Переработка медного лома в медный купорос Е. В. Фесенко, В. С. Масляев
    Способы производства медного купороса различают главным образом по видам применяемого сырья:
    из медного лома и отходов меди с окислением меди кислородом воздуха, электролизом или раствором хлорной меди;
    из окиси меди, получаемой из белого матта;
    из окиси меди и сернистого газа;
    из окисленных медных руд, содержащих незначительное количество меди;
    из колчеданных огарков и других отходов;
    из отбросных электролитных растворов медеэлектролитных заводов.
    Традиционным является способ производства медного купороса из меди и медного лома с окислением меди кислородом воздуха. Этот процесс имеет следующие стадии:
    плавление медного лома;
    получение гранулированной меди;
    "натравка" и получение медного купороса;
    кристаллизация и сушка медного купороса.
    Следует отметить положительные характеристики данного метода. В отсутствии окислителей в разбавленной серной кислоте медь практически не растворяется. Она с достаточной скоростью растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, но осуществлять этот процесс нерационально, т.к. при этом половина затрачиваемой кислоты восстанавливается до SO2, который необходимо улавливать. С целью экономии серной кислоты, а также во избежание образования вредных выбросов окисление меди производят кислородом воздуха одновременно с процессом "натравки".
    Рассмотрим все стадии процесса детально.
    Медный лом предварительно переплавляют для рафинирования (очистки от примесей Fe, Zn, Al, Pb и др.) и придания ему формы, удобной для растворения. Примеси летучих металлов и окислов - металлический цинк, трехокиси мышьяка и сурьмы - удаляются при нагревании меди до ее расплавления. Образующиеся в процессе окислы металлов, нерастворимые в меди, переходят в шлак, всплывающий на поверхность металла.
    После окисления, ошлакования примесей металлов и удаления шлака производят процесс гранулирования с получением пузыристой и пористой меди, который основан на быстром выделении газов при внезапном охлаждении и затвердевании расплавленной меди.
    После получения гранул меди, обладающих большой поверхностью, что ускоряет растворение в кислоте, осуществляют процесс "натравки". При взаимодействии гранул меди с разбавленным раствором серной кислоты, содержащим также сульфат меди, в присутствии воздуха, кислород воздуха растворяется в кислоте, диффундирует к поверхности меди и окисляет ее до закиси меди:
    4Cu + O2 = 2Cu2O.
    Закись меди растворяется в серной кислоте:
    Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O.
    Образующийся сульфат закиси меди легко окисляется в сульфат окиси меди:
    2Cu2SO4 + 2H2SO4 + O2 = 4CuSO4 + 2H2O.
    Процесс значительно ускоряется, когда в растворе уже присутствует медный купорос. В результате деполяризации CuSO4 восстанавливается медью до Cu2SO4, а затем Cu2SO4 вновь окисляется растворенным кислородом до CuSO4. Таким образом, медный купорос играет роль переносчика кислорода. Растворение меди также ускоряется в присутствии в растворе ионов железа вследствие деполяризации:
    4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,
    2Cu + 4Fe3+ = 2Cu2+ + 4Fe2+.
    Ионы Fe2+ вновь окисляются в Fe3+ и служат, таким образом, катализатором процесса. ............