Bor ve Bor Madenleri İle İlgili Bilgiler

Bor ile ilgili ilginç bilgiler, bor nedir, bor tarihi – tarihçesi, bor madeni, kullanım alanları, bulunduğu yerler bölgeler, atomik yapısı, kimyasal özellikleri ve fiziksel özellikleri…

Sponsor Bağlantılar

BOR İLE İLGİLİ İLGİNÇ BİLGİLER

Türkiye, bor cevherini stratejik maden olarak ilan etmiştir.

Türkiye, Dünya bor rezervlerinin %63’üne sahip…

En kaliteli bor rezervleri Türkiye’de…

Türkiye’deki bor’un yaklaşık değeri “9 TRİLYON DOLAR”…

Bor önemli bir endüstriyel hammadde…

Balıkesir, Bursa, Eskişehir, Kütahya illerine dağışmış olan bor yataklarının rezervi, dünyanın şu ana kadar bilinen en büyük rezervi…

Ham haldeyken tonu 400 dolar olan bor minerali işlenerek süper iletken hale geldiğinde (dönüştürüldüğünde) 40.000 – 50.000 dolara yükseliyor.

Türkiye’nin bor madenleri ile ilgili “incelikli” çalışmaları nedense yabancılar Türkler’den daha fazla yapıyor.

Türkiye bor ihracatı, değişik ürünler bazında olup madencilik sektöründe ana gelir kaynaklarından birisi…

Bu potansiyelin değerlendirilmesi, hem ülke, hemde dünya teknolojisi ve ekonomisi açısından önemli…

Ülkemizde bu cevherin kullanım alanlarının genişletilmesi için çalışan kişi ve kuruluşları destekleyen BOREN-Bor Enstitüsü kurulmuştur…

BOR ELEMENTİ NEDİR?

Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman saf halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir.

Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, endüstride birçok bor bileşiğinin kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.

 

Borun saf elementi ilk defa 1808 yılında Fransız kimyager J. L. Gay – Lussac ve Baron  L. J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından bor oksidin potasyum ile ısıtılmasıyla elde edilmiştir.

BOR MADENİ

BOR madeni ilk bakışta beyaz bir kayayı andırıyor. Çok sert ve ısıya dayanıklı. Doğada serbest bir element olarak değil, tuz şeklinde bulunuyor. Ülkemizde bulunan ‘bor’un kalitesi de diğerlerine oranla daha yüksek. Toprağın 40 metre altında bulunan borun işlenmesi de, diğer elementlerle az karıştığı için kolay. Bor, periyodik sistemin üçüncü grubunun başında yer alan bir elementtir. Bu gurubun diğer üyeleri metal olmasına karşın Bor ametal sayılmaktadır.

Ancak, diğer elementlere olan yüksek kimyasal ilgisi nedeniyle doğada serbest halde bulunmayan bor’un meydana getirdiği minerallerin, çok eski tarihlerden beri tanındığı ve kullanıldığı bilinmektedir. En yaygın bor bileşikleri; borik asit ve bor’un sodyum, kalsiyum ve magnezyum ile meydana getirdiği bileşiklerdir.

BOR TARİHİ – TARİHÇESİ

 

1702 Borik Asitin ilk kez İtalya’da laboratuar ölçeğinde üretimi

1830 İtalya’da ilk borik asit üretimi

1852 Şili’de ilk ticari bor madeni işletmeciliği

1861 İlk Osmanlı Maden Yasası

1864 Kaliforniya’da ilk ticari bor üretimi

1865 Aziziye/Susurluk bölgesindeki pandermit adlı kalsiyum   boratın işletme hakkının Compaigne Industrielle Desmazures şirketine verilmesi, böylelikleTürkiye’de ilk bor madenciliğinin başlaması şirketin Türkiye orijinli madeni kullanarak Fransa’da bir boraks rafineri tesisi kurması,

1872 Nevada ve Kaliforniya’da ilk üleksit cevherinin bulunması ve üretimin başlaması

1881 Death Valley Boraks rezervinin bulunması

1885 Borate / Kaliforniya bor rezervinin bulunması “Twenty Mule Team” yıllarının başlangıcı

1887 Compaigne Industrielle des Mazures’e Aziziye rezervi işletme hakkının 50 yıllık süre ile verilmesi

1887 Sultançayır rezervinin Charles Hanson & Co. Şirketi tarafından işletmeye alınması

1887 İngiltere’de kurulan The Borax Company şirketinin Compaigne Industrielle des Mazures Aziziye rezervinde çoğunluk hissesini alması

1899 Borax Consolidated Limited (BCL)şirketinin kurulması

1899 Desmazures’e ait sahaların  BCL tarafından alınması

1913 Kramer Bor yataklarının bulunması

( I. Dünya savaşı yılları,ABD 110.000 t/y boraks ile dünyanın en büyük üreticisi idi. )

1935 Türkiye’de maden arama ve işletme faaliyetlerini yapmak üzere Etibank ve MTA’nın kurulması

1951 Bigadiç Kolemanit rezervlerinin özel şirketler tarafından işletilmeye başlanması

1954 BCL’in Türkiye’deki madencilik faaliyetlerini geliştirmek amacı ile Türk Boraks Madencilik A.Ş.ni kurması

1954 Sultançayırı maden ocağının kapatılması

1958 Etibank  Emet yataklarından ilk cevherin üretimi

1959 Türkiye’nin ilk cevher ihracatı

1960 Türk Boraks Madencilik A.Ş. ve Türk ortakları tarafından Kırka Sodyum Borat yataklarının bulunması

1964 Etibank’ın 20.000 t/y boraks dekahidrat kapasiteli ilk tesisinin işletmeye alınması

1968 Etibank’ın 6.000 t/y kapasiteli ilk borik asit tesisinin devreye alınması

1968 Bakanlar Kurulu kararı ile Türk Boraks Madencilik A.Ş.nin tüm maden arama ve işletme haklarının Etibank’a devri

1975 Bandırma Sodyum Perborat Tesisinin İşletmeye Alınması

1978 2172 sayılı yasa ile Bor rezervlerinin tüm madencilik ve işletme haklarının Etibank’a verilmesi

1984 Kırka I. Bor Türevleri Tesisinin işletmeye alınması

1987 Bandırma II. Borik Asit Tesisinin işletmeye alınması

1996 Kırka II. Boraks pentahidrat tesisinin işletmeye alınması

2001 Kırka III.Boraks pentahidrat tesisinin işletmeye alınması

2004 Emet Borik Asit Tesisinin devreye alınması

 

BOR’UN KULLANILDIĞI ALANLAR

Cam elyafı yapımında bor ürünleri

Ergimiş cama % 7 bor oksit verecek şekilde bor pentahidrat veya üleksit-probertit katılmaktadır. Maliyetine bağlı olarak sulu veya susuz tipleri kullanmakta, bazan borik asitten yararlanılmaktadır. Kullanılan bor oksitin % 24’ü A.B.D.’de, % 14’ü B.Avrupa’da yalıtıcı cam elyafı imalinde tüketilmektedir. İstenen yalıtkanlık derecesine göre çeşitli spesifikasyonlar tanımlanır. Binalarda asbestin yerine ısı ve ses yalıtımında kullanılmaktadır.

Fiberoptik sanayiinde,liflere %6 borik asit ihtiva etmektedir. Philips’in Hollanda’daki fabrikasında bu lifler üretilmektedir.Optik cam elyafi ışık fotonlarının etkin biçimde transferlerini sağladığından günümüzde telekomünikasyonda tercih edilmekte olup kablo yerine kullanılmaktadır. Örneğin, Ankara-Çankaya ilçesinde Türk Telekom tarafından kullanılmıştır.

Borcam yapımında

Camın ısıya dayanımının artması ve cam imalatı sırasında çabuk ergimesini ve devitrifikasyonun önlenmesini sağlayan bor,aynı zamanda camın yansıtma, kırma, parlama gibi özelliklerini de artırmaktadır. Bor camı asite ve çizilmeye karşı korur. Cam eriyiğinin % 0,5 ile % 0.23’ü bor oksitten oluşmaktadır. Ateşe dayanıklı olan Pyrex camlarda %13,5 B2O3 vardır.

Emaye ve seramik sırı yapımında

Emayelerin vizkozitesini ve doygunlaşma ısısını azaltan borik oksit %20’ye kadar kullanılmaktadır. Sulu boraks ve bazı hallerde borik asit veya susuz boraks da kullanılır. Mutfak aletleri, banyolar, kimya sanayii teçhizatı, su tankları, silahlar, vb alanlarda da emaye kaplama kullanılır.

 

Yanmayı önleyici maddeler

Bor kendisinin oksit olması, ergime ısısının 2300 oC olması nedeniyle yanmaya karşı oldukça dayanıklıdır. Bu özelliğinden dolayı yanmayı önleyici madde olarak kullanılır veya bu özellikteki maddelerin içerisine değişik oranlarda katılır.

Önemli imalatçılar:

   Alleid Corp.

   Morcus Hook Cabot Corp.

   Harshaw Chemical Corp.

Sabun ve deterjan sanayi

Temizleyici maddeler klorinli veya peroksitli bileşiklerdir. Deterjanların ağırlığının % 20-25’i sodyum perborattır. En önemli rakip mallar sodyum hidroksit,sodyum hipoklorit ve hidrojen peroksittir. Bulaşıktan çok çamaşırda tercih edilmektedir. Perborat ürününün % 90’i deterjan imalatında kullanılmaktadır.

Ancak bilinçsiz ve aşırı deterjan kullanımı nedeniyle, atık suların içerisindeki bor oranı yükseldiğinden çevre kirlenmesine sebep olmakta ve günümüzde bu konuda yoğun tartışmalar yapılmaktadır.

Özellikle balıklarda mankafa hastalığı olarak bilinen bir hastalığın bordan kaynaklandığı bilinmektedir.

Metalurji sanayi

Kolemanit ve borik asit en çok kullanılan ürünlerdir. Çelik alaşımda kullanılan bor bileşiği ferroboron veya sulandırılmış bor alaşımıdır. Ferroboron borat konsantresinin alüminotermik redüklenmesi ile elde edilir. Yüksek borlu (% 5) çelikler nükleer reaktörlerde nötron emilmesini sağlayan önemli bir alaşımdır. Borlu çelikler enerji tasarrufu sağlar. Yeni geliştirilen bazı borlu çelikler mekanik basınca karşı dayanımları nedeniyle soğuk çekme, inşaat, tarım makinaları, vinçler, yaylar, grayder bıçakları, vites dişlileri gibi yerlerde tercih edilen çelik türleridir. Alüminyum izabesinde titanyum ile birlikte borlu bileşikler kullanılır.

Elektro kaplama sanayinde, kaplama banyosuna borik asit veya serbest florborat ilave edilir.

Demir, bor, karbon ve silikon ile yapılan deneysel camsı metal üretimlerinde başarılı olunmuştur. Transformatörlerdeki enerji kaybını 1/3’e indiren bu metaller gelecekte hızlı bir gelişme göstermektedir.

Tarım sektörü

Bor tarımda gübre, herbisit, pestisit ve algisit dallarinda kullanılmaktadır. Herbisitler bitkiye kritik bir miktardan fazla verildiği zaman toksik etki gösterir. Ayrıca sulu bakır metaborat, kereste ve diğer selülozik maddelerde fungisit olarak işlev görmektedir. Bitkinin beslenmesi için az miktarda bor’a ihtiyaç vardır. Bitkilerde şekerin hücre zarından geçişini kolaylaştırdığı için büyümede etkilidir.

Topraklarında bor oranı düşük olan ülkelerde gübrelere katkı maddesi olarak toprağa %1-3 oranında bor verecek şekilde kullanılmaktadır. Bor oranı yüksek olan topraklarda ise verim düşürücü etkisi olmaktadır.

Yeni imal edilen, keresteyi böceklerden korumak için borik asit veya boraks pentahidrat banyosu kullanılmaktadır. Dizel ve uçak yakıtlarında gelişen fungilerin önlenmesi için borik asit esteri kullanılmaktadır.

Karınca ve hamam böceği için de etkili bir öldürücüdür.

Nükleer sanayi

Tüketim miktari yönünden önemli olmamasına rağmen teknolojik ilerleme açısından büyük önemi olan bir kullanım alanıdır.

Bor mineral ve bileşikleri 10B ve 11B izotoplarını içerirler. B’un nötron emme gücü çok yüksektir. Bor izotopları nükleer reaksiyon sırasında denetim kurulmasına olanak verdiği gibi, dimetil eter, elementer bor, zenginleştirilmiş bor oksit veya asit veya ferroboron haline dönüştürüldüğünde nükleer reaktörün kontrol çubuklarının yapımında da kullanılır. Bu çubuklar % 2 bor içeren çelik/alüminyum alaşımlarıdır. 10B nükleer reaktörlerde koruyucu kabuk olarak işe yaramaktadır.

Bor karpitler Phenix reaktörlerinde koruyucu kabuk olarakta kullanılmaktadır. Bor 304 adı verilen yeni bir paslanmaz çelik atık nükleer yakıtı taşırken, içine konulduğu kapların yapımında kullanılır. Nükleer sanayiinde borun en yakın rakibi gadolinyum ve samaryumdur.

Kaliforniya üniversitesi’ndeki 11B araştırmalarda 11B’in proton fizyonlanması sırasında radyoaktivitesiz enerji açığa çıkmıştır. Böylece temiz nükleer enerji elde edilmektedir.

Diğer kullanım alanları

Oto antifirizlerinde kullanılan boraks demirli metallerin eriyikte korozyona uğramasını önlemektedir.

Borun katalizör olarak kullanımı oldukça yaygındır. Hidrokarbonların havadan oksitlenmesindeki katalizör borik asittir.

Bor triflorür (BF3), gaz halinde asitik bir katalisttir. Alkol, asit ve ketonların sudan arındırılmasında, halojenasyonda, aromatik hidrokarbonların sülfürden kurtarılmasında, karbon monoksitin katıldığı reaksiyonlarda, polyesterin boyanmasında, kullanılır.

TiB2 , ZrB2 gibi metal boritler jet motoru parçaları, roket motoru parçaları, elektrik kontaktörleri, kesici aletler yapımında kullanılır.

Silikonborid (SiB), oksitlenmeye karşı çok dirençli, ısıya karşı aşırı dayanımı ve kolay işlenebilir olduğundan bor nitritle bor karpidin kullanılamadığı oksijenli ortamlarda refrakter olarak kullanılır.

Lantanyum ve Seryum hekzaboritler katot yapımında; Lantanyum borid elektron mikroskobun termiyonik katotuna elverişlidir ve elektron ışınımında istikrarlıdır.

Jet ve roket motorlarının iç parçalarında, askeri zırhlı teçhizatta seramik zırh olarak kullanılır. Bornitrit yüksek ısıda elektrik ve ısı izolasyonunun sağlanması için kullanılır. Heksagonal bor nitrit 3500 oC ısıya dayanır, ıslanmaz, diyaelektrik sabiti Al’un 4 katıdır.

Kübik bor nitrit elmastan sonraki en sert maddedir ve 1370 oC’ye kadar duraylıdır. Kesici aletlerde kullanılır. Amborit çok hızlı dönen makina parçalarında tercih edilir.

(APBN) Anisotropik pirolitik bor nitrik mikrodalga lambalarında kullanılır.

Borlu elyaf kompositleri tekniğin en son harikaları olarak kabul edilir. Ti, Al ve Mg’un bor lifleri ile güçlendirilmeleri sonucunda elde edilen komposit mm2’de 360 kg’lik basınca dayanır. Karbon lifli kompositden daha pahalıdır. Ti ve Tungsten tel üzerine bor buharı deposite edilerek elde edilen bu liflerin fiyatı 400-570 USD/kg olup, F-16 savas uçağında % 2,1 oranında, F-18’de % 10 kadar ve uzay araçlarında kullanılır.

Lazer hücumunda ısıyı belirli bir noktadan uzaklaştırdığı için askeri amaçla kullanılır.

Talk pudrasında, bebe pudrasında, traş pudrasında borik asit % 5-10 arasında antiseptik olarak tüketilir. Kozmetik ve ilaç sanayiinde bor bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

Na-borohidrit jet, bomba uçaklarının yakıtlarında redükleyici eleman olarak kullanılır.

B10 H14’in Lewis bazı içinde asetilen ile reaksiyona girmesi ile üretilen karboranlar olan N-hekzil karboran’a geleceğin jet yakıtı gözü ile bakılmaktadır.

Na2SO4, su ve boraks dekahidrattan oluşan bir bileşik oda döşemesindeki malzemeye entegre edilip, gündüz saatlerinde pencereden giren güneş enerjisini absorbe ederek, geceleyin soğumaya başlayınca bu enerjiyi açığa çıkararak odayı kendiliğinden ısıtmaktadır.

Siemens AG borik asitle amonyum pentaborattan elektrolitik kapasitör imal etmiştir.

Mumyalama

BOR’UN BULUNDUĞU BÖLGELER

ABD, Şili, Arjantin, Peru, Bolivya, İtalya, Rusya ve Türkiye’de yüksek miktarda bor maden rezervleri bulunmaktadır. Türkiye’deki bor madenleri, ki bunlar dünya rezervlerinin % 63’ü, dünyanın en büyük bor bileşiği tedarikçisi olarak bilinen Eti Maden tarafından işletilmektedir. Dünyanın yerkabuğundaki bor yüzdesinin 0,001-0,0003 civarında olduğu varsayılmaktadır.

BOR’UN ATOMİK YAPISI, KİMYAZAL ve FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Atomik Yapısı:

+ Atomik Çapı: 1.17Å

+ Atomik Hacmi: 4.6cm3/mol

+ Kristal yapısı: Rhombohedral

+ Elektron Konfigürasyonu:  1s2 2s2p1

+ İyonik Çapı: 0.23Å

+ Elektron Sayısı (yüksüz): 5

+ Nötron Sayısı: 6

+ Proton sayısı: 5

+ Valans Elektronları: 2s 2p 1

Kimyasal Özellikler:

+ Elektrokimyasal Eşdeğer: 0.1344g/amp-hr

+ Elektronegativite (Pauling): 2.04

+ Füzyon Isısı: 50.2kJ/mol

+İyonizasyon potansiyeli :

  – Birinci: 8.298
  – İkinci: 25.154
  – Üçüncü: 37.93

+ Valans elektron potansiyeli (-eV): 190

Fiziksel özellikler:

+ Atomik Kütlesi: 10.811

+ Kaynama Noktası: 4275K 4002°C 7236°F

+ Termal Genleşme Katsayısı: 0.0000083cm/cm/°C (0°C)

+ Kondüktivite:

   – Elektriksel: 1.0E -12 106/cm
   – Termal: 0.274 W/cmK

+ Yoğunluk: 2.34g/cc @ 300K

+ Görünüş: Sarı-Kahverengi ametal kristal.

+ Elastik Modülü:

   – Bulk: 320/GPa

+ Atomizasyon Entalpisi: 573.2 kJ/mole @ 25°C

+ Füzyon Entalpisi: 22.18 kJ/mole

+ Buharlaşma Entalpisi: 480 kJ/mole

+ Sertlik:

   – Mohs: 9.3
   – Vickers: 49000 MN m-2

+ Buharlaşma Isısı: 489.7kJ/mol

+ Ergime Noktası: 2573K 2300°C 4172°F

+ Molar Hacmı: 4.68 cm3/mole

+ Fiziksel Durumu: (20°C & 1atm): Katı

+ Spesifik Isısı: 1.02J/gK

+ Buhar Basıncı: 0.348Pa@2300°C

 

Türkiye’de Bor Olan Yerler ve Bor Madeninin Önemi

 

Türkiyede bor tuzu yatakları Bursa, Balıkesir, Kütahya ve Eskişehir il sınırları icerisindedir. Bunların en büyükleri Mustafakemalpaşa (Bursa), Susurluk (Balıkesir), Bigadiç (Balıkesir), Emet (Kütahya) ve Kırka (Eskişehir) da yer almaktadır. Türkiye’nin maden ihracatı gelirinin % 50’si bor tuzlarından sağlanmaktadır. Buna rağmen Türkiye’de toplam ihracatın % 4’ünü madencilik sektörü oluşturulduğundan bor tuzlarına düşen pay % 2’dir. Toplam rezervimiz dünya rezervinin 3/1’den daha fazladır. Buna rağmen dünya ihracatında ABD 1. sıradadır ve bor pazarını elde tutmak için Türkiye’den yılda 150.000 ton ham bor alarak bu piyasayı elinde tutmaya devam etmektedir.

 

Ayrıca sadece Amerika değil birçok ülkeye ham olarak bor madenini satmaktayız… Bunun başlıca sebebi politik kriterlerdir. Hiç bir ülke bizim bor madenlerini tam olarak işleyip satmamızı istemez. Çünkü böyle olursa Türkiye’nin Bor madenlerinde tekelleşeceğini biliyorlar. Son 50 yıl (belki daha az) içinde bitmesi beklenen petrol için alternatif yakıt olan bor madeni (biyolid) gücünün Türkiye’de olmasını hangi ülke ister?

 

(Mahir Kaya – yorumdan eklenmiştir.)