FacebookTwitter

Bor Madeni

By

Share On GoogleShare On FacebookShare On Twitter

Bor minerallerinin bu denli önemli olmasının nedeni hiç kuşkusuz içerdikleri bor elementinin kimi özellikleriyle ilişkili. Bor elementi, periyodik tabloda “B” simgesiyle gösteriliyor; atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81, yoğunluğu 2,84 gr/cm3, ergime noktası 2200°C ve kaynama noktası 2250°C, siyah renkte, metalle ametal arası özelliklere sahip, metalik bir iletkenden çok, bir yarıiletken. Borun, yerkabuğunun ve sularının başlıca elementlerinden olduğu söylenemez; ortalama olarak 3-20 ppm değerinde. Ancak pek çok kayaç ve sıvının ikincil önemli bileşeni.

Aslında bor, oldukça ilginç bir element. Doğada tek başına bulunmuyor. Oksijenle bağ kurmaya yatkın olduğundan pek çok değişik oksijen bileşimi oluşturuyor. Basitten karmaşığa, sonsuz sayıda değişik molekül yapılarına sahip olabilen bu bor-oksijen bileşimlerine bilim dünyasında “borat” deniyor. Borun bu özelliğinden dolayı doğada pek çok, yaklaşık olarak 230 değişik bor minerali bulunuyor. Bu sayı, yerbilimcilerin günümüze kadar saptayabildikleri farklı bileşimli bor minerallerini yansıtıyor. Gelecekte, bu sayının, ölçüm aygıtlarının duyarlılığının artması, bilgisayar donanımının gelişmesi, dolayısıyla minerallerin kristal yapılarının daha büyük bir kesinlikle ayırt edilebilmesiyle daha da artması bekleniyor.

Ondokuzuncu yüzyılın başlarında, Fransız bilimadamları Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Thenard ile İngiliz bilimadamı Sir Humphrey Davy, yaklaşık aynı tarihlerde bor elementini ayrıştırmayı başardılar, dolayısıyla bor elementini keşfetmiş oldular. Ancak %99 saflıktaki ilk kristalize bor, 1909 yılında elde edilebildi.

Doğada pek çok değişik bor minerali bulunduğunu belirtmiştik. Ne var ki bunların büyük, ekonomik değere sahip rezervler oluşturdukları yerler sayılı. Bir borat rezervinin ekonomik değere sahip olması, bor oksit içeriği

ne bağlı. Bu nedenle, ticari açıdan yaklaşıldığında özellikle şu bor mineralleri önem kazanıyor: bir sodyum borat olan boraks ve kernit, bir sodyum-kal-siyum borat olan üleksit ve probertit, bir kalsiyum borat olan kolemanit ve pandermit bir kalsiyum-magnezyum borat olan hidroborasit ve doğal bir borik asit ürünü olan sassolit.

Ülkemizin Batı Anadolu bölgesi, bor minerallerinin büyük ve ekonomik değere sahip yataklar oluşturduğu yerlerden birisi. Dahası, bu yataklar, yukarıda saydığımız önemli bor minerallerinden kolemanit, boraks ve üleksit minerallerini içeriyor. Önemli borat yataklarının bulunduğu başka yerlerse ABD; Güney Amerika’da Arjantin, Bo-liviya, Peru ve fiili; Çin ve Rusya. Ancak, bu ülkelerdeki borat rezervlerine bakıldığında ülkemizin açık bir farkla başı çektiği açıkça görülüyor. Türkiye, dünyadaki borat rezervlerinin yaklaşık olarak yüzde 64’üne sahip.

bor-2-2

Boratların Kökeni Volkanizma

Yeryüzündeki önemli borat yataklarının nasıl oluştuğuna gelince, yerbilimciler, bunların yer hareketlerinin sıkça görüldüğü, gezegenimizi bir ka

buk gibi saran levhaların birbirleriyle sınır oluşturdukları levha sınırları boyunca yer aldıklarını ve günümüzden yaklaşık 24-2 milyon yıl öncesi (neojen) dönemde oluştuklarını saptamışlar.

Dünyanın en büyük borat yatakları, kimyasal çökelme sonucu gölsel ortamlarda meydana gelmiş. Bunlar genellikle kil, kiltaşı, volkanik kül (tüf-ler), kireçtaşı ve benzer gölsel tortul tabakalarıyla arakatmanlı. Volkanik kül tabakalarının yer alması, bu borat yataklarının etkin volkanizmayla bağlantılı olarak oluştuklarının bir göstergesi. Volkanik etkinlikle eşzamanlı oluşan sıcaksu kaynakları ve hidrotermal çözeltiler, bor elementinin oluşması için en uygun ortamlar. Örneğin, halen Güney Amerika’nın volkanik olarak etkin bölgelerindeki bazı sıcaksu kaynaklarında borat çökelmekte. Ayrıca, ABD’de keşfedilen ilk boraks cevheri de yine volkanik olarak etkin bir bölge olan California eyaletindeki Clear Gölü yakınlarındaki sıcaksu kaynaklarının oluşturduğu çamurlarda bulunmuştu. Bundan başka, 19. yüzyılın başlarında İtalya’nın Toskana bölgesinde keşfedilen boratların kökeninin de volkanik etkinlik olduğu saptanmış. Borat yataklarının kimyasal çökelme sonucu gölsel ortamlarda oluşabilmesi için, volkanik etkinliğin yanı sıra boratların birikim oluşturabilecekleri bir havza olması, ayrıca, bölgede kurak -yarı kurak bir iklimin hüküm sürmesi bir başka önemli koşul. Boratlar suda çözünebilir nitelikte olduğu için, bunların uzun süre (milyonlarca yıl) boyunca böyle bir tehlikeden korunabilmesi için üzerlerinin başka kayaç tabakaları tarafından örtülmesi gerekli. Ne var ki günümüze kadar tespit edilen en yaşlı bor yataklarının en fazla 30 milyon yaşında olması, bunların üzerlerinin başka kayaç tabakaları tarafından örtülmesinin yeterli olmadığının göstergesi.

Borat oluşumlarına, gölsel ortamlar dışında, deniz ortamında oluşan tuz yatakları içinde de rastlanıyor. Ancak bu tür ortamlarda meydana gelen boratlar çoğunlukla ekonomik değere sahip değil. Deniz ortamında oluşmuş olup ekonomik değeri olan borat yataklarına bugüne kadar yalnızca Doğu Avrupa’da rastlanmış.

Bor mineralleri, bundan başka, ye-raltındaki magmanın yeryüzüne doğru yükselirken kristalleşmesi sonucu da oluşabiliyor. Bu tür bir oluşum biçimi sırasında bor, kayacı oluşturan minerallerin kristal yapısına girmez; soğumakta olan magma kristalleşirken dışarı salınan suyla birlikte, oluşmakta olan sokulum kayacını terk eder. Bor minerallerinin bir başka oluşum biçimiyse magmanın yeraltından yükselirken sokulum yapması ve yüzeye yaklaşırken soğuması sırasında, çevredeki farklı kayaçların yüksek ısı ve basınçtan etkilenmesi ve bu değişimle birlikte bor elementinin oluşması. Bu tür yollarla oluşmuş bor madenleri Doğu Rusya’da ve Çin’de bulunuyor.

 

Türkiye’deki Boratlar

Ülkemizdeki borat yatakları Batı Anadolu’da, Marmara Denizi’nin güneyinde, doğu-batı yönünde yaklaşık olarak 300 km, kuzey-güney yönündeyse yaklaşık olarak 150 km’lik bir alan içinde, Balıkesir-Bigadiç, Bursa-Keste-lek, Susurluk-Sultançayırı, Kütahya-Emet ve Eskişehir-Kırka yörelerinde bulunuyor. Bunlar, yaklaşık 65 milyon yıl önce başlayan ve 2 milyon yıl öncesine kadar süregelen volkanik etkinlik dönemleri sırasında, gölsel ortamlarda oluşmuş. Yukarıda saydığımız, farklı yörelerimizdeki borat yatakları arasında yapısal açıdan farklılıklar bulunsa da, bunlar genel olarak çakıltaşı, kum-

taşı, volkanik kül (tüf), tüfıt, kiltaşı ve kireçtaşı ile arakatmanlı. Genelde üzerleri kireçtaşı veya kiltaşıyla örtülü, ancak kimi yerlerde bu kayaç türlerine bir geçiş olduğu görülüyor. Borat yataklarının oluştuğu gölsel ortbor-2-5amların yakınlarında volkanik kayaçların yaygın olarak yer alması, bunların volka-nizmaya bağlı olarak oluştuklarının göstergesi. Bigadiç’de kolemanit ve üleksit, Emet ve Kestelek yörelerinde ağırlıklı olarak kolemanit madenleri yer alırken, Kırka’da boraks yatakları bulunuyor.

 

Boratların Geçmişi

Ekonomik değere sahip olan bor mineralleri, çok yönlü kullanımları açısından belki de dünyanın en ilginç minerallerinden. Değişik yararları ve kul

lanım alanları, uygarlığın ilk günlerinden bu yana biliniyor. O dönemlerde yaşayan gümüş ve altın kuyumcuları, akışkanlığı artırdığı için, özellikle boraks adlı bor mineralinden yararlanı-yorlarmış. Boraks, kimi özelliklerinin zaman içinde keşfiyle, seramiklerde sır malzemesi olarak, tedavi amaçlı (mikrop öldürücü) ve temizlik maddesi olarak kullanılmaya başlanmış. Günümüzdeyse boraks, deterjan sanayiinin yanı sıra yaygın olarak yüksek performanslı camların üretiminde kullanılıyor.

Boraksın ilk kez, yaklaşık 4000 yıl önce, Babilliler tarafından kuyumculukta kullanıldığı tahmin ediliyor. Bunların, boraksı bor-2-6 bor-2-7Uzakdoğu’dan getirttiklerine ilişkin bulgulara rastlanmış. O dönemlere ait yazılı kaynaklarda boraks minerali için “boorak”, “bayrach” ve “borar” gibi sözcüklerin kullanıldığı saptanmış. Bundan başka, günümüzde, kimi kaynaklarda “boraks” yerine kullanılan “tinkal” sözcüğü de “Uzakdoğu” anlamına gelen “tinkar” sözcüğüyle eşanlamlı. Yine Mısırlıların mumyalama işlerinde, tedavi amaçlı ve değişik metalleri işlemede borakstan yararlandıkları, Eski Yunanlılarla Romalılarınsa boraksı temizlik maddesi olarak kullandıkları tahmin ediliyor. Görüldüğü üzere, boraks değişik uygarlıklar tarafından farklı amaçlarla kullanılmış. O dönemlerde, boraks daha çok alkali göllerden elde ediliyor ve ticareti yapılıyormuş. Ancak boraksın kullanım alanlarına ilişkin ilk yazılı metne, 762 yılında, Mekke, Medine ve Bağdat çevresindeki Arap yerleşimlerinde rastlanıyor. Boraks minerali, Çin’e bu tarihten kısa bir süre sonra girmiş. Avrupa’ysa, kimyaya ilişkin Arapça dilinde yazılan kaynakların çevrilmesi sonucu boraksla 12.-13. yüzyılda tanışmış. On-beşinci yüzyıla gelindiğinde, boraks ticareti Venediklilerin elindeydi ve 200 yıl kadar da onlar tarafından sürdürülecekti. O dönemin Venedikli tüccarları, boraksın nerelerden getirildiğini ve nasıl işlendiğini büyük bir sır olarak saklamışlar. Ancak ham boraksın Tibet’in göllerinden elde edildiği ve torbalar içinde koyunlarla Himalayalar üzerinden Hindistan’a taşındığı biliniyor. Onyedinci yüzyıla gelindiğindeyse HollandalIlar boraks ticaretini üstlenmiş, hatta işlenmesi konusunda önemli bilgi birikimine kavuşmuşlar.

1840 yılında, İtalya’nın Toskana bölgesindeki sıcaksu kaynaklarında keşfedilen doğal borik asit (sassolit adlı bir bor minerali) ondokuzuncu yüzyılda Avrupa pazarlarının borik asit ve boraks gereksinimini büyük oranda karşılamış. Ondokuzuncu yüzyılın sonlarına doğru dünyanın farklı bölgelerinde borat yatakları keşfedildi. Sanayideki hızlı gelişmelere paralel biçimde rafine bor ürünlerinin geliştirilmesinde ve bunların pek çok alandaki kullanımında önemli adımlar atıldı.

 

Borun ve Bileşiklerinin Önemi

Geçmişte pek çok değişik uygarlık her ne kadar ağırlıklı olarak ham bor minerallerinden (çoğunlukla da borakstan) yararlandıysa da bu son yüzyılda, sanayileşmenin ve teknolojideki hızlı gelişmelerin etkisiyle artan ürün yelpazesine paralel olarak değişime uğradı. Günümüzde sanayinin pek çok dalında ham, rafine ve özel bor ürünleri kullanılıyor, çünkü bor elementi kendine özgü özelliklerinden dolayı çok sayıda bileşik veya alaşım oluştu-rabiliyor. Cevher zenginleştirme yöntemiyle ham bor; ham borun fiziksel ve kimyasal işlemlerden geçirilmesiyleyse rafine bor ürünleri elde ediliyor. Özel bor ürünlerine gelince, bunlar ham bor ya da rafine bor ürünlerinden elde ediliyor. Teknik açıdan büyük miktarlarda üretilebilen ve pek çok sanayi dalının vazgeçilmez hammaddelerinden olan dört ana rafine bor bileşiği vardır: Boraks Dekahidrat (Na2B4O7.10H2O), Boraks Pentahidrat (Na2B407.5H20), Susuz Boraks (Na2B407) ve Borik Asit (H3BO3). Bunların dışında, ayrıca, Sodyum Perborat (NaB02H-202.3H20) ve Susuz Borik Asit . (B203) sanayinin önem taşıyan rafine bor bileşiklerinden. Özel bor ürünlerineyse çinko borat (yangın geciktirici özellikte), disodyum oktaborat tetrahidrat (ağaç işlemede kullanılır),

bor karbür (zırhlar gibi dayanıklı malzemelerde), magnezyum bor gibi borit-ler ve solibor gibi borlu gübreler örnek gösterilebilir.

Binlerce yıldan beri giderek daha fazla sayıda alanda yararlanılan bor kendine özgü yapısı ve özellikleriyle sanayinin vazgeçilmez hammaddelerinden. Son yüzyıllarda, bilim ve teknolojideki başdöndürücü gelişmelerle birlikte borun ileri teknolojilerde çok büyük avantajlar sağladığı keşfedildi. Bor ürünleri cam, kimya ve deterjan, seramik ve polimerik malzemeler, metalurji ve inşaat, gıda ve tarım gibi alanlara ek olarak uzay ve hava araçları, askeri araçlar, füzeler, radarlar, iletişim teknolojileri, nanoteknolo-jiler, otomotiv sanayii ve enerji olmak üzere birçok alanda kullanılmaya başlandı. Bor, özellikle ileri teknoloji ürünlerinde önemli teknolojik yeniliklerin yapılmasını ve geliştirilmesini sağlayan anahtar element rolünü üstlendi ve üstlenmeyi sürdürüyor. Halen, özellikle bilgi (iletişim) teknolojileri, otomotiv sanayii ve enerji alanlarında bor ve bileşiklerinin çok önemli rol oynadığı araştırmalar yapılmaya devam ediliyor, yeni üstün özellikli ürünler geliştiriliyor. Örneğin, son yıllarda, bir bor bileşiği olan sodyum borhidrürün suyla tepkimeye girerek katalizör aracılığıyla hidrojen gazı açığa çıkarma özelliğinden yararlanılarak, bu bor bileşiği, elektrokimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren düzenekler olan yakıt pillerinde kullanılmaya başlandı. Otomobillerde yakıt ve çevre kirliliği sorununu ortadan kaldıracak olan bu teknolojinin pazara girmesiyle, gelecekte bor ve bileşiklerine olan talebin önemli ölçüde artacağı varsayılıyor. Bundan başka, bor ve kimi özel bileşiklerinden yararlanılarak, bilgi teknolojilerinde kullanılan süperiletkenler ve mikroçipler gibi ürünler daha da geliştirilerek bunların verimi ve kullanışlılığı önemli ölçüde artırıldı. Günümüzde, teknoloji üreten ülkelerde borla ilgili araştırmalar tüm hızıyla devam ediyor ve öyle görünüyor ki bu element ikibinli yıllarda yaşamımıza pek çok alanda girerek kolaylık sağlayacak.

 

Bor ve bileşikleri, farklı sanayi dallarında üretilen değişik ürünlere üstün özellikler katıyor. Örneğin, en yaygın olarak kullanıldığı cam sanayiinde camın ısıyla genleşmesini önemli ölçüde indirgiyor; titreşim, yüksek ısı ve ısı şokuna karşı dayanıklılık sağlıyor; böylelikle camın genel olarak

dayanıklılığını artırıyor. Bundan başka, camın üretimi sırasında, daha ergimiş haldeyken eriyiğinin daha akışkan olmasını sağlıyor. Borun bu özellikleri, onu elektronik ve uzay araştırmaları gibi alanlarda kullanılmak üzere, üstün nitelikli camların üretiminde vazgeçilmez kılıyor.

Plastik, seramik ya da metallerle bir arada kullanılan özel bor bileşikleri

(örneğin; bor kompozitleri veya borid fiberleri) yüksek direnç ve malzemeye yüksek bir esneklik sağlıyor. Özellikle plastiklerde kullanılan bor fiberleri sağladığı sertlik/yoğunluk oranı, alüminyum ve titanyuma oranla altı kat daha fazla. Yüksek sıcaklığa karşı dayanıklı, esnek, hafif ve kolay üretilebilir olan borlu malzemeler, bugün spor malzemeleri (raketler, kayaklar, vb.),

tekstil (örneğin kurşun geçirmez kumaşlar), izolasyon, otomotiv sanayii gibi pek çok alanda kullanılıyor. İleri bor kompozitleri, askeri amaçlı uzay ve hava taşıtlarının daha sağlam ve aynı zamanda da hafif olmasına yönelik araştırmalar sonucunda bor-2-10keşfedilmişti.

Daha çok boraksa özgü bir özellikse, düşük bazik düzeyi sayesinde yağları ikinci bir tabaka haline getirebilmesi ve suyun yüzey gerilimini azaltarak kir parçacıklarının kopmasını kolaylaştırması. Bu borat, ayrıca kimi organiklerle tepkimeye girerek esterler oluşturur ve düşük de olsa mikrop öldürücü özelliğe sahiptir. Tüm bu özelliklerinin bileşimi, boraksı güçlü fakat uygulandığı nesnelere zarar vermeyen bir temizlik malzemesi durumuna getirir. Boraks kimi aşındırıcılarla birlikte aşındırıcı özelliğe sahip toz halindeki

temizlik maddelerinde, sabunlarda ve pek çok başka temizlik maddesinde kullanılır. Çamaşır deterjanlarına katılan sodyum perborat adlı bor bileşiği aktif bir oksijen kaynağı olduğundan etkili bir ağartıcı; bu nedenle de çamaşır beyazlatıcısı olarak biliniyor.

Son yıllarda borik asit, boraks ve pentahidrat gibi bor bileşikleri, yangın geciktirici etkileri gibi önemli özellikleri nedeniyle, düşük maliyetli selülozik yalıtım malzemesi yapımında kullanılmaya başlandılar. İnce şeritler halinde kesilmiş ve tavanarasına ya da duvarlara sıkıştırılmış olan gazete kağıdı, işlem görmeden kullanıldığında, zamanla sıkışma nedeniyle bir süre sonra etkisini yitiriyor. Oysa selülozdan yapılmış bu malzeme, bir borat solüsyonuyla (örneğin borik asit) işlem gördüğünde ve kullanılmadan kurutulduğunda, bu sorun önemli ölçüde ortadan kalkıyor; malzeme yangına karşı dayanıklılık, bakterilere karşı zehirleyici, ayrıca sıçanlarin, farelerin ve böceklerin iştahlarını kapatıcı bir nitelik kazanıyor.

Bor elementini tek kılan bir başka özelliğiyse, küçük bir atoma sahip oluşuna bağlı olarak, nötron emme gücünün yüksekliği. Nükleer santrallerde, radyoaktif maddenin bölünmesi ısının açığa çıkmasına, alfa ve beta parçacıkları, gama ışınları ve nötronların oluş

masına yol açar. Nötronlara karşı kalkan görevi görecek malzemeler arasında en etkili olanları bor (özellikle de 10B izotopu), hidrojen, lityum, polietilen, ve sudur. Ancak bunların çoğu ikincil gama ışınlarının oluşmasına neden olurken nötronları emme özelliğiyle bor, çok hafif bir gama ışını ve kolay emilebilen bir alfa ışını üretir.

Bor bileşikleriyle ilgili bir başka önemli noktaysa, bor ile bir metalin bir araya gelmesiyle oluşan boritlerin, oldukça sert (Mohs’un sertlik ölçeğine göre yaklaşık 9, oysa elmasınki 10), bu nedenle de aşındırıcı ve refraktör (ışık-kıran) olarak kullanılmaya oldukça elverişli olmaları. Sınırlı sayıdaki bu tür bileşikler, yüksek bir ısıl ve elektriksel iletkenliğe sahip.

Ülkemizdeki Boratların Dünü Bugünü

Anadolu’daki bor cevherlerinin ilk olarak Romalılar tarafından keşfedildiği tahmin ediliyor. Büyük bir bor yatağının yer aldığı Eskişe-hir-Kırka yakınlarında Romalılara ait olduğu saptanan kalıntılar ve o dönemlerde bu bor yatağının yüzeyinden bor cevheri elde edildiğine dair izler, bunun göstergesi. Ancak ülkemizde gerçek anlamda bor madenciliği 1861 yılında Balıkesir-Su-surluk ilçesinin Sultançayırı bölgesinde bir yabancı firma tarafından başlatılmış ve daha sonraki yıllarda da, Osmanlı Devleti’nin son yılları ile Cumhuriyetin çeyreğinde ya

bancı firmalar tarafından sürdürülmüş. Ülkemizde doğal kaynaklarımızın tespitine yönelik bilimsel çalışmaların yapılması için 1935 yılında maden aramalarını yapmak üzere Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü (MTA),

madencilik, enerji üretimi ve dağıtımını yapmak üzere de ETİBANK kuruldu. MTA, ekonomik değeri olan alanları ilgili bakanlık kanalıyla ETİ-BANK’a devretmeye, ETİBANK da bu kaynakları işletmekle görevlendiril

miş. 1950 yılında Bigadiç’te, 1954’de Mustafa Kemal Paşa bölgesinde ve 1956’da da Emet dolaylarında kole-manit yatakları, yine aynı dönemlerde, Kırka’daki boraks yatağı ortaya çıkarılmış. ETİBANK, ilk kez 1958 yılında Emet’te bor madeni işletmeciliğine adım atmış. 1964 yılında Bandır-ma’da ilk rafine bor tesislerinin temeli atılmış. 1960lı yılların sonlarına doğru Kırka’daki bor yataklarını da devralan ETİBANK, 1970lerde Kır-ka’da bor rafine ürün üretim tesislerinin kurulması çalışmalarına başlamış. Böylece ülkemizde bor hammaddesi üretiminde ve dünya talebini karşılamada önemli bir ilerleme sağlanmış. Tüm bu gelişmelere karşın, ülkemizde bor cevherlerinin üretim ve ihracatı, 1978 yılına kadar, büyük oranda yabancı ve yerli özel şirketlerin teke

linde kalmış. 1978 yılında, ülkemizin bu açıdan dünya piyasasındaki gerçek değbor-2-9erine ulaştırılması ve borun ülke yararına işletmesi amacıyla, bor yatakları, 2172 sayılı Yasayla devletleştiril-di. Böylece borla ilgili tüm etkinlikleri devlet adına ETİBANK üstlenmiş ve aynı zamanda dünyanın en büyük iki bor bileşikleri üreticilerinden biri konumuna geçmiş oldu. 1983 yılında yürürlüğe giren 2840 sayılı yasayla ise bor madenlerinin devlet eliyle ETİBANK tarafından işletilmesi kesinlik kazandı. ETİBANK, bankacılık kısmının özelleştirilmesi nedeniyle 1998 yılında yeniden yapılandırıldı ve ETİ Holding A.Ş. adını aldı.

O zamanki adıyla ETİBANK, sahip olduğu bor rezervlerinin katma değerini ve dünya bor pazarındaki gelir payını artırmak için, 1960’lı yıllardan itibaren önemli yatırımlara girişti. Bu çerçevede başlattığı yatırım faaliyetlerini yoğun bir biçimde sürdürerek bugün ham borda yıllık 1.800.000 ton, rafine bordaysa 717.000 tonluk kurulu bir kapasiteye ulaştı. Bu yıl içerisinde tamamlanacak olan 100.000 tonluk rafine bor tesisi ile etüd ve planlama aşamasında olan yatırımlarla birlikte, rafine bor üretimi kapasitesinin 1.200.000 ton/yıl’a çıkarılması hedefleniyor. Bor madenlerinin ve rafinasyon tesislerinin işletmesini Eti Holding’in bağlı ortaklıklarından Eti Bor A.Ş. yürütüyor. Bor madenlerinin bulunduğu yerlerde Eti Bor’a bağlı bor işletmeleri yer alıyor. Ham ve rafine bor ürünlerinin üretildiği bu işletmeler Bandırma (Balıkesir), Kırka (Eskişehir), Emet (Kütahya), Bigadiç (Balıkesir) ve Kestelek (Bursa) bor işletmeleri.

Bugün Eti Holding, dünyada yılda yaklaşık 1,5 milyon ton olan B2O3 bazındaki bor üretiminin %32’sini gerçekleştiriyor. Eti Holding ile birlikte bir başka büyük ABD firması, dünyadaki bor gereksiniminin yaklaşık %70’ini karşılıyor.

bor-2-14Boraks Pentahidrat Üretimi

Kırka Bor İşletmesi’nde 1984 yılından bu yana, 1. Bor Türevleri Tesisi’nin devreye girmesiyle birlikte, bir rafine ürün olan boraks pentahidrat üretiliyor. Dünya genelinde ürüne olan yoğun talep nedeniyle 1996 yılında 2. Bor Türevleri Tesisi ve bu yıl da 3. Bor Türevleri Tesisi devreye alınmış. Özellikle 3. Bor Türevleri Tesisi’nin yeniliği, teknolojisi ve temizliği karşısında etkileniyor, bu tesisi biraz hayranlık ve biraz da gururla dolaşıyoruz. Bir dördüncü bor türevleri tesisinin etüd çalışmaları da halen sürdürüldüğünü öğreniyoruz. Bor türevleri tesislerindeki boraks pentahidrat üretimi, aralıksız, gece gündüz, üç vardiyada gerçekleştiriliyor. Rafine ürün üretiminde uygulanan ilk işlem, konsantratör tesisinde elde edilen ve %32 oranında B2O2 içeren konsantre tinkaldeki istenmeyen kalsiyum ve magnezyumun çökeltilerek karışımdan uzaklaştırılması. Bu amaçla konsantre tinkale %2,5 oranında soda ekleniyor.

Boraks pentahidrat üretimi dört aşamada gerçekleşiyor. Birinci aşama olan çözme işlemi sırasında konsantre tinkalin, tıpkı şekerin suda erimesi gibi, 98°C’lik çözme tankında çözünmesi sağlanıyor. Bu işlemden sonra, çözeltinin içerdiği kil parçacıkları öncelikle 3 mm’lik eleklerde eleniyor. Boyutları 3 mm’nin üzerinde olanlar atık olarak ayrıştırılıyor, daha küçük boyuttaki-lerse filtreleme işlemine tabi tutuluyor. Burada çözelti içerisindeki kil, tikner adı verilen özel tanklarda çöktürüldükten sonra elekten geçen küçük boyuttaki tanecikler basınçlı filtrelerle süzülüyor. Çözünmeyen katı kil, kum gibi atıklar ayrıştırılıyor ve atık olarak kil sahasına atılıyor. Daha sonraysa, çözeltinin çözünme işlemi kimyasallar yardımıyla sürdürülüyor ve çözelti içerisindeki kilin, çözme tankının huni biçimindeki haz

nesinde çökmesi sağlanıyor. Üçüncü aşama olan kristallendirmedeyse, bu işlemler sonucunda elde edilen temiz çözelti kristalizatöre veriliyor. Burada, sıcaklık ani olarak 95°C’den 66°C’ye düşürülerek çözeltinin katılaşma yoluyla kristalleşmesi sağlanıyor. Kristalleşen malzeme, çözeltiden hidrosiklon ve santrifüjlerle ayrıştırılıyor, daha sonra da son işlemden geçerek döner kurutucularda kurutuluyor.

Kırka’da boraks pentahidrat ve dekahidrat rafine bor ürünleri üretimi dışında susuz boraks (susuz boraks üretimi sırasında boraks pentahid-rat’ın içerdiği beş su molekülü yüksek ısıda uçuruluyor) üretimi de gerçekleştirilebiliyor, bunun için gerekli olan üretim altyapısı mevcut.bor-2-13

Kırka Bor Türevleri Tesisi’nin önemli bir özelliği, enerji gereksinimini kendi olanaklarıyla karşılaması. Tesislerde kullanılacak buhar ve elektrik enerjisi için iki adet 20 ton/saat kapasiteli buhar kazanı bulunuyor. Basınçlı buhar önce türbinden geçirilerek elektrik enerjisi üretiliyor ve türbinlerden çıkan basınçlı buhar da bor türevleri tesisinde kullanılıyor. Tesiste, biri 3,5 MW, diğeri 5 MW olmak üzere elektrik türbini yer alıyor. Eti Holding AR-GE Daire Başkanlığında, bor işletmelerinde ortaya çıkan sorunlara çözümler getirmeye, yurtdışındaki alıcıların isteklerini karşılamaya, ayrıca kurumun portföyüne yeni ürünler katmaya yönelik çalışmalar yapılıyor. Geliştirilen yeni ürünler arasında bor oksit, çinko borat ve borlu gübreler de bulunuyor.

Geleceğimizi Aydınlatabilecek Hazinemiz: Bor

Ülkemiz açık bir farkla dünyanın en zengin bor yataklarına sahip. Dünyadaki toplam bor rezervinin (görü-nür+muhtemel+mümkün) yaklaşık 1 milyar ton olduğu tahmin ediliyor. Bu rezervin yaklaşık %64’ü Türkiye’de, %11’i Rusya ve %9’u ABD’de. Bu da, yıllık tüketimler baz alındığında ve ül

kelerin rezerv ömrü hesaplandığında, Türkiye’nin en uzun rezerv ömrüne sahip ülke olduğunu gösteriyor. Şanslı olduğumuz bir başka nokta da sahip olduğumuz bor rezervlerinin yüksek kalitede ve sanayide kullanım açısından çok elverişli ve çeşitli boratlar içermesi. Ekonomik açıdan en makbul boratlar; boraks, kolemanit ve üleksit ülkemizde büyük miktarlarda yer alıyor. Kısaca, ülkemiz çok önemli bir doğal kaynak avantajına sahip. Önemli olan

nokta, ekonomik büyümenin ve gelişmenin koşulu olan öğrenmenin ve yenilikçiliğin büyük önem kazandığı şu dönemde, doğal kaynak avantajımızı en iyi şekilde, ülkemizin bilimsel ve teknolojik açıdan gelişmesini, dolayısıyla ekonomik büyümeyi hızlandırmasını sağlayacak biçimde değerlendirmek.

Borun geniş kullanım yelpazesine ve bu elementle ilgili son yıllarda yapılan ileri teknolojilere yönelik araştırmalara ve yakıt malzemesi gibi yeni potansiyel kullanım alanlarına bakıldığında, bir bor hazinesine sahip olmamızın, ülke sanayisini canlandıran politikalar uygulandığında, ülkemize yeni ufuklar açacağı kesin. İleri teknolojilerin geliştirilmesinde borun oynadığı önemli rol, bu element ve bileşikleriyle ilgili araştırmalar yapılmasının ne derece önemli olduğunu gösteriyor. Burada önemli olan teknolojiyi izleyen konumundan sıyrılıp teknoloji üreten, yani yenilikler yaratan konumuna geçilmesi. Bu bağlamda, bor ve bileşiklerinin ileri teknoloji uygulamalarına yönelik bilimsel araştırmalara ağırlık verilmesi büyük önem kazanıyor.

 Bor Süperiletkenlikte Yeni Ufuklar Açıyor

bir grup Japon bilimadamı, bir bor bileşiği olan magnezyum di-boridin (MgB2), 39K gibi yüksek bir kritik sıcaklığa sahip olması nedeniyle, geleceğin süperilet-ken malzemesi olabileceğini keşfettiler. Süperilet-kenlik, sıcaklığın belli bir noktanın (kritik sıcaklık) altına düşürülmesiyle her türlü elektriksel direncin kaybolması durumu; genel olarak -273°C olan “mutlak sıfır” noktasına yakın sıcaklıklarda gerçekleşen bir olgu. Bu derece düşük bir sıcaklığı oluşturabilmek oldukça pahalı malzeme ve teknoloji gerektirdiğinden, örneğin büyük fizik deneyleri için gerekli süperiletkenleri görece yüksek sıcaklıklarda üretmeye yönelik yoğun araştırmalar yürütülüyor.bor-3-1

Süperiletkenler, çok yüksek akım yoğunluklarını (santimetrekare başına 1 milyon amper gibi) hiç bir enerji kaybına neden olmadan taşıyabildikleri için santrallerden şehirlere verimli enerji iletimi, güçlü mıknatıs isteyen uygulamalar (manyetik rezonans, maglev trenleri vs.), büyük miktarlarda enerjinin manyetik alan depolanması ya da mikro-elektronikte istenmeyen ısının önlenmesi gibi birçok uygulama alanları var. Ne var ki bilinen süpe-riletkenlerin çok düşük olan kritik sıcaklıkları, bu tür önemli uygulamaları gerçekleştirmeye engel oluyordu. Magnezyum diboridin bir süperiletken olarak keşfi, bu tür çalışmalara yeni ufuklar açacağa benziyor.

Japon araştırmacılar, yıllarca kullanılagelen bakıroksit süperiletkenlerinin kritik sıcaklığının yükseltilmesi konusunda kaydedilen önemli aşamaları göz önüne alarak, kritik sıcaklığının başka malzemelerde ne ölçüde yükseltilebileceğini merak etmişlerdi. Bakıroksit olmayan malzemelerdeki süperiletkenlik için o güne kadar saptanan en yüksek değer 33K olmuştu. Oysa magnezyum diborid üzerinde yapılan izotop etkisi ölçümleri, çoğunlukla 11B biçiminde bulunan bor atomları 10B atomları ile değiştirildiği zaman kritik sıcaklığın 39K’den 40K’e çıktığını göstermişti. Böylece araştırmacılar, bakıroksit olmayan bir süperiletkende saptanan en yüksek kritik sıcaklık olan 39K değerini elde etmişlerdi. Bu derece yüksek bir kritik sıcaklık, magnezyum dibo-ridin süperiletkenlik teknolojisi için çok uygun bir malzeme olduğunu gösteriyor.

Japon bilim adamlarının bu buluşu, süperilet-kenlik konusuyla uğraşan bilim dünyasına, evrendeki pek çok başka malzemenin keşfedilmeyi beklediğini ve gelecekte büyük olasılıkla başka yeni süperiletken malzemelerin bulunacağını göstermişti.bor-3-2

Magnezyum diboridin bir süperiletken malzemesi olarak kullanılmasındaki tek sorun, oldukça kırılgan yapıda bir arametalik bileşik olması; çünkü süperiletkenler kablo biçiminde üretiliyor. Bu nedenle araştırmacılar, önümüzdeki yıllarda, süperiletken boritlerden dayanıklı kablolar geliştirme ve bunları düşük maliyetle üretme konusuna ağırlık verecekler. Malzemenin gerçekten de sorunsuz ve kullanışlı olması halinde bu tür kabloların 5-10 yıl sonra pazara sürüleceği tahmin ediliyor.

 

 

 

 

 

 

 

 

Süper Kaygan Yüzeyler

Bir bor bileşiğinin (borik asit) özelliklerinden yararlanılarak yapılan, son yılların önemli buluşlarından biri de “sürtünmeyi neredeyse ortadan kaldıran karbon film kaplaması” (near-frictionless carbon film coating). Buluşun sahibi yıllardır ABD’nin Illinois eyaletindeki Argonne Ulusal La-boratuvarı’nda malzemebilimi konusunda araştırmalarını sürdüren bir Türk bor-4-1bilimadamı: Ali Erdemir. Buluşu, 1998 yılında Argonne Ulusal Labo-ratuvarı’nın önemli ödüllerinden “R&D 100 Award” (Ar&Ge 100 Ödülü) ile ünlü popüler bilim dergisi Discovefm “Discover Magazine Award” ödülünü almış. Erdemir’in geliştirdiği karbon film kaplamasının en önemli özelliği 0,001 gibi olağanüstü düşük bir sürtünme katsayısına sahip olması. Havasız (kuru azot atmosferinde) ortamda ölçülen bu değer, bu alanda bir önceki rekoru elinde tutan molibden disülfit malzemesinden 20 kez daha düşük. Aynı koşullar altında, teflon adlı kaplama malzemesinin sürtünme katsayısı yaklaşık olarak 0,04. Yağla kaplı çelik yüzeylerle kıyaslandığındaysa Erdemir’in kaplama malzemesi daha da büyük fark atıyor. Geliştirdiği yeni malzeme, bu tür geleneksel uygulamalardan 100 kez daha düşük bir sürtünme sağlıyor.

Sürtünme, pek çok alanda olduğu gibi özellikle de otomotiv sanayiinde pek de istenmeyen bir durum. Otomobillerin çalışması sırasında enerji kayıplarına, dolayısıyla da daha düşük verimle çalışmalarına yol açıyor. Bir başka sorunsa parçaların sürtünmeden dolayı aşınmaya uğrayarak hızla yıpranmaları ve bunun doğuracağı bakım masrafları. Geliştirilen yeni karbon film kaplaması, sürtünme sorununu ortadan kaldırdığı gibi, aynı zamanda çok sert bir malzeme olması nedeniyle aşınma tehlikesini de büyük ölçüde gideriyor.

Malzeme, alüminyum ve çelik gibi metallerin yanı sıra plastik ve seramik gibi daha farklı özellikteki malzemelere de kolaylıkla tutunabiliyor, bunların yüzeylerini herhangi bir yağla kaplı oldukları zamankinden çok daha kaygan hale getiriyor. Bu kayganlık borik asitin kendine özgü yapısından kaynaklanıyor. Bileşik, atomların birbirlerine sıkı sıkı tutundukları ince bor-4-2tabakalar halinde kristalleşiyor. Tek tek tabakalar arasındaki bağlarsa daha zayıf; gerilme anında birbirleri üzerinde kolaylıkla kayıyorlar. Böylece de sürtünme düşük düzeyde kalıyor.

Günümüzde, Ali Erdemir ve ekibinin bu önemli buluşu, elektronik, ziraat, uzay ve havacılık, tıp gibi pek çok değişik alanda yaygın olarak kullanılıyor. Bundan başka, bu oldukça yeni sayılabilecek kaplama malzemesinin önemli yararlar getireceği alanlardan biri otomotiv sanayii, özellikle de geleceğin otomotiv teknolojileri. Kaplama malzemesi, 2004 yılına kadar bir “temiz araba” prototipi geliştirmeyi amaçlayan ve bir ABD devlet-sanayi işbirliği projesi olan “Yeni Kuşak Otomobilleri Ortaklığı” (Partnership for a New Generation of Vehicles – PNGV) çerçevesinde yakıt hücreleri sistemiyle çalışan kompresörlerde ve gelişmiş dizel motorları yakıt enjeksiyon sistemlerinde deneniyor. Her iki teknoloji, projenin gelecek va-adeden otomotiv teknolojileri olarak kabul ediliyor.