ייצור חוטי נחושת כרוך במספר חומרי גלם מרכזיים, שכל אחד מהם תורם לתכונות המוצר הסופי וליעילותו. הבנת חומרים אלו ותכולת הנחושת שלהם חיונית לייעול הייצור ולהבטחת חוטי נחושת באיכות גבוהה.
1. עפרת נחושת
חומר הגלם העיקרי לייצור חוטי נחושת הוא עפרות נחושת. עפרות נחושת הן מינרלים טבעיים שמהם ניתן להפיק מתכת נחושת. הסוגים הנפוצים ביותר של עפרות נחושת הם:
כלקופיריט (CuFeS2):עפרה זו מכילה כ-34.5% נחושת במשקל. זוהי עפרת הנחושת הנפוצה ביותר, המהווה כ-70% ממשאבי הנחושת בעולם.
בורניט (Cu5FeS4):לעפרה זו תכולת נחושת גבוהה יותר, כ-63.3% במשקל. למרות שהוא פחות נפוץ מאשר כלקופיריט, הוא עדיין מקור משמעותי לנחושת.
כלקוציט (Cu2S):מכיל כ-79.8% נחושת במשקל, כלקוציט הוא אחד מעפרות הנחושת העשירות ביותר, אך נפוץ פחות מאשר כלקופיריט ובורניט.
תכולת הנחושת בעפרות אלו קובעת את היעילות והעלות של תהליך מיצוי הנחושת. עפרות תכולת נחושת גבוהה יותר הן בדרך כלל רצויות יותר מכיוון שהן דורשות פחות עיבוד כדי להניב את אותה כמות נחושת.
2. נחושת ממוחזרת
נחושת ממוחזרת היא חומר גלם חיוני נוסף בייצור חוטי נחושת. נחושת היא אחד החומרים הבודדים שאינם מתכלים או מאבדים את תכונותיו הכימיות או הפיזיקליות בתהליך המיחזור. נחושת ממוחזרת, הידועה גם בשם נחושת משנית, יכולה להגיע מ:
גרוטאות נחושת:זה כולל נחושת מחיווט חשמלי מושלך, צנרת ויישומים תעשייתיים אחרים. תכולת הנחושת בגרוטאות עשויה להשתנות במידה רבה, אך היא נעה בדרך כלל בין 95% ל-99.9% נחושת טהורה, תלוי במקור ובשימוש קודם.
סגסוגות נחושת:כמה חומרים ממוחזרים כוללים סגסוגות נחושת כגון פליז או ברונזה. יש לעבד סגסוגות אלו כדי להפריד בין נחושת ממתכות אחרות. תכולת הנחושת בסגסוגות אלו משתנה אך נעה בדרך כלל בין 60% ל-90%.
שימוש בנחושת ממוחזרת מועיל הן מבחינה כלכלית והן מבחינה סביבתית, מפחית את הצורך בכרייה ומפחית את טביעת הרגל הפחמנית של ייצור נחושת.
3. תרכיזי נחושת
תרכיזי נחושת הם חומר גלם חשוב נוסף בייצור חוטי נחושת. תרכיזים אלו מיוצרים על ידי חברות כרייה לאחר עיבוד ראשוני של עפרות נחושת. תכולת הנחושת הטיפוסית בתרכיזי נחושת נעה בין 25% ל-40%, תלוי בדרגה ובמקור העפרה. תרכיזים אלה עוברים עיבוד נוסף במפעלי התכה להפקת נחושת טהורה.
4. נחושת קתודה
נחושת קתודה היא חומר הגלם הסופי המשמש לייצור חוטי נחושת באיכות גבוהה. הוא מתקבל באמצעות זיקוק אלקטרוליטי של תרכיזי נחושת או נחושת ממוחזרת. נחושת קתודית היא טהורה במיוחד, מכילה בדרך כלל 99.99% נחושת. נחושת בטוהר גבוה זה חיונית לייצור חיווט חשמלי העומד בתקני מוליכות ועמידות מחמירים.
סיכום
ייצור חוטי נחושת מסתמך על חומרי גלם שונים, שלכל אחד מהם רמות תכולת נחושת ברורות. עפרות נחושת, כגון כלקופיריט, בורניט וכלקוציט, מספקות את המקור העיקרי לנחושת, עם תכולת נחושת משתנה. נחושת ממוחזרת, אלטרנטיבה ידידותית לסביבה, מציעה נחושת בטוהר גבוה מגרוטאות וסגסוגות. תרכיזי נחושת, בעלי תכולת נחושת מתונה, עוברים זיקוק נוסף לייצור נחושת קתודית, הצורה הטהורה ביותר המשמשת בייצור תיל. הבנת החומרים הללו ותכולת הנחושת שלהם חיונית לייצור חוטי נחושת יעיל ובר קיימא.