématite et on la travaillait au bas foyer « à la brossoise » probable. Avec l'épuisement de l'oligiste, écrit Chiappino, la pyrite, qui auparavant finissait à la halde, devint le minerai principal : par grillage et lixiviation, elle devenait du sulfate de fer, le « vitriol vert » utilisé pour les teintures probable. La fiche de l'ISPRA confirme qu'entre le XVIIIe et le XIXe siècle s'imposa l'exploitation de la pyrite, autrefois rejetée, dont on tire le vitriol. Novarese rapporte que, selon Sclopis, la mine passa dans la seconde moitié du XVIIIe siècle de mine de fer à mine de pyrite, avec une fabrique de vitriol vert probable. Selon l'écomusée, la pyrite apparaît dans les annales dès 1715, quand on construit la fabrique dans la région de Bore probable.

Sources: ISPRA, fiche du musée de Brosso ; Chiappino 2010, p. 25-26 ; Novarese 1901, p. 75 ; fiche de l'écomusée de Brosso, « Cronologia delle miniere »

Les fabriques et les privilèges

En 1769, le comte Valperga et Francesco Chiumino fondent une société qui donne un élan aux nouvelles fabriques probable. En juin 1781, le roi Victor-Amédée III accorde à Chiumino pour quinze ans le privilège de fabriquer le vitriol dans les vallées de « Brozzo », Chy et Pont ; le jour est le 26 pour l'écomusée et le 16 pour Chiappino, qui cite le texte du décret : « vitriol, huile, esprit, eau-forte, alun de roche, soufre » incertain. En 1790, après la mort du comte Valperga, Chiumino cède ses droits aux créanciers, qui gardent mines et fabrique jusque vers 1824 probable.

Selon l'écomusée, en 1826 Carlo Ballauri achète les mines et la fabrique de Bore et, en 1839, Luigi Michele Ballauri cède tout aux frères Sclopis, qui continuent à produire du sulfate de fer avec quelques centaines de tonnes de pyrite par an probable. Vers le milieu du XIXe siècle, la fabrique de vitriol n'est plus compétitive et, en 1872, elle est fermée et démolie probable.

Sources: Chiappino 2010, p. 26 ; Chiappino 1996, p. 46 ; fiche de l'écomusée de Brosso, « Cronologia delle miniere » ; ISPRA, fiche du musée de Brosso

La chimie : du sulfure au sulfate et à l'acide

La pyrite est un disulfure de fer, FeS₂. Au contact de l'air et de l'eau, elle s'oxyde et forme du sulfate ferreux et de l'acide sulfurique ; sous forme simplifiée : 2 FeS₂ + 7 O₂ + 2 H₂O → 2 FeSO₄ + 2 H₂SO₄. C'est ce que cherchaient les fabriques de vitriol : on grillait la pyrite dans des fours spéciaux, puis on la lavait (lixiviation), et le sulfate, qui se dissout dans l'eau, passait dans l'« eau mère », que l'on concentrait jusqu'à cristalliser le vitriol vert, FeSO₄·7H₂O. En 1862, Zampari compte le coût du combustible pour les deux phases : 0,36 L. par tonne de pyrite pour le grillage et 1,80 L. pour concentrer l'eau mère.

Pour l'acide sulfurique, on grille la pyrite jusqu'à obtenir du dioxyde de soufre, SO₂, qui s'oxyde en trioxyde de soufre, SO₃ ; celui-ci avec l'eau donne H₂SO₄. La pyrite de Brosso convenait : Jervis la dit en général dépourvue d'arsenic probable et Zampari décrit la pyrite compacte comme « dépourvue d'arsenic » et à 45-50 % de soufre ; l'arsenic aurait rendu l'acide impur. La même oxydation se produit toute seule dans les galeries abandonnées : en 1996, dans le complexe de Salvere, Chiappino a trouvé deux petits lacs d'eau rougeâtre au pH inférieur à 3, à cause de l'oxydation de la pyrite.

Sources: Chiappino 2010, p. 25-26 ; Zampari 1862, p. 1-2 ; Jervis 1873, p. 118 ; Chiappino 1996, p. 70-71

Les Sclopis et l'acide sulfurique

Selon Chiappino, la fabrique turinoise d'acide sulfurique des Sclopis fut fondée en 1812 par Vittorio Sclopis probable. Les frères Ignazio, Giuseppe et Camillo achètent les mines de Brosso en trois actes, en 1839, en 1844 et en 1849 probable. Vers le milieu du XIXe siècle, la famille commence à utiliser la pyrite pour produire de l'acide sulfurique à Turin probable : à partir de 1855 selon l'écomusée, à la place du soufre naturel probable. La pyrite remplaça le soufre aussi parce que le roi de Naples avait donné à l'entreprise Taix e C. le droit exclusif sur les soufrières siciliennes, en faisant monter les prix probable. En 1858, la fabrique ne dépend plus de l'étranger et la production de pyrite augmente beaucoup probable.

En 1873, Jervis écrit que les Sclopis extraient environ 10 000 tonnes de pyrite par an. Selon Sclopis, résumé par Novarese, ce n'est qu'au XIXe siècle que Brosso devint une mine de pyrite au sens propre : le minerai se vendait aux fabriques d'acide sulfurique de l'Italie du Nord ou s'exportait sans être traité sur place probable. L'ingénieur Vittorio Sclopis réunit les concessions de Montefiorito et de Baio en une seule de 900 hectares probable ; à la fin du XIXe siècle, la production avait plus que décuplé par rapport à l'époque du vitriol probable.

Sources: Chiappino 1996, p. 47 ; Chiappino 2010, p. 26 ; ISPRA, fiche du musée de Brosso ; fiche de l'écomusée de Brosso, « Cronologia delle miniere » ; Jervis 1873, p. 118 ; Novarese 1901, p. 75

Le rapport Zampari de 1862

Le 28 décembre 1862, Francesco Zampari, aide des Mines, signe à Turin un rapport sur la « Miniera di pirite di ferro di Brozzo dei Fratelli Sclopis », la mine de pyrite de fer de Brozzo des frères Sclopis. La mine donne 2 200 tonnes de pyrite par an. Environ 1 000 tonnes, la pyrite « moins compacte », sont grillées sur place pour le sulfate de fer : on en tire environ 200 kilos par tonne, vendus 90 lires la tonne. Les 1 200 autres tonnes de pyrite compacte vont brutes aux fabriques d'acide sulfurique de Turin.

Zampari regarde surtout les coûts. Une tonne de pyrite coûte 4,75 L. d'extraction, 7,50 L. de transport de la mine à Ivrée et 4,10 L. d'Ivrée à Turin : le transport pèse plus que l'extraction. Il propose une route charretière de la mine à Caglia, qui ramènerait le transport jusqu'à Ivrée à 3,50 L., et imagine de vendre 1 000 tonnes par mois à la Casa Daniel de Marseille, par le train jusqu'à Gênes puis par bateau : la valeur de la mine doublerait. Dans ses comptes, le revenu net est de 64 960 L. par an.

Sources: Zampari 1862, p. 1-3

La pyrite au XXe siècle

La dernière étape connue des Sclopis est un établissement à Valcava pour la préparation mécanique des minerais et l'enrichissement des pyrites pauvres en soufre probable ; à partir de 1907, écrit Chiappino, un téléphérique porte le concentré à la gare de Montalto Dora probable. En 1931, les mines passent à la Montecatini, la société minière et chimique italienne, qui y extrait de la pyrite jusqu'à l'épuisement dans les années 1960 probable. Selon le dernier directeur, l'ingénieur Bonino, depuis le XVIIIe siècle Brosso ne fut exploitée que pour la pyrite et l'oligiste fut laissé en place probable.

Traversella aussi, après le début du XXe siècle, extrait de la pyrite et de la chalcopyrite, utilisées surtout pour produire de l'acide sulfurique. Dans le silo construit par la FIAT vers 1940, pyrite et chalcopyrite se récupèrent par flottation probable.

Sources: Chiappino 2010, p. 26 ; Vescovo 2002, p. 79-80 ; Costa et al. 2019, p. 2 ; site du Museo della Miniera, « Il Museo »

Ce qui reste

Parmi les vestiges de Brosso, Chiappino énumère l'établissement du vitriol de Bore et les fours coniques pour le grillage de la pyrite probable. Sur le plan des travaux de 1924 qu'elle utilise dans sa thèse, les fours coniques pour la pyrite sont deux, marqués des numéros 7 et 8, près de la cote 560 ; sur la même carte apparaissent la villa Sclopis avec l'établissement du vitriol de Bore et deux fours cubiques. Ce qu'on grillait dans les fours de la Strada delle Vote est en revanche discuté : la page « Qui pense autrement » le raconte.

Sources: Chiappino 2010, p. 29 ; Chiappino 1996, p. 64-65, fig. 10.1

Pour la classe

Des calculs à faire avec les chiffres de Zampari. Si de chaque tonne de pyrite grillée on tire environ 200 kilos de sulfate de fer vendu 90 lires la tonne, combien vaut le sulfate tiré des 1 000 tonnes de l'année ? (Environ 200 tonnes, 18 000 lires.) Combien coûtait le transport d'une tonne de pyrite jusqu'à Turin par rapport à son extraction ? (11,60 L. de transport contre 4,75 L. d'extraction : environ deux fois et demie.) Enfin, avec les masses atomiques de S, Fe, O et H, calculez le pourcentage de soufre dans la pyrite pure et comparez-le avec les 45-50 % de la pyrite compacte de Brosso.

Sources: Zampari 1862, p. 1-3