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Sidérite

Bien que les minerais de fer spathiques (carbonatés), tels que la sidérite, aient été économiquement importants pour la production d’acier, ils sont loin d’être idéaux comme minerai.

Leur minéralisation hydrothermale tend à les former sous forme de petites lentilles de minerai, suivant souvent des plans de litière à forte trempe. Cela les rend non compatibles avec le travail à ciel ouvert et augmente le coût de leur travail en extrayant avec des chantiers horizontaux. Comme les corps de minerai individuels sont petits, il peut également être nécessaire de dupliquer ou de déplacer la machine de tête de fosse, le moteur d’enroulement et le moteur de pompage, entre ces corps au fur et à mesure que chacun est élaboré. Cela fait de l’extraction du minerai une proposition coûteuse par rapport aux forages à ciel ouvert typiques de la pierre de fer ou de l’hématite.

Le minerai récupéré présente également des inconvénients. Le minerai de carbonate est plus difficile à fondre qu’une hématite ou un autre minerai d’oxyde. L’élimination du carbonate sous forme de dioxyde de carbone nécessite plus d’énergie et le minerai « tue » le haut fourneau s’il est ajouté directement. Au lieu de cela, le minerai doit recevoir une étape de torréfaction préliminaire. Le développement de techniques spécifiques pour traiter ces minerais a commencé au début du 19e siècle, en grande partie grâce aux travaux de Sir Thomas Lethbridge dans le Somerset. Son « moulin à fer » de 1838 utilisait un four de torréfaction concentrique à trois chambres, avant de faire passer le minerai dans un four de réduction séparé pour la fusion. Les détails de ce moulin étaient l’invention de Charles Sanderson, un sidérurgiste de Sheffield, qui en détenait le brevet.

Ces différences entre le minerai spathique et l’hématite ont conduit à l’échec d’un certain nombre de sociétés minières, notamment la Brendon Hills Iron Ore Company.

Les minerais de fer spathiques sont riches en manganèse et ont un phosphore négligeable. Cela a conduit à leur seul avantage majeur, lié au processus de fabrication de l’acier Bessemer. Bien que les premières démonstrations de Bessemer en 1856 aient été couronnées de succès, les tentatives ultérieures de reproduire cela ont été des échecs infamants. Les travaux du métallurgiste Robert Forester Mushet ont découvert que la raison en était la nature des minerais suédois que Bessemer avait utilisés innocemment, étant très pauvres en phosphore. L’utilisation d’un minerai européen typique à haute teneur en phosphore dans le convertisseur de Bessemer a donné un acier de mauvaise qualité. Pour produire de l’acier de haute qualité à partir d’un minerai riche en phosphore, Mushet s’est rendu compte qu’il pouvait faire fonctionner le convertisseur Bessemer plus longtemps, en brûlant toutes les impuretés de l’acier, y compris le phosphore indésirable et le carbone essentiel, puis en ajoutant du carbone, avec du manganèse, sous la forme d’un minerai de ferromanganèse auparavant obscur sans phosphore, spiegeleisen. Cela a créé une demande soudaine pour spiegeleisen. Bien qu’il ne soit pas disponible en quantité suffisante en tant que minéral, des aciéries telles que celle d’Ebbw Vale dans le sud du Pays de Galles ont rapidement appris à le fabriquer à partir des minerais de sidérite spathique. Pendant quelques décennies, les minerais spathiques étaient maintenant en demande, ce qui a encouragé leur extraction. Avec le temps cependant, le revêtement « acide » original, fabriqué à partir de grès siliceux ou de ganister, du convertisseur Bessemer a été remplacé par un revêtement « basique » dans le procédé développé par Gilchrist Thomas. Cela a éliminé les impuretés de phosphore sous forme de scories, produites par réaction chimique avec la doublure, et n’a plus besoin de spiegeleisen. À partir des années 1880, la demande de minerais diminue à nouveau et plusieurs de leurs mines, y compris celles des collines de Brendon, ferment peu après.