תהליך הייצור והייצור של נייר נחושת

נייר נחושת, יריעת נחושת דקה במיוחד לכאורה, עוברת תהליך ייצור עדין ומורכב ביותר. תהליך זה כולל בעיקר את הפקת וזיקוק הנחושת, ייצור נייר הנחושת ושלבי עיבוד לאחר מכן.

השלב הראשון הוא הפקת וזיקוק הנחושת. על פי נתונים של המכון הגיאולוגי של ארצות הברית (USGS), הייצור העולמי של עפרת נחושת הגיע ל-20 מיליון טון בשנת 2021 (USGS, 2021). לאחר הפקת עפרת הנחושת, באמצעות שלבים כמו ריסוק, טחינה והצפה, ניתן להשיג תרכיז נחושת עם תכולת נחושת של כ-30%. תרכיזי נחושת אלה עוברים לאחר מכן תהליך זיקוק, הכולל התכה, זיקוק באמצעות ממיר ואלקטרוליזה, ובסופו של דבר מניבים נחושת אלקטרוליטית עם טוהר גבוה של עד 99.99%.

לאחר מכן מגיע תהליך הייצור של נייר נחושת, אותו ניתן לחלק לשני סוגים בהתאם לשיטת הייצור: נייר נחושת אלקטרוליטי ונייר נחושת מגולגל.

רדיד נחושת אלקטרוליטי מיוצר בתהליך אלקטרוליטי. בתא אלקטרוליטי, אנודת הנחושת מתמוססת בהדרגה תחת פעולת האלקטרוליט, ויוני הנחושת, המונעים על ידי הזרם, נעים לעבר הקתודה ויוצרים משקעי נחושת על פני הקתודה. עובי רדיד הנחושת האלקטרוליטי נע בדרך כלל בין 5 ל-200 מיקרומטר, וניתן לשלוט בו במדויק בהתאם לצרכים של טכנולוגיית מעגלים מודפסים (PCB) (Yu, 1988).

רדיד נחושת מגולגל, לעומת זאת, מיוצר באופן מכני. החל מיריעת נחושת בעובי של כמה מילימטרים, היא מדוללת בהדרגה על ידי גלגול, ובסופו של דבר מתקבל רדיד נחושת בעובי של מיקרומטר (קומבס ג'וניור, 2007). לסוג זה של רדיד נחושת יש משטח חלק יותר מאשר רדיד נחושת אלקטרוליטי, אך תהליך הייצור שלו צורך יותר אנרגיה.

לאחר ייצור נייר הנחושת, בדרך כלל יש צורך בעיבוד לאחר מכן, כולל חישול, טיפול פני השטח וכו', כדי לשפר את ביצועיו. לדוגמה, חישול יכול לשפר את הגמישות והקשיחות של נייר הנחושת, בעוד שטיפול פני השטח (כגון חמצון או ציפוי) יכול לשפר את עמידות הקורוזיה וההידבקות של נייר הנחושת.

לסיכום, למרות שתהליך הייצור והיצירה של נייר נחושת מורכב, לתוצר יש השפעה עמוקה על חיינו המודרניים. זהו ביטוי של התקדמות טכנולוגית, ההופכת משאבים טבעיים למוצרים מתקדמים באמצעות טכניקות ייצור מדויקות.

עם זאת, תהליך ייצור נייר הנחושת מביא גם כמה אתגרים, כולל צריכת אנרגיה, השפעה סביבתית וכו'. על פי דיווח, ייצור של טון אחד של נחושת דורש כ-220 ג'יגה-ג'אול של אנרגיה, ומייצר 2.2 טון של פליטות פחמן דו-חמצני (Northey et al., 2014). לכן, עלינו למצוא דרכים יעילות וידידותיות יותר לסביבה לייצור נייר נחושת.

פתרון אפשרי אחד הוא שימוש בנחושת ממוחזרת לייצור נייר נחושת. דווח כי צריכת האנרגיה לייצור נחושת ממוחזרת היא רק 20% מזו של נחושת ראשונית, והיא מפחיתה את ניצול משאבי עפרת נחושת (UNEP, 2011). בנוסף, עם התקדמות הטכנולוגיה, אנו עשויים לפתח טכניקות ייצור יעילות וחסכוניות באנרגיה של נייר נחושת, ובכך להפחית עוד יותר את השפעתן הסביבתית.

לסיכום, תהליך הייצור והיצירה של נייר נחושת הוא תחום טכנולוגי מלא אתגרים והזדמנויות. למרות שעשינו התקדמות משמעותית, עדיין יש עבודה רבה לעשות כדי להבטיח שנייר נחושת יוכל לענות על הצרכים היומיומיים שלנו תוך הגנה על הסביבה שלנו.