Les scories métallurgiques

[farioman]

Bonjour,

 

Merci et perso BRAVO pour ce sujet et les infos (pas fonctionnel mais super instructif ce site : http://hist-met.org/images/pdf/nsc2.pdf) .

 

Pour moi les déchets de fonderies font partis du patrimoine archéologique de ma région si riche en histoire minières, parfois oubliés au Pays Basque.

 

Adepte de la recherche de pierre aux abords des rivières, dans la NIVE, on y ramasse une multitudes de déchets qui doivent aller de la préhistoire au XX siècle....leur particularités c'est le magnétisme et facile à reconnaître.

 

Il y a eu des mines de tout ici : Or, Argent, Cuivre, Fer, Plombs,.....j'ai donc commencé à ramassé  et "entasser " (ces objets anthropiques !) qui est devenue au fil du temps : une collection diverses et variés :

DE DÉCHETS DE FONDERIE AU PAYS BASQUE.

 

VOICI UNE PARTIE DE MA COLLECTION (maintenant je ne sais pas encore identifier avec précisions tous les types de scories !).

 

Je me sent beaucoup moins seul sur ce sujet maintenant !

 

 

 

[mr42]

Ça commence à faire une belle collection, tiens-nous au courant de tes nouvelles trouvailles.

Il faut aussi aller voir ce sujet :

http://www.geoforum.fr/topic/31656-de-si-beaux-dechets/

Ce qui est intéressant, c’est de retrouver les sites des anciennes fonderies, on peut alors rattacher les scories à un métal particulier et à un procédé d’extraction.

Connais-tu de tels sites dans ton secteur ?

[farioman]

Bonjour,

 

Merci pour tes encouragements.

j'ai consulté le sujet : intéressant.

 

OUI, il y a de tels sites sur mon secteur....LE PAYS BAQUE.

MAIS TOUS ces résidus de fonderie sont ramassés dans les NIVES.

Pour ceux que je récolte à USTARITZ :  certains peuvent avoir mis beaucoup de temps et venir de plusieurs dizaines de kilomètres.

 

En fait je te rejoins sur les sites des ancienne fonderie c'est très intéressant beaucoup ont disparus.

Mais si on a des scories en les analysants on peut déterminer le métal et surement distinguer tel où tel procédés d'extraction...et parfois pourquoi pas certaines zone géographiques (c'est pas très grand le pays basque ! ??? 

 

VOILA LE RESTE DE "ma collection de résidus de fonderie du Pays Basque"...

Cela fait déjà une bonne centaines de pièces en tout (de quoi étudier...pour celui qui veut !).

[mr42]

Ce n’est qu’un début, il reste beaucoup de type de scories à décrire.

Dans l’état actuel, le lien avec le site de production est précieux pour comprendre comment les scories se sont formées. C’est seulement après que l’on peut identifier des scories trouvées au hasard.

 

Oui, l’analyse chimique aide à comprendre mais ce n’est pas toujours simple.

Il faut bien se rappeler que si on cherche à extraire un métal, ce n’est pas pour le laisser dans les déchets.

Prenons le cas du fer : les laitiers de hauts-fourneaux modernes ne contiennent pas plus de 0,5 % de fer. Les procédés anciens étaient moins efficaces mais pas si mauvais que ça…

Dans le cas du plomb, c’est encore plus piégeant : il reste très peu de plomb dans les déchets mais pour améliorer le procédé, on rajoute des oxydes de fer. Et en plus, les minerais de plomb et de zinc sont souvent associés dans la nature. Comme le zinc a moins de valeur que le plomb, on le laisse tomber. Résultat : les scories de plomb contiennent facilement 10 fois plus de fer ou de zinc que de plomb…

[farioman]

Bonjour,

 

Voici mes derniers ramassages "de scorie métallurgique" du Pays Basque !

 

Que de variétés......

 

Bon Week-end

[mr42]

Bonjour Farioman et merci de relancer ce sujet.

Ça vient toujours des rivières?

Bien sûr, les cailloux peuvent voyager mais plus il y en a, plus on se rapproche de la source...

Il y aurait une petite recherche à faire sur les sites métallurgiques du secteur, actuels ou anciens.

[Tibojan]

Salut, et tout d'abord merci mr43 pour ce sujet très intéressant !

J'avais une petite question, j'ai trouvé ce qui semble être des scories près d'un ancien site d'extraction de lignite destinée à la production d'électricité. Je voulais donc savoir dans un premier temps si ce genre d'exploitation engendre la production de scories ou si celles que j'ai trouvées se sont plutôt retrouvées là par hasard pour combler les trous d'un chemin?
Je posterai des photos dès que je pourrai :)

Merci !

[mr42]

Le lignite coûte très cher à transporter, il est généralement brûlé sur place dans des centrales thermiques qui produisent beaucoup de cendres, lesquelles sont utilisées pour remblayer la mine. L’aspect de ces cendres dépend du type de chaudière.

Attendons de voir les photos…

[Tibojan]

Merci pour ta réponse. Certains éléments sont vitrifiés, d'autres poreux, et certains ont une forme "en sapin". Il ne faut pas prendre en compte la couleur verte sur certaines photos, c'est le reflet de l'herbe, les échantillons vitrifiés sont noirs et les non vitrifiés gris brillant (le même brillant que l'anthracite par exemple ). Voici les photos:

 

 

En te remerciant par avance pour ta patience !

[mr42]

D’après les photos, ce ne sont pas des cendres ni des mâchefers, rien à voir avec la combustion du lignite.

Les deux premiers ont une bonne tête de laitier de haut fourneau.

Les 3 et 4 ressemblent également à des scories métallurgiques, voir quelques messages plus haut les scories de St Bénin d’Azy.

Le 5 est bizarre, je n’ai rien vu de semblable mais je suis loin d’avoir tout vu.

Pour le 6, un résidu métallurgique est possible mais ça fait plus déchet de verrerie.

[Tibojan]

Merci beaucoup pour ta réponse (et désolé pour le retard de la mienne) !

 

D'accord, aucun rapport avec la production de lignite donc. Le 5 est très étrange effectivement, au niveau de la couleur la photo ne rend pas très bien, c'est plus comme les 2 premières photos, et à la cassure on voit des fibres de couleur gris/noir brillantes. Sur le haut de l 'échantillon on trouve également des petites bulles.

Concernant le 6, il n'est pas du tout transparent, est-ce que ça peut correspondre quand même à un résidu de verrerie?

[mr42]

Pour le 5 et le 6, il sera difficile d’en dire plus sur de simples photos. Est-ce que tu saurais déterminer leur densité ? Pour le 5, il serait bien d’avoir des vues sous d’autres angles.

Essaie de prendre tes photos à la lumière du jour, de préférence en extérieur mais pas en plein soleil, les couleurs seront mieux rendues.

[farioman]

Le 23/4/2018 à 22:23, mr42 a dit :

Bonjour Farioman et merci de relancer ce sujet.

Ça vient toujours des rivières?

Bien sûr, les cailloux peuvent voyager mais plus il y en a, plus on se rapproche de la source...

Il y aurait une petite recherche à faire sur les sites métallurgiques du secteur, actuels ou anciens.

Bonjour,

 

OUI tout cela provient de la rivière : LA NIVE. Roulé par les rivières torrentielles.

"Les sources" sont entre 5 et 60 Kms de mon lieux principal de ramassage...

ON redécouvre peu à peu grâce au travail des archéologues locaux la richesse du passé minier  du Pays Basque...Fer, cuivre, argent, or,.....TOUT CELA FUT EXPLOITE ICI.

 

En analysant toutes ses scories diverses et variées ( où je pense on peut déterminer : le métal recherché, les techniques employées et l'ancienneté ??)...on en saurait encore plus !

 

TIBOJAN, Pour le  dernier, à vue d’œil (vu la cassure conchoïdale !) : on dirait bien du verre.

 

Au plaisir,

 

[Sylvain0778]

Le 15/09/2017 à 22:43, trenen23 a dit :

Très bonne idée. J'ai toujours cette fascination pour toutes ces architectures de métal ou tant d'hommes ont laissé une partie de leur vie.

 

On dirait - la nuit - de vieux châteaux forts
Bouffés par les ronces - le gel et la mort
Un grand vent glacial fait grincer les dents
Monstre de métal qui va dérivant

 

Les Mains d'Or, B. Lavilliers

 

Serge

 

Bjr Serge j'en ai trouvé apparement'7n scorie de haut fourneau de 745 gr environ mais je ne'n suis pas encore sûr sûr, celui ci-dessus a été cassé en deux et l'exterieur est different et il a des cratères sur la partie arrondie également.il est un peu différent et très vieu je pense quand même donc je verrai c jours-ci, si toutefois elle n'a pas de valeur je veux bien vous l'envoyez plus tard, pour plus d'infos regarde mon poste. Cordialement.

[farioman]

Bonjour,

 

Encore quelques spécimens de "déchets de fonderie du Pays Basque"....

 

B week-end,

[mr42]

Les scories de bas-foyers ou bas-fourneaux manquaient à cette revue.

Un petit tour du côté de Saint-Fargeau permet combler cette lacune.

Les études archéologiques confirment que la Puisaye a connu une importante activité métallurgique dès l’époque gallo-romaine.

https://journals.openedition.org/rae/7118

 

Voici quelques exemplaires recueillis le long des chemins ou au bord des champs. Les archéologues ont tout dit, il n’y a plus grand-chose à rajouter.

La plupart de ces scories présente un éclat métallique avec un couleur gris sombre et des croûtes de solidification d’aspects variés.

Quelques scories, plus rares, montrent un aspect vitreux et une couleur qui tire vers le bleu-vert.

 

Les scories grises à éclat métallique sont en grande partie cristallisées.

Photo suivante sur cassure fraîche, on voit des aiguilles et des faces de clivage atteignant 5 mm.

Elles sont localement faiblement magnétiques.

Sur les plus compactes, la densité atteint 3,4 à 3,5. La teneur en bulles est très variable.

 

L’intérieur des bulles est parfois tapissé de cristaux qui devraient être automorphes. Les formes rectangulaires prédominent avec également des faisceaux de baguettes et des dendrites. Tous ces cristaux sont attaqués par l’acide chlorhydrique. Il s’agit probablement de fayalite. Les études archéologiques confirment une forte teneur en fer, principalement sous forme de fayalite.

 

 

 

 

Les scories bleu-vert ne montrent aucun signe de cristallisation et font penser à certaines scories de hauts-fourneaux au charbon de bois, voir notamment le Pays d’Ouche.

 

La carte géologique (notices Bléneau et Saint-Fargeau) nous renseigne sur les formations ferrugineuses qui ont été exploitées.

Certaines sont toujours utilisées du côté de Saint-Amand pour la production de pigments : goethite ou limonite pour l’ocre jaune, hématite pour l’ocre rouge.

 

Tous ces minerais contiennent une forte teneur en silice. Lors de la réduction, les oxydes de fer étaient piégés sous forme de fayalite et le rendement devait être médiocre. C’est aussi pour ça que ces scories ont été ré-exploitées au début du 20ème siècle à destination des hauts-fourneaux de Lorraine.

[jjnom]

Superbes photos de cristaux squelettiques. Les voir en lame mince, c'est une chose, en 3D, c'en est une autre. Ce type de cristal et ceux disposés en gerbe sont les signes d'un gradient de refroidissement très fort.

Quelques interrogations. La fayalite est fréquente dans les scories mais elle présente une densité de 4,4, loin des "3,4 à 3,5 pour les plus compactes". On a certainement ici de l'olivine riche en Fe qui cristallise en gerbes mais est-ce vraiment de la fayalite? Le groupe des olivines est vaste… Ou sinon, il devrait y avoir une partie importante de l'échantillon sous forme d'un autre minéral bien moins dense.

A ce sujet, la forme des cristaux présentant des faces rectangulaires ne cadre pas bien avec celle de la fayalite. Voir ici: http://opticalmineralogy.blogspot.com/p/blog-page.html

Un p'tit coup de spectro pour voir du côté de Ca et Al (pas d'analyse des scories cristallisées dans l'article)?

[mr42]

Bonjour jjnom et merci pour l’intérêt que tu portes au sujet.

Les cristaux rectangulaires ne sont visibles que sur la paroi interne de certaines bulles. Il ne s’agit peut-être que d’un épiphénomène.

 

Les archéologues ne donnent que des indications sommaires sur la composition des scories cristallisées mais on peut noter :

- 30 à 60 % de FeO, en supposant qu’ils ne viennent que de fayalite, ça peut donner 40 à 85 % de fayalite, il y a la place pour d’autres minéraux ;

- il y a très peu de magnésium, donc peu ou pas de forstérite ;

- un fort excès de silice par rapport à la fayalite pure ce qui devrait abaisser la densité ;

- le calcium n’est présent qu’en faible quantité dans les scories cristallisées et beaucoup plus dans les scories vitreuses. Les auteurs vont plus loin et relient le caractère vitreux à la teneur en calcium.

- à part FeO et SiO2, le seul ingrédient notable mentionné est Al2O3 mais il doit y en avoir d’autres car on est loin des 100 %...

 

Le lien que tu indiques porte sur les propriétés optiques de la forstérite et de la fayalite et il y a une grosse différence. Les paramètres des deux mailles cristallines sont au contraire très proches et difficilement discernables sur la seule forme des cristaux.

[gryph58]

supers esthétiques ces cristaux ! Bravo pour ces clichés parce que des trucs métalliques brillants de moins d'1 mm c'est très difficile à photographier !

[jjnom]

il y a une heure, mr42 a dit :

ça peut donner 40 à 85 % de fayalite

Pour moi, ça coince sur la densité.

Prenons le bas de la fourchette avec 40% à densité 4,4: le reste devrait être 60% à densité moyenne 2,9. Ca, c'est jouable; mais ces 60% là se verraient comme le nez au milieu de la figure….

Fourchette haute avec 85% de fayalite: l'objet devrait avoir au moins une densité de 4.

C'est quand même gênant, pour un article scientifique, de se contenter de donner uniquement des fourchettes. Figurer les analyses complètes de 3 ou 4 exemplaires n'auraient pas été une mauvaise idée.

il y a une heure, mr42 a dit :

le calcium n’est présent qu’en faible quantité dans les scories cristallisées

Et c'est ça qui m'épatate. Le Ca va bien pour baisser les densités. Or, ici, il a l'air de briller par son absence.

 

il y a une heure, mr42 a dit :

Le lien que tu indiques porte sur les propriétés optiques de la forstérite et de la fayalite et il y a une grosse différence. Les paramètres des deux mailles cristallines sont au contraire très proches et difficilement discernables sur la seule forme des cristaux.

Là, on ne s'est pas compris. Le lien voulait juste montrer que la forme habituelle d'un cristal d'olivine (entre autres d'une fayalite), ne cadre pas avec la forme des minéraux rectangulaires.

Maintenant, le refroidissement très rapide d'une olivine peut-il aboutir à un résultat tel que la face (010) serait hyper représentée par rapport aux autres?...

Même si c'est un épiphénomène, ça me titille la curiosité.

Ces cristaux sont-ils tous tabulaires ou ont-ils parfois une forme de prisme à base carrée?

 

Allez, bonne nuit, M'sieur mr42.

 

 

[mr42]

 

Le 03/10/2018 à 21:45, gryph58 a dit :

supers esthétiques ces cristaux ! Bravo pour ces clichés parce que des trucs métalliques brillants de moins d'1 mm c'est très difficile à photographier !

Merci Chantal,

les faces les plus réfléchissantes ont eu la bonne idée d’être à peu près dans le même plan.

Quand ça brille dans toutes les directions, c’est plus compliqué.

 

Il y a 23 heures, jjnom a dit :

Pour moi, ça coince sur la densité.

 

Tout à fait d’accord, la densité pose des questions.

Comme j’ai peu d’échantillons, j’ai donné quelques coups de marteau pour éliminer les plus grosses bulles. Sur une série de 4, j’obtiens pour densités : 3,7 3,3 4,0 3,4…

C’est plutôt dispersé.

Ces variations peuvent s’expliquer par des bulles cachées ou par des inclusions de charbon de bois.

J’ai remarqué quelque chose d’étrange : après attaque à l’acide chlorhydrique, les échantillons laissent des traces noires sur les doigts, comme de la suie. Il semble y avoir des plaques de suie coincées entre les cristaux.

Il faudra aussi que je retourne sur le terrain, je ne m’attendais pas à voir autant de choses dans ces scories.

Deux autres photos qui montrent mieux la géométrie des cristaux, il n’y a pas que des angles droits :

 

[jjnom]

La porosité peut être une partie de l'explication au problème de la densité. Peut être une autre partie dans la densité du verre dans lequel baigne les cristaux (et il semble que le verre soit assez abondant sur la photo 6). Le verre devrait logiquement être plus riche en silice et donc moins dense.

Pour ce qui est des formes de la fayalite dans les scories, c'est bien plus varié que dans les roches: tablettes, pyramides tronquées, queue d'aronde, …. Ch Nicollet a travaillé sur le sujet mais plutôt sur la forstérite en fonction du gradient de refroidissement et du degré de surfusion.

Une image trouvée sur le web, d'une fayalite en tablette d'une scorie de Lauthental (Allemagne).

 

[mr42]

J’avais oublié l’échelle sur les deux dernières photos : la largeur de champ est de 1,7 mm.

 

La vitesse de refroidissement joue certainement un rôle mais les cristaux les mieux formés (qui ne sont pas les plus gros) se trouvent sur la paroi intérieure des bulles, là où les gradients thermiques ont dû être les plus faibles.

 

Voir aussi cet article, il y a une revue des formes possibles de l’olivine :

https://academic.oup.com/petrology/article/54/3/539/1462792

Ça correspond assez bien à ce qu’on retrouve dans les scories de Puisaye.

 

Pour abaisser la densité, il y a aussi des résidus charbonneux. Les archéologues les ont utilisés pour la datation mais ils ne les décrivent pas.

[SACHA16]

Il y a 2 heures, mr42 a dit :

La vitesse de refroidissement joue certainement un rôle mais les cristaux les mieux formés (qui ne sont pas les plus gros) se trouvent sur la paroi intérieure des bulles, là où les gradients thermiques ont dû être les plus faibles.

Merci tout d'abord pour ces belles photos de cristaux, que nous somme sans doute fort nombreux a n'avoir jamais soupçonné l'existence. Et merci aussi pour les explications qui vont avec.

En fouillant dans mes vieilles connaissances mécas (vi vi elles sont bien rouillées elles aussi), une question me taraude l'esprit , les dites bubulles, elles sont externes ou ce sont aussi des retassures (bubulles internes, mais toi petit futé tu dois savoir)? Parce que sur les retassures, les gradients thermiques seraient normalement encore plus faible, et là, la présence de cristaux serait peut être aussi probable?

[mr42]

En général, les bulles des scories sont internes mais elles peuvent toujours remonter à la surface. On les trouve en jouant du marteau...

Le contexte est différent : les retassures sont des défauts de pièces en cours de fabrication, elles sont dues à la contraction du métal au cours de la solidification.

Ici on est sur des scories, c’est-à-dire des déchets. Les bulles sont formées par les gaz produits par la réaction du charbon avec l’oxygène de l’air ou du minerai.

Les métaux sont presque toujours formés de cristaux, les retassures sont des vides entourés de cristaux mais les cristaux des métallurgistes ne valent pas ceux des géologues.