Folia miedziana, ten pozornie prosty, ultracienki arkusz miedzi, podlega bardzo delikatnemu i złożonemu procesowi produkcyjnemu.Proces ten obejmuje głównie ekstrakcję i rafinację miedzi, produkcję folii miedzianej oraz etapy przetwarzania końcowego.
Pierwszym etapem jest ekstrakcja i rafinacja miedzi.Według danych United States Geological Survey (USGS), światowa produkcja rud miedzi w 2021 roku sięgnęła 20 mln ton (USGS, 2021).Po ekstrakcji rudy miedzi, poprzez etapy takie jak kruszenie, mielenie i flotacja, można otrzymać koncentrat miedzi o zawartości miedzi około 30%.Te koncentraty miedzi poddawane są następnie procesowi rafinacji, obejmującemu wytapianie, rafinację konwertorową i elektrolizę, w wyniku czego ostatecznie otrzymuje się miedź elektrolityczną o czystości sięgającej 99,99%.
Następnie następuje proces produkcji folii miedzianej, który w zależności od metody produkcji można podzielić na dwa rodzaje: elektrolityczną folię miedzianą i walcowaną folię miedzianą.
Elektrolityczna folia miedziana wytwarzana jest w procesie elektrolitycznym.W ogniwie elektrolitycznym anoda miedziana stopniowo rozpuszcza się pod działaniem elektrolitu, a jony miedzi pod wpływem prądu przemieszczają się w kierunku katody i tworzą na powierzchni katody osady miedzi.Grubość folii z miedzi elektrolitycznej zwykle waha się od 5 do 200 mikrometrów i może być precyzyjnie kontrolowana w zależności od potrzeb technologii płytek drukowanych (PCB) (Yu, 1988).
Natomiast folia miedziana walcowana wytwarzana jest mechanicznie.Zaczynając od blachy miedzianej o grubości kilku milimetrów, jest ona stopniowo rozcieńczana poprzez walcowanie, ostatecznie tworząc folię miedzianą o grubości na poziomie mikrometra (Coombs Jr., 2007).Ten rodzaj folii miedzianej ma gładszą powierzchnię niż folia z miedzi elektrolitycznej, ale proces jej wytwarzania zużywa więcej energii.
Po wyprodukowaniu folii miedzianej zwykle należy ją poddać obróbce końcowej, w tym wyżarzaniu, obróbce powierzchniowej itp., aby poprawić jej właściwości.Na przykład wyżarzanie może zwiększyć ciągliwość i wytrzymałość folii miedzianej, podczas gdy obróbka powierzchni (taka jak utlenianie lub powlekanie) może zwiększyć odporność na korozję i przyczepność folii miedzianej.
Podsumowując, chociaż proces produkcji i wytwarzania folii miedzianej jest złożony, produkt końcowy ma głęboki wpływ na nasze współczesne życie.Jest to przejaw postępu technologicznego, przekształcającego zasoby naturalne w produkty high-tech poprzez precyzyjne techniki wytwarzania.
Jednak proces produkcji folii miedzianej niesie ze sobą również pewne wyzwania, takie jak zużycie energii, wpływ na środowisko itp. Według raportu produkcja 1 tony miedzi wymaga około 220 GJ energii i generuje 2,2 tony emisji dwutlenku węgla (Northey i in., 2014).Dlatego musimy znaleźć bardziej wydajne i przyjazne dla środowiska sposoby produkcji folii miedzianej.
Jednym z możliwych rozwiązań jest wykorzystanie miedzi pochodzącej z recyklingu do produkcji folii miedzianej.Podaje się, że zużycie energii podczas produkcji miedzi pochodzącej z recyklingu wynosi jedynie 20% zużycia energii w przypadku miedzi pierwotnej, co zmniejsza eksploatację zasobów rudy miedzi (UNEP, 2011).Ponadto wraz z postępem technologii możemy opracować bardziej wydajne i energooszczędne techniki produkcji folii miedzianej, jeszcze bardziej zmniejszając ich wpływ na środowisko.
Podsumowując, produkcja i proces wytwarzania folii miedzianej to dziedzina technologiczna pełna wyzwań i możliwości.Chociaż poczyniliśmy znaczne postępy, nadal pozostaje wiele do zrobienia, aby folia miedziana mogła spełniać nasze codzienne potrzeby, chroniąc jednocześnie środowisko.
Czas publikacji: 8 lipca 2023 r