La lámina de cobre, esta lámina de cobre ultra delgada aparentemente simple, tiene un proceso de fabricación altamente delicado y complejo. Este proceso incluye principalmente la extracción y la refinación de cobre, la fabricación de lámina de cobre y los pasos posteriores al procesamiento.
El primer paso es la extracción y la refinación de cobre. Según los datos del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), la producción global de mineral de cobre alcanzó los 20 millones de toneladas en 2021 (USGS, 2021). Después de la extracción de mineral de cobre, a través de pasos como trituración, molienda y flotación, se puede obtener un concentrado de cobre con aproximadamente 30% de contenido de cobre. Estos concentrados de cobre se someten a un proceso de refinación, que incluye fundición, refinación convertidor y electrólisis, que finalmente produce cobre electrolítico con una pureza tan alta como 99.99%.
Luego viene el proceso de fabricación de la lámina de cobre, que se puede dividir en dos tipos según el método de fabricación: lámina de cobre electrolítico y lámina de cobre enrollado.
La lámina de cobre electrolítico se realiza a través de un proceso electrolítico. En una célula electrolítica, el ánodo de cobre se disuelve gradualmente bajo la acción del electrolito, y los iones de cobre, impulsados por la corriente, se mueven hacia el cátodo y forman depósitos de cobre en la superficie del cátodo. El grosor de la lámina de cobre electrolítico generalmente varía de 5 a 200 micrómetros, que se pueden controlar con precisión de acuerdo con las necesidades de la tecnología de la placa de circuito impreso (PCB) (Yu, 1988).
La lámina de cobre enrollada, por otro lado, se hace mecánicamente. A partir de una lámina de cobre de varios milímetros de espesor, se adelgazan gradualmente al rodar, y finalmente produce una lámina de cobre con un grosor a nivel de micrómetro (Coombs Jr., 2007). Este tipo de lámina de cobre tiene una superficie más suave que la lámina de cobre electrolítico, pero su proceso de fabricación consume más energía.
Después de fabricar la lámina de cobre, generalmente necesita someterse a un postprocesamiento, incluido el recocido, el tratamiento de superficies, etc., para mejorar su rendimiento. Por ejemplo, el recocido puede mejorar la ductilidad y la tenacidad de la lámina de cobre, mientras que el tratamiento superficial (como la oxidación o el recubrimiento) puede mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión de la lámina de cobre.
En resumen, aunque el proceso de producción y fabricación de la lámina de cobre es complejo, la salida del producto tiene un profundo impacto en nuestra vida moderna. Esta es una manifestación del progreso tecnológico, transformando los recursos naturales en productos de alta tecnología a través de técnicas de fabricación precisas.
Sin embargo, el proceso de fabricación de la lámina de cobre también trae algunos desafíos, incluido el consumo de energía, el impacto ambiental, etc. Según un informe, la producción de 1 tonelada de cobre requiere aproximadamente 220 GJ de energía y genera 2.2 toneladas de emisiones de dióxido de carbono (Northey et al., 2014). Por lo tanto, necesitamos encontrar formas más eficientes y ecológicas de producir papel de cobre.
Una posible solución es usar cobre reciclado para producir papel de cobre. Se informa que el consumo de energía de la producción de cobre reciclado es solo del 20% del de cobre primario, y reduce la explotación de los recursos de mineral de cobre (PNUMA, 2011). Además, con el avance de la tecnología, podemos desarrollar técnicas de fabricación de lámina de cobre más eficientes y ahorrantes de energía, reduciendo aún más su impacto ambiental.
En conclusión, el proceso de producción y fabricación de la lámina de cobre es un campo tecnológico lleno de desafíos y oportunidades. Aunque hemos logrado un progreso significativo, todavía queda mucho trabajo por hacer para garantizar que el papel de cobre pueda satisfacer nuestras necesidades diarias mientras protege nuestro medio ambiente.
Tiempo de publicación: Jul-08-2023