ROMA

TOLFA, 16

Relazione del prof. Giuseppe Ponzi sul minerale del ferro di Tolfa e sullo sperimento fatto del medesimo in Francia.

ANNO XIII — 17 ottobre 'I S46.

Molti tra i principali azionisti della società anoni­ma delle miniere del ferro e degli stabilimenti per la manifattura del medesimo nello Stato Pontificio, quantunque fossero fatti certi dalle osservazioni de' geologi e de' mineralogi convalidate da ripetuti espe­rimenti, della bontà della materia prima che si trae da esse miniere, e benché pur conoscessero quanto la medesima idonea riuscisse alla fusione, malleazione, e in fine ad ogni uso; vollero sempre più verificarne i risultati facendone nuovo e grande saggio in alcuna famosa officina dell'estero; e tale si fu il notissimo e grande stabilimento francese di Vienna nel Delfinato appartenente al sig. Victor Frerejean, ove fu spedita una rilevante quantità di minerale della Tolfa, ond'era stata caricata una nave per cura ed a spese della società. Del qual minerale si fece scelta a preferenza d'ogn'altro si perché èquesto il più ricco delle nostre miniere, e sì perché non avevano po­tuto aver luogo esperimenti in grande di siffatta materia prima a causa della deficienza di quegli alti for­ni fusorii e di que' giganteschi apparecchi che si richiedeano all'uopo, mentre il ferro delle altre miniere di Monteleone, di Gavelli ec. oltre all'essere riconosciuto e sperimentato da secoli come idoneo ad ogni uso; aveva pure subito di fresco bastevoli esperimenti nei forni dello stabilimento stesso di Terni; né si poteva far luogo a dubbiezza alcuna, che non fosse per soddisfare a tutti gli usi con ottimo risultato.
Affine pertanto di dare all'atto che si voleva compiere tutta la possibile solennità ed autenticità, la società anonima vi fu rappresentata da' signori Paolo Costa e Bartolomeo Polverosi, due de'principali azionisti, non che dal sig. Gauthier direttore dello stabilimento di Terni,. a'quali io ebbi l'onore d' essere aggiunto, e di ciò onde fui testimonio accettai tanto più volentieri l'invito a darrne al pubblico contezza, in quanto ebbi la soddisfazione di vedere in tal guisa pienamente giustificati que'calcoli e quelle previsioni che basate sulle teorie della scienza e sugli studi da me fatti su' luoghi, non che sugli esatti sperimenti ese­guiti dal chiarissimo sig. prof. Francesco Massimi,(1 Di tali saggi del minerale di Tolfa ottenuti in Roma per opera del sullodato prof. Massimi si diè cen­no nell' Album de' 5 settembre del corrente anno sotto l'articolo Miniere di Tolfa.) avemmo il piacere di significare in antecedenza a' principali membri dell'anonima società.
Per fornire adunque a' lettori una adeguata idea delle operazioni ch' ebbero luogo nello stabilimento francese diretto dal menzionato sig. Frerejean non sarà inopportuno il premettere un cenno di descrizione del forno in cui si operò, e dei materiali che vi furono impiegati.
Conta il forno di Vienna oltre cinque anni di continua azione, ed é uno di quelli costruito secondo i moderni perfezionamenti. Si eleva questo a modo di torre per l'altezza di piedi trenta, la forma dell'interna capacità è al solito doppiamente conica, e nel maggior diametro si estende a piedi dodici.
E la cavità interna di figura circolare, meno la infima parte che costituisce il crogiuolo, la quale è quadrata: sulle di lui pareti sono tre aperture per ricevere il vento da tre opposti lati. La faccia anteriore poi presenta i soliti meati, per i quali vengono scaricate le scorìe, e il ferraccio allorché si fa la scea.
La fabbrica di questo forno étutta in mattoni refrattarii, meno il crogiuolo, ch'é costruito di una pietra arenaria silicea egualmente resistente al fuoco, non altrimenti che la nostra pietra santa.
Il vento perviene nella cavità del forno dai due opposti Iati, tenendosi chiuso quello posteriore, per servirsene secondo il bisogno. Una macchina soffiante vi fa penetrare una corrente di aria, riscaldata prima separatamente. La bocca superiore del forno non ha alcuna chiusura, per cui il calorico perduto non è imcircostante.
Davanti questo forno sono scavate delle fosse longitudinali rivestite di piastre di ferro fuso entro le quali scorre il ferraccio, allorché si fa la scea, e que­ste sono proporzionate alla quantità che ne scarica il forno.
Una maestranza di cinque uomini costantemente vi lavora. Sono distribuiti essi, due in alto per alimentare colle cariche il forno, tre in basso per governarlo.
Due sono poi i minerali che lo alimentano continuamente. uno di questi si scava dalle miniere della contrada St. Quintin presso la Verpilliere concedute dal re alla società di Vienna, l'altro é quello in grani, che la società stessa fa trasportare dalla Borgogna.
Il minerale di St. Quintino è un ferro oolitico, che nelle miniere si presenta in letti alquanto inclinati a N. E. che fanno parte e concordano colle calcaree che costituiscono la roccia.
Questo minerale si compone di ferro ossidato-idrato, insieme a una gran quantità di carbonato di calce. In questi letti, si contengono moltissime conchiglie di origine marina, le quali chiaramente ci dimostrano essere questo ferro depositato dalle acque nell'istessa guisa che le roccie che lo comprendono: per questa causa il minerale é assai povero, e può dirsi piutto­sto una calcarea ferrifera che un vero minerale di ferro. Difatti ha un' aspetto terroso di un rosso bruno lavato e poco intenso, e spesso le conchiglie appariscono convertite in purissimo carbonato di calce spatico. Tutte queste combinazioni non rendono suscettibile il minerale di St. Quintino che del prodotto di 25 al 30 per cento. Il minerale di ferro in grani di Borgogna si compone di una quantità di granelli del volume di un grano di pepe o di pisello che si trovano mescolati a qualche ciottoletto calcareo dell'istesso volume. Questi grani trovansi mescolati alle sabbie e ghiaie che inondano la parte bassa della Borgogna. Un minerale di simil natura i cui grani arrivano talvolta anche alla grossezza di un oliva, rinveniamo presso di noi nelle ghiaje e sabbie subappennine che costituiscono certe contrade del littorale adriatico. Il ferro in grani tanto in Francia che nostrale si compone di puro ossido di ferro passato allo stato idrato per aggiunta dell'acqua. La formazione poi in grani rotondi é internamente dipendente dal movimento delle acque che depositavano quei letti, nella stessa maniera che vediamo formare li pisoliti calcarei nel lago dei tartari denominati confetti di Tivoli. Quel minerale in grani che si trae dalla Borgogna (prescindendo dalla forma granulare esterna, dipendente onninamente da cause straniere e accidentali) nella sua chimica composizione é assolutamente analogo ai nostri minerali di Gavelli e di Pupagi che sembrano avere sortita la medesima origine: che se questi si presentano in depositi, ciò é relativo alla ristrettezza dei bacini entro cui erano comprese le acque, come bene si scorge a Gavelli e in altri luoghi degli appennini. Il minerale ingrani di Borgogna è ricco al pari del nostro e contiene una quantità di puro ferro da potersi ragguagliare dal 60 all'80 per cento. La qualità é ottima e perciò viene impiegato a Vienna per correggere la povertà di quello di St. Quintino, mescolandoli in­sieme nell'atto stesso della carica.
Il fondente poi che si adopera nel forno del sig. Frerejan é la calce, facendo uso di castina o di una roccia calcare che si estrae nelle stesse vicinanze di Vienna. Questa calcarea ha un colore grigiastro, e un tessuto litografico, talvolta notata di venature spati-che, talvolta di un aspetto assolutamente cristallino saccaroide.
Non solamente queste roccie, ma eziandio la loro stessa formazione è identica a quella che costituisce i nostri appennini, e però possiamo credere rinvenirsi presso di noi lo stesso fondente adoperato in Francia nello sperimentare il minerale della Tolfa. Calcaree di simil natura compongono tutta la catena appennina, e perciò si avranno sempre prossime in qualunque luogo si stabilisca d'eseguire una opera­zione metallurgica di ferro.
Alle calcaree che formano la castina nel forno di Vienna si aggiunge la crasse che si raccoglie attorno i magli, e le scorte dei forni di seconda lavorazione. Il combustibile é il coke di prima qualità proveniente dalle fabbriche di St. Etienne.
Le operazioni a cui preventivamente vanno soggetti questi materiali é l'abbrustolimento del solo minerale di St. Quintino, adoperandosi quello in grani tal quale viene dalla Borgogna già scelto e lavato. La torrefazione si fa nei soliti forni detti di ringrane alquanto ampi, e alla maniera ordinaria, adoperando eziandio il coke.
Di questi materiali si carica il forno fusorio, dove soggiornano per lo spazio di 36 ore prima di uscirne convertiti in ferraccio. Le colate di questo si fan­no due volte nelle ventiquattro ore, cioé alle 6 del
mattino, e alle 6 della sera, avvertendo di scolare interamente il crogiuolo in quella del mattino, e di lasciarne un poco in quella sera per prevenire durante la notte un raffreddamento. Il risultato che si ha da tali materiali é un ferraccio dì buona qualità da ragguagliarsi coi minerali impiegati da un 30 a un 40 per cento.
Premesse queste cose stimo ben fatto alle dei materiali francesi aggiungere alcuna cosa notizie sul nostro minerale della Tolfa, onde meglio si comprendano le operazioni da noi praticate nello stabilimento di Vienna. Ne' monti della Tolfa si rinviene dunque cotesto minerale, non già in letti originati dall'acqua come sono quelli delle miniere francesi ricordate di sopra, ma in filoni o dikes , e si riconosce fuso dal fuoco e spinto a penetrare sotto forma fluida o pa­stosa entro le spaccature che attraversano le roccie calcaree e stratificate di quei monti nella stessa guisa che si produsse il minerale dell'isola dell'Elba in Toscana, colla differenza però, che quello si formò di ferro ossidulato, questo di ferro oligisto. La quantità di ferro che sotto forma, probabilmente pastosa attraversò le roccie calcaree della Tolfa fu così grande da traboccare all'esterno, ed elevarsi per la propria densità in una massa a modo di cupola, nella stessa maniera che oggi vediamo le lave venir fuori dai cunicoli vulcanici, quando per la loro densità non sono atte a scorrere sul pendio dei monti.
Che il ferro della Tolfa sia stato disposto come si trova a mezzo del fuoco e non dell'acqua come quel­lo di Francia, oltre al non essere mai formato in letti e non contenere come quello conchiglie, facilmente lo scorgiamo dalle calcaree che gli sono a contatto, avendo queste cambiato di natura, e scorgendosi con­vertite in dolomite cristallina, cambiamento dipenden­te da una peculiare azione chimica della natura che richiede una elevazione di temperatura, la quale si conosce sotto nome di metamorfismo.
Essendo così le cose, il minerale della Tolfa per trovarsi tutto raccolto in superficie presenta due principali vantaggi; di essere cioè più ricco di quelli di sedimento, e di riuscire più facile per l'escavazione, che può farsi a cielo aperto, senza dover ricorrere a gallerie o pozzi.
Il minerale della Tolfa essendo stato prodotto a modo delle lave vulcaniche offre come queste certe disposizioni di parti costituenti la massa. La superficie superiore si riscontra scoriacea e bollosa per lo sprigionamento dei gaz che accompagnarono quella eruzione, mentre al contrario la parte inferiore si offre omogenea e compatta per la pressione della massa sopra incombente.
Nel raffreddamento poi di questa massa si produs­sero varii cambiamenti, specialmente nella parte su­periore scoriacea di essa. Le sostanze che sotto for­ma gazzosa si sprigionavano , dovettero raccogliersi n quelle cavità, rappigliarsi, ed originare delle sublimazioni di varia indole; e di fatti se si osservino attentamente si rinverranno in quelle, minutissime cristallizzazioni di ferro fosfato di un color giallo verdastro, del zolfo puro e giallo, e cose simili: ma tali eterogenee sostanze scompariscono nella massa inferiore, di modo che nella escavazione il minerale deve riuscire sempre più puro e di miglior qualità.
II minerale che essenzialmente costituisce la miniera della Tolta è conosciuto col nome di ferro ossidato idrato. Io sono di opinione che in origine sia stato ossidato semplicemente, e che l'acqua vi sia unita a poco a poco nello scorrere dei tempi posteriori.
In qualunque maniera però , oggi si compone di ferro, di ossigeno, e di acqua. Estratto dalla miniera è pesantissimo, amorfo e tinto di un color giallo di ocra. Nella torrefazione questi caratteri cambiano; giacche perde alquanto del suo peso, e il colore si converte in rosso di mattone, perché perdendo l'acqua ritorna allo stato di ferro ossidato. Allorché si espongono al fuoco i pezzi di minerale scoriaceo che si traggono dalla parte superiore della massa sospinta, sensibile è l'odore di zolfo alterato dalla mescolanza. di altri gaz in cui sono ridotte le sostanze avventizie, perché l'elevazione di temperatura ritornandole in vapori le dissipa purificando il ferro che le conteneva.
Da questo confronto dei materiali di miniere di Francia, e di quello della Tolfa sperimentato nel forno di Vienna più facile si rende la cognizione delle operazioni eseguite.
Venendo dunque alla speciale narrazione delle operazioni stesse s'incominciò dallo stabilirne il metodo, che fu quello seguente.
Acciò il forno fusorio non risentisse di un cambiamento istantaneo dalla introduzione di un minerale insolito e diverso, di comune accordo coll'ingegnere, direttore dello stabilimento si propose di dar principio all'esperimento col mescolare il minerale sudetto a quello di St. Quintino, e in grani in moderata dose, per quindi gradatamente accrescerla di mano in ma­no che si diminuivano le dosi di quelli, terminando poi coll'escluderli del tutto. Così di fatti si fece , il giorno 26 dello scorso agosto allo ore 9 del mattino dopo la decima carica ordinaria di quel giorno, si diede principio all'esperimento. Ciascuna carica si compose nelle seguenti proporzioni.
Min. Tolfa                                           Kil. 30
St. ET uinf in .                          .         130
— ln grani                                                     5
Crassa dei magli .....................................  10
Scorie .......................................................  20
Costina                                                                            5
Coke ......................................................  150
Il giorno 27 alle ore 6, ora della sera erano state consumate 63 cariche. Nel giorno il forno non offri alcuna variazione, e procedendo in buona regola emet­teva scorie fluide e bene vetrificate. In questo stesso giorno fino alle 6 della mattina seguente si consuma­rono altre 63 cariche, allora si fece la prima scea del ferraccio che conteneva il ferro della Tolfa di quel­la prima mescolanza. Questa risultò abbondante oltre le ordinarie, e il ferraccio si mostrò molto caldo facilmente scorrente. Dopo il raffreddamento comparve bianco e ben cristallizzato.
Si seguitò. il 28 colle istesse cariche fino alle due pomeridiane, quando alla 21 di quello stesso giorno si mutarono le proporzioni dei minerali, e le cariche così si composero

Min. Tolfa . .                                         E. 90
— St. Ouintin ..........................................  50
— In grani                                                  15
Crassa dei magli .....................................  10
Costina                                                            20
Scorie........................................................ 10
Colte ......................................................  150
In questo stesso giorno fino alle 6 del 29 si con­tarono 62 cariche, alle ore 6 del mattino del giorno 30 se ne compirono 66 riferibile al precedente , e si fece quella sceache ci somministrava i risultati della seconda proporzione del nostro ferro. Questa fu ancora abbondante e la ferraccia bianca e di buona qualità. Si trattò il prodotto nei forni alla Poddler

 

se ne batterono masselli, si cilindrò il ferro, si ti­rarono le verghe, che risultarono ottime; si piegarono queste a freddo in tutte maniere e si mostrarono fornite di nervo, e di duttilità.
Esaminate le scorie che d'altronde fluivano, e conosciute essere alquanto crasse e contenere qualche leggiera dose di zolfo, si pensò aumentare la castina di 5 kil. per ogni carica, ed escludendo affatto i minerali francesi sperimentare il ferro della Tolfa nella sua purità: le proporzioni furono le seguenti
Tolfa .         .                      Kil... 120
Crassa dei magli ....................................  10
Scorie                                          10
Castina ....................................................  25
Coke                                                         150
Quest'ultimo cambiamento si fece alle ore 10 del mattino alla 10 carica. Alle 6 del giorno 31 si compirono 69 cariche del giorno 30. Durante la giornata le scorie finirono bene e mature; tutto procedette in piena regola, e s'impiegarono 67 cariche.
Il primo settembre finalmente nella colata del mattino si doveano ottenere i risultati del minerale puro della Tolfa. Benché il retto andamento della esperienza facesse argomentare un felice risultato, pure sì era in una impaziente espettativa; ma in questa sì restò pienamente soddisfatti quando alla solita ora si fece la scea. ll ferraccio fu veduto caldissimo e fluido, scorrente tranquillo nelle sottoposte fosse, e raffreddato comparve bianco e ben cristallizzato. Queste sono state le operazioni del forno, cioé la riduzione del minerale della Tolfa in ferraccio. Dal giornale del forno istesso ove scrupolosamente si notarono tutti i materiali impiegati, le dosi di essi, il numero delle cariche, e il ferraccio ottenuto nelle rispettive colate. Si ricava: 1.° che nella seconda proporzione fatta con due terzi del minerale della Tolfa il fruttato éstato per ogni 100 kil. di minerale impiegato kil. 55 di ferraccio, e per ogni 100 kil. di questo si consumarono 192 kil. di Coke: 2.° che nella terza proporzione, cioé col minerale puro della Tolfa 100 kil. di minerale diedero 60 kil. di ferraccio, e per ogni 100 kil. di questo prodotto s'impiegarono 211 kil. di coke.
Vedendo che tutto andava a seconda di quel che erasi preveduto, il giorno istesso che si ottenne il ferraccio dal puro minerale della Toga, si diede mano a trattarlo nei fuochi per renderlo malleabile.
Purgato pertanto il ferraccio alla Pouddler col coke, battuti i masselli al maglio, si cilindrò il ferro e si fecero verghe di ogni specie, quadretti, tondini, righette e verghe ordinarie, tutte di una pasta omogenea nervosa e senza screpolature: si trattò il massello per bandone, e a meraviglia riuscì alla trafila.
Né questo bastò; si lavorarono le verghe alla fucina del fabro stirandole, bucandole, torcendole, e tormentandole in ogni guisa, e sempre collo stesso buon successo. Finalmente si sperimentò la fusione del ferraccio, e si produssero eccellenti lavori, di tutte le quali cose sono stati recati saggi in appoggio e dimostrazione della relazione presente.
Da tutto il sopra esposto é forza dunque il con chiudere, che nella miniera della Tolfa si trova un ferro di ottima e perfettissima qualità, e tale da potersene ricavare tutti gli articoli che richiede il commercio, tanto in ferro mercantile applicabile a tutti gli usi, quanto in lavori speciali, come rails per le strade ferrate, ponti di ferro sospesi istromenti di agricoltura ec in questa maniera il nostro minerale vale a stare a fronte del migliore straniero. Né questa é solamente nostra opinione conciossiaché si uniformano a una tal maniera di credere gli stessi ingegneri francesi e inglesi che lo hanno bene osservato nel forno di Vienna non meno che i pratici che lo lavorarono nella riduzione; de' quali prosperi risultati si dié pubblica testimonianza ed assai lusinghiera per la società romana dagli stessi giornali di Francia (1 Ecco le parole con che si fé menzione di ciò nel Journal de Vienne et de L'lsére in data de' 5 settembre 1846 « Nous apprenons qu'une compagnie Italienne a expédié, à grands frais, des Etats Romains Vienne, un chargement de minerai de fer hydraté de la Tolfa, dont la qualité et la richesse ont été trop  long-temps négligées. Le traitement de ce minerai a été pratiqué dans les hauts fourneaux de M. VICTOR FREREIEAN et sous sa direction, en présence des représentants de celle compagnie. Les résultats ont été satisfaisants; la fonte, convertie en fer, a fourni des produits d'une excellente qualité. On voit que l'industrie romaine n' a pas tardé à répondre à la protection éclairée du gouvernement pontifical. » ). Né si poteva aver di ciò più sicura conferma di quello che apprestò alla commissione stessa la soddisfazione colla quale il rimanente del carico del minerale della Tolfa venne acquistato dai proprietarii dello stabilimento di Vienna; i quali non solo, ma parecchi altri accreditali negozianti di Marsiglia si dichiararono prontissimi a fare il simigliante di ogni maggior quantità che se ne fosse loro spedita.
Sicché nella eccedenza del prodotto della miniera al consumo che la società anonima stabilisse di fare o potesse, si avrebbe quindi stesso una cospicua e nuova sorgente di lucro.
Tali dunque sono stati i risultati delle operazioni praticate in Francia: e tali si manterranno non solo ma fruttificheranno pure tra noi quando si adoprino ne' trattamenti, e ne' metodi quelle teorie e quelle pratiche di che la scienza e gli sperimenti ci hanno ammaestrati.
In conclusione pertanto del mio ragionamento sono sicuro di fare osservare
1.° Che il minerale suddetto é soverchiamente ricco di ferro, e perciò uno de'migliori che si conoscano.
2.° Che questa stessa ricchezza richiede essere temperata dalla mescolanza di un'altro minerale più povero per diradarne la massa troppo densa.
3.° Che questa mescolanza non solo aumenterà il fruttato del minerale, ma ancora lo renderà più trattabile.
4.° Che il minerale della Tolfa richiede l'operazione di un'alto forno fusorio, perché i componenti vogliono una elevata temperatura per mettersi nello sta­to di decomposizione o di affinità chimica.
5.° Che il nostro minerale trattato col carbone di legna deve riuscire tanto più dolce e malleabile, per somministrarci un buon ferro mercantile,
6.° Finalmente, che lavorato col coke ci fornirà di buone fusioni, e di tutti altri lavori che si richiedono per strade ferrate, ponti ec.
Tutto questo é quanto posso riferire secondo la mia perizia, e in discarico della commissione ricevuta. In fede cc. Roma li 15 settembre 1846.

Prof. Giuseppe Ponzi.