Quy trình sản xuất và sản xuất lá đồng

Lá đồng, tấm đồng siêu mỏng tưởng chừng đơn giản này lại có quy trình sản xuất rất tinh tế và phức tạp. Quá trình này chủ yếu bao gồm việc khai thác và tinh chế đồng, sản xuất lá đồng và các bước xử lý sau.

Bước đầu tiên là khai thác và tinh chế đồng. Theo dữ liệu từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), sản lượng quặng đồng toàn cầu đạt 20 triệu tấn vào năm 2021 (USGS, 2021). Sau khi khai thác quặng đồng, thông qua các bước như nghiền, nghiền và tuyển nổi, có thể thu được đồng cô đặc với hàm lượng đồng khoảng 30%. Những chất cô đặc đồng này sau đó trải qua quá trình tinh chế, bao gồm nấu chảy, tinh chế chuyển đổi và điện phân, cuối cùng thu được đồng điện phân với độ tinh khiết cao tới 99,99%.

Tiếp theo là quy trình sản xuất lá đồng, có thể chia thành hai loại tùy theo phương pháp sản xuất: lá đồng điện phân và lá đồng cán.

Lá đồng điện phân được thực hiện thông qua một quá trình điện phân. Trong một tế bào điện phân, cực dương đồng hòa tan dần dưới tác dụng của chất điện phân và các ion đồng, được điều khiển bởi dòng điện, di chuyển về phía cực âm và tạo thành cặn đồng trên bề mặt cực âm. Độ dày của lá đồng điện phân thường dao động từ 5 đến 200 micromet, có thể được điều khiển chính xác theo nhu cầu của công nghệ bảng mạch in (PCB) (Yu, 1988).

Mặt khác, lá đồng cuộn được chế tạo bằng máy móc. Bắt đầu từ một tấm đồng dày vài mm, nó được làm mỏng dần bằng cách cán, cuối cùng tạo ra lá đồng có độ dày ở mức micromet (Coombs Jr., 2007). Loại lá đồng này có bề mặt nhẵn hơn lá đồng điện phân nhưng quá trình sản xuất nó tiêu tốn nhiều năng lượng hơn.

Sau khi lá đồng được sản xuất, nó thường phải trải qua quá trình xử lý sau, bao gồm ủ, xử lý bề mặt, v.v., để cải thiện hiệu suất của nó. Ví dụ, ủ có thể tăng cường độ dẻo và độ bền của lá đồng, trong khi xử lý bề mặt (như oxy hóa hoặc phủ) có thể tăng cường khả năng chống ăn mòn và độ bám dính của lá đồng.

Tóm lại, tuy quy trình sản xuất, chế tạo lá đồng phức tạp nhưng sản phẩm đầu ra lại có tác động sâu sắc đến cuộc sống hiện đại của chúng ta. Đây là biểu hiện của tiến bộ công nghệ, biến tài nguyên thiên nhiên thành sản phẩm công nghệ cao thông qua kỹ thuật sản xuất chính xác.

Tuy nhiên, quá trình sản xuất lá đồng cũng mang đến một số thách thức, bao gồm tiêu thụ năng lượng, tác động đến môi trường, v.v. Theo một báo cáo, để sản xuất 1 tấn đồng cần khoảng 220GJ năng lượng và tạo ra 2,2 tấn khí thải carbon dioxide (Northey và cộng sự, 2014). Vì vậy, chúng ta cần tìm ra những cách hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn để sản xuất lá đồng.

Một giải pháp khả thi là sử dụng đồng tái chế để sản xuất lá đồng. Được biết, mức tiêu thụ năng lượng để sản xuất đồng tái chế chỉ bằng 20% ​​so với đồng nguyên sinh và làm giảm việc khai thác tài nguyên quặng đồng (UNEP, 2011). Ngoài ra, với sự tiến bộ của công nghệ, chúng tôi có thể phát triển các kỹ thuật sản xuất lá đồng tiết kiệm năng lượng và hiệu quả hơn, giảm thiểu hơn nữa tác động đến môi trường.

Tóm lại, quy trình sản xuất và chế tạo lá đồng là một lĩnh vực công nghệ đầy thách thức và cơ hội. Mặc dù chúng tôi đã đạt được tiến bộ đáng kể nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm để đảm bảo rằng lá đồng có thể đáp ứng nhu cầu hàng ngày của chúng ta đồng thời bảo vệ môi trường của chúng ta.