La lámina de cobre, esta lámina de cobre aparentemente simple y ultrafina, tiene un proceso de fabricación muy delicado y complejo.Este proceso incluye principalmente la extracción y refinación de cobre, la fabricación de láminas de cobre y pasos de posprocesamiento.
El primer paso es la extracción y refinación del cobre.Según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), la producción mundial de mineral de cobre alcanzó los 20 millones de toneladas en 2021 (USGS, 2021).Después de la extracción del mineral de cobre, mediante pasos como trituración, molienda y flotación, se puede obtener concentrado de cobre con aproximadamente un 30% de contenido de cobre.Estos concentrados de cobre luego se someten a un proceso de refinación, que incluye fundición, refinación por convertidor y electrólisis, lo que finalmente produce cobre electrolítico con una pureza de hasta el 99,99%.
Luego viene el proceso de fabricación de láminas de cobre, que se puede dividir en dos tipos según el método de fabricación: láminas de cobre electrolítico y láminas de cobre laminadas.
La lámina de cobre electrolítico se fabrica mediante un proceso electrolítico.En una celda 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 espesor de la lámina de cobre electrolítico suele oscilar entre 5 y 200 micrómetros, y puede controlarse con precisión según las necesidades de la tecnología de placas de circuito impreso (PCB) (Yu, 1988).
La lámina de cobre laminada, en cambio, se fabrica mecánicamente.A partir de una lámina de cobre de varios milímetros de espesor, se adelgaza gradualmente mediante laminación, hasta producir una lámina de cobre con un espesor del nivel micrométrico (Coombs Jr., 2007).Este tipo de lámina de cobre tiene una superficie más lisa que la lámina de cobre electrolítico, pero su proceso de fabricación consume más energía.
Una vez fabricada la lámina de cobre, normalmente es necesario someterla a un posprocesamiento, que incluye recocido, tratamiento superficial, etc., para mejorar su rendimiento.Por ejemplo, el recocido puede mejorar la ductilidad y tenacidad de la lámina de cobre, mientras que el tratamiento de la superficie (como oxidación o 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 láminas de cobre es complejo, la producción del producto tiene un profundo impacto en nuestra vida moderna.Esta es una manifestación del progreso tecnológico, que transforma los recursos naturales en productos de alta tecnología mediante técnicas de fabricación precisas.
Sin embargo, el proceso de fabricación de láminas de cobre también plantea algunos desafíos, incluido el consumo de energía, el impacto ambiental, etc. Según un informe, la producción de 1 tonelada de cobre requiere alrededor de 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 respetuosas con el medio ambiente de producir láminas de cobre.
Una posible solución es utilizar cobre reciclado para producir láminas de cobre.Se informa que el consumo de energía para producir cobre reciclado es solo el 20% del del cobre primario, y reduce la explotación de los recursos minerales de cobre (PNUMA, 2011).Además, con el avance de la tecnología, podremos desarrollar técnicas de fabricación de láminas de cobre más eficientes y que ahorren energía, reduciendo aún más su impacto ambiental.
En conclusión, el proceso de producción y fabricación de láminas de cobre es un campo tecnológico lleno de desafíos y oportunidades.Aunque hemos logrado avances significativos, todavía queda mucho trabajo por hacer para garantizar que las láminas de cobre puedan satisfacer nuestras necesidades diarias y al mismo tiempo proteger nuestro medio ambiente.
Hora de publicación: 08-jul-2023