Bor Endüstrisine Genel Bakış

MADENCİLİK MART March 1987 Cilt Volume XXVI Sayı No 1 Bor Endüstrisine Genel Bakış A General View to Boron Industry üner İPEKOĞLÜ(*) Mehmet POLAT(**) ÖZET Türkiye sahip olduğu bor rezervleri ve cevherlerinin kalitesi ile dünyanın en önde gelen ülkesidir. Buna rağmen üretim seviyesi ürünlerinin çeşitliliği ve yapılan dış satış lar sahip olunan potansiyel yanında çok düşük ve büyük oranda cevher üzerinedir. Bu çalışmada bor mineralleri, bileşikleri, yatakları ve oluşumları anlatılmış, dünya da ve özellikle Türkiye'deki üretim teknolojisinden kısaca bahsedilmiş ve tesislerden örnekler verilmiştir. Borat üretimi, tüketimi ve kullanım alanlarına değinilerek borun önemi vurgulanmaya çalışılmıştır. ABSTRACT Turkey is one of the leading countries in the world as regards to boron reserves. However, the production leven and variety of products are very low compared with potential owned. As the consumption in domestic market is limited, the greatest part of boron minerals and chemicals produced in Turkey have to be exported creating marketing problems. The aim of this study is to give a fairly complete outlook to boron industry in the world. To achieve this, first the history, minerals and chemicals of boron have been outlined. Important boron deposits worldwide and their occurances have then been mentioned. The producers in different countries and production and consumption of boron have been given to emphasize the importance of boron world-wide as well as Turkey. (*) Doç.Dr., Maden Y.Mühendisi, Dokuz Eylül Univ., Maden müh. Bölümü, Bornova/İZMİR (**) Maden Y.Mühendisi, Dokuz Eylül Univ., Maden Müh. Bölümü, Bornova/İZMİR 5 1. G E N E L BİLGİLER 1.1. Borun Tanımı Elementer bor, amorf formda iken koyu kahve rengi bir tozdur. Kristal formda ise sert ve gevrek bir yapıdadır. Ergime derecesi çok yüksek (2300 C) ve Atom Ağırlığı 10,81'dir. Bor tuzları alkali metal tuzlarıdır ve asit kökü nün yerini boratlar almıştır. Bir bor asfdi olan H 3 BQ kökünün Na, Ca, Mg gibi bir veya birkaç baz katyonuyla birleşmesi sonucu bor tuzları olu şur (Boraks: N a 2 B 4 0 7 . lOHjO veya Uleksit: NaCaB-5Oo . 8H 2 0gibi). Yerkabuğunun yüzbinde birini oluşturan bor elementi doğada serbest halde bulunmaz. Kristal veya amorf formdaki bor, laboratuvarlarda sentetik olarak elde edilebilir. Borun elektrik iletkenliği oda sıcaklığında çok düşük olmasına rağmen ısıtıldıkça süratle artar. Bu, metallere has bir özellik değildir. Diğer meta lik özelliklerinin de çok az olmasından dolayı bor bir ametaldir. Ergimiş iken soğutulduğunda çok sert ve kırıl gan bir madde halini alır. Havada ısıtıldığında yeşil bir alevle yanar. Araştırmacılar borun bu özelliğin den, onu tayin etmekte yararlanmışlardı^ 1,2,3). 1.2. Tarihçe İnsanlar element borla bu yüzyılın başlarında tanışmış olmalarına rağmen bileşiklerinden binler ce yıldır yararlanmaktadır. Mısırlıların, Babillilerin, Mezopotamya uygarlıklarının ve Çinlilerin boraks kullandıklarına dair kayıtlar vardır. Avrupa'ya 13. yüzyılda Marko Polo tarafından getirilmiş, Avrupa' daki ilk bor oluşumuna ise 1827 yılında İtalya'da rastlanmıştır. Güney Amerika'da bor mineralleri nin keşfi 1850'li yıllara rastlamaktadır. Türk bor yatakları ise ilk çağlardan bu yana bilinmeleri.ıe rağmen ilk olarak 19. yüzyılın ortalarından sonra ciddi olarak ele alınmışlardır. Fakat bu yataklar çok uzun yıllar yabancı şir ketler tarafından işletilmiş ve ancak 1935 yılında MTA ve Etibank'ın kurulmasından sonra kıymet leri ve büyüklükleri anlaşılmaya başlanmıştır. Daha sonraları 1950'de Bigadiç'de ve 1956'da Emet'de kolemanit yatakları bulunmuş, 1958'de Emet'deki, 1968'de de eskiden beri bilinen Kırka-Sarıkaya' daki yataklar Etibank'a devredilmiştir. 1979'daki devletleştirme ile tüm bor yataklarının işletme im tiyazı Etibank'a verilmiştir. ABD'nde bor mineral 6 leri ilk olarak 1864'de San Fransisko'daki kuru göllerden üretilmeye başlanmış, ilk tinkal oluşu muna 1872'de Nevada'da rastlanmıştır. 1887 de Calico dağında kolemanit bulunmuş ve 1925'de Kaliforniya'nın Kern ilinde ABD'ndeki en büyük boraks oluşumu olan Kramer (Boron) yatağı keş fedilmiştir. ABD ve Türkiye bugün bu yataklardan yaptık ları üretimlerle toplam dünya üretiminin % 90'ını karşılamakta ve dünya bor pazarında rekabet etmektedirler(4,5,6,7,8). 1.3. Mineralleri ve Bileşikleri Bor içeren birçok mineral olmasına rağmen, bunlardan ancak bir kısmı ticari değere sahiptir ve uluslararası pazarlarda işlem görür (Çizelge 1). Bir borat anyonu, metalik bir katyon ya da hidro jenle birleşerek bu mineralleri oluşturur ve mine raller birleştikleri metal katyonunun adıyla tanı nırlar (Sodyum borat, Kalsiyum borat gibi). İnor ganik olan bu mineraller uluslararası pazarlarda B 2 0 3 içerikleri gözönüne alınarak pazarlanırlar. Çizelge 1. Ticari Değeri Olan Bor Mineralleri Adı Formülü %B % B2 0 3 Tinkal (Boraks) Kolemanit Uleksit Kernit (Razorit) Priseit (Pandermit) Borasit Sasolit N a 2 B 4 0 7 . 10HjO Ca2B6On . 5H20 NaCa s 0 9 . 8 H 2 0 Na2B407 .4H20 CaB1(Pı9 . 7 H 2 0 Mg3B7013.CI H3B03 11,4 15,7 13,3 15,8 15,4 19,3 17,5 36,5 50,8 42,9 50,9 49,8 62,2 56,4 Bor üretimi yapan ülkeler, bu ürünleri değişik işlemler sonucu belirli B 2 0 3 tenöründe pazara sürebilirler. Örneğin ABD kolemanit cevherleri ya % 43 B 2 0 3 içeren kalsine bir toz ya da % 35 B 2 0 3 içeren bir flotasyon konsantresi halinde, uleksitler ise % 19 B 2 0 3 içeren bir toz olarak satı lırlar. Türk kolemanit cevherlerinin çoğu ise % 4446 B 2 0 3 içeren konsantre olarak pazara sunulur. Bu ürünler yıkama-eleme, flotasyon, kalsinasyon gibi zenginleştirme işlemlerinden geçirildikten son ra bir konsantre olarak satılabildikleri gibi, daha ileri konsantrasyon işlemlerinden geçirildikten sonra da rafine ürünler olarak pazarlanabilirler. Bu ürünler çeşitli bor bileşiklerinden değişik yöntem lerle üretilebilirler. Örneğin borik asit Türkiye'de sülfürik asit-kolemanit reaksiyonuyla elde edilir ken, ABD'nde yine bir rafine ürün olan boraks pentahidrat-sülfürik asit reaksiyonuyla elde edilir. Cevher üretimi olmayan ya da çok az olan Japon- /a, Fransa gibi ülkeler boru konsantre ya da yarı mamul halde alarak ülke içinde mamul hale dönüş türürler. Bugün için dünyada bor piyasasında adı geçen başlıca rafine bileşikler Çizelge 2'de veril miştir. Çizelge 2. Rafine Bor Bileşikleri Adı % B203 Formülü 56,3 100,0 36,5 H3BO3 B203 Na2B407 .10H2O pentahidrat (Razorit 46) 46,0 Na2B407 .5H20 Rafine boraks pentahidrat 47,8 69,0 Na2B407 .5H20 Borik asit Susuz borik asit Rafine boraks dekahidrat Ham boraks Ham susuz boraks (Razorit 65) Rafine susuz boraks Sodyum perborat miktar ise tüm tüketimin % 7,7'si kadar olmuştur. Bunu % 4,0'lık bir dilimle tarım sektöründe yapı lan tüketim izlemiştir. Flux malzemesi olarak kul lanılan bor'un tüm tüketime oranı % 1 kadardır. Lavabo, fırın, buzdolabı gibi fabrika metal ürünle rinde ise % 1,5'luk bir dilim harcanmıştır. ABD'de 1979-1984 yılları arasında bor ürünlermin dağıldığı kullanım alanları Çizelge 3'de görülmektedir. Çizelge 3. 1982-19 (...truncated)