BOR VE TORYUM MADENLERİ SEKTÖRÜ

Transkript

1 SEKTÖREL ARAŞTIRMALAR BOR VE TORYUM MADENLERİ SEKTÖRÜ Erdal ERTUĞRUL ARAŞTIRMA MÜDÜRLÜĞÜ MART 2004 ANKARA

2 ISBN Türkiye Kalkınma Bankası A.Ş. Erdal ERTUĞRUL Kıd. Uzman e-ertugrul@tkb.com.tr Türkiye Kalkınma Bankası A.Ş. Araştırma Müdürlüğü İzmir Cad. No: 35 Kızılay/ANKARA Tel: (0312) (0312) Fax: (0312) Türkiye Kalkınma Bankasında Basılmıştır. ii

3 İÇİNDEKİLER TABLOLAR LİSTESİ... GİRİŞ... 1 A- BOR I. SEKTÖRÜN, ÜRÜNÜN TANIMI VE KULLANIM ALANLARI... 4 Sayfa No I.1. Sektörün Tanımı... 4 I.2. Ürünün Tanımı... 5 I.3. Kullanım Alanları... 8 I.3.1. Bazı Bor Kimyasalların Kullanım Alanı... 9 I.3.2. Bor Ürünü Kullanan Sektörler II. ÜRETİM YÖNTEMLERİ, TEKNOLOJİ VE MALİYETLER II.1. Dünya ve Türkiye'de Bor Üretim Yöntemleri II.2. Teknoloji II.3. Maliyetler III. DÜNYA'DA MEVCUT DURUM III.1. Dünya Bor Rezervi III.2. Dünya Bor Ürünleri Üretimi III.3. Dünya Bor Tüketimi III.4. Dünya Dış Ticareti III.4.1. Dünya İhracatı III.4.2. Dünya İthalatı IV. TÜRKİYE'DE MEVCUT DURUM IV.1. Türkiye Bor Rezervi IV.2. Türkiye Bor Ürünleri Kapasitesi ve Üretimi IV.2.1. Türkiye Bor Ürünleri Kapasitesi IV.2.2. Türkiye Bor Ürünleri Üretimi IV.3. Türkiye Bor Tüketimi IV.4. Türkiye Dış Ticareti IV.4.1. Türkiye İhracatı IV.4.2. Türkiye İthalatı IV.5. Yeni ve Tevsi Yatırım Planları IV.6. Araştırma-Geliştirme Faaliyetleri V. BOR VE ÜRÜNLERİNİN SATIŞ FİYATI VI. TALEP VE İHRACAT PROJEKSİYONU V iii

4 B- TORYUM Sayfa No I. SEKTÖRÜN, ÜRÜNÜN TANIMI VE KULLANIM ALANLARI I.1. Sektörün Tanımı I.2. Ürünün Tanımı I.3. Kullanım Alanları II. TEKNOLOJİ III. DÜNYA'DA MEVCUT DURUM III.1. Dünya Toryum Rezervi III.2. Dünya Toryum Ürünleri Üretimi III.3. Dünya Tüketimi III.4. Dünya Dış Ticareti IV. TÜRKİYE TORYUM REZERVİ C- GENEL DEĞERLENDİRME EKLER Ek 1:Eti Holding A.Ş. Tarafından Yapılan Bor Ürünleri İle İlgili 5 Adet Ön Fizibilite Özeti Ek 2: Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü Kanunu Ek 3: Bor Madeninin Tarihçesi KAYNAKÇA iv

5 TABLOLAR LİSTESİ A- BOR Sayfa No TABLO 1 BOR VE ÜRÜNLERİNİN GTİP NUMARALARI... 4 TABLO 2 DÜNYA BOR REZERVİ VE KAYNAĞI TABLO 3 ANA ÜLKELER İTİBARİYLE DÜNYA BOR ÜRETİMİ TABLO 4 NİHAİ KULLANIM ALANLARINA GÖRE DÜNYA BOR TÜKETİMİ TABLO 5 DÜNYA HAM BOR VE BOR ÜRÜNLERİ İHRACAT MİKTARI TABLO 6 DÜNYA HAM BOR İHRACAT MİKTARLARI TABLO 7 DÜNYA BOR ÜRÜNLERİ İHRACAT MİKTARLARI TABLO 8 ÖNEMLİ ÜLKELER İTİBARİYLE BOR ÜRÜNLERİ İHRACATI TABLO 9 DÜNYA HAM BOR VE BOR ÜRÜNLERİ İTHALAT MİKTARI TABLO 10 DÜNYA HAM BOR İTHALAT MİKTARLARI TABLO 11 DÜNYA BOR ÜRÜNLERİ İTHALAT MİKTARLARI TABLO 12 ÖNEMLİ ÜLKELER İTİBARİYLE BOR ÜRÜNLERİ İTHALATI TABLO 13 İŞLETMELER İTİBARİYLE TÜRKİYE BOR REZERVİ TABLO 14 OCAK DURUMU VE KONSANTRE ÜRÜN TENÖRLERİ TABLO 15 İŞLETMELERİN HAM BOR VE RAFİNE BOR ÜRÜN KAPASİTELERİ TABLO 16 YILLAR İTİBARİYLE ETİ HOLDİNG A.Ş.'NİN İŞLETME BAZINDA BOR VE BOR ÜRÜNLERİ ÜRETİM MİKTARLARI TABLO 17 BOR BİLEŞİKLERİNİN YURTİÇİ TÜKETİMİ TABLO 18 KULLANIM ALANLARINA GÖRE TÜRKİYE BOR BİLEŞİKLERİ TÜKETİMİ TABLO 19 TÜRKİYE BOR ÜRÜNLERİ İHRACAT MİKTARLARI TABLO 20 TÜRKİYE HAM BOR ÜRÜNLERİ İHRACAT MİKTARLARI TABLO 21 TÜRKİYE RAFİNE BOR ÜRÜNLERİ İHRACAT MİKTARLARI TABLO YILI KONSANTRE VE RAFİNE BOR İHRACAT MİKTARLARI VE DEĞERLERİ TABLO 23 YILLAR İTİBARİYLE HAM BOR VE İŞLENMİŞ BOR İTHALATI TABLO 24 HAM BOR ÜRÜNLERİN FİYATLARI TABLO 25 ABD'NİN İTHAL ETTİĞİ HAM BOR ÜRÜNLERİNİN YIL SONU FİYATI TABLO 26 TÜRKİYE'NİN HAM BOR ÜRÜNLERİ ORTALAMA İHRACAT FİYATLARI TABLO 27 ABD'NİN YIL SONU SODYUM BORATLAR FİYATI TABLO 28 TÜRKİYE'NİN BOR ÜRÜNLERİ ORTALAMA İHRACAT FİYATLARI TABLO 29 ETİ HOLDİNG'İN FABRİKA SATIŞ FİYETI TABLO 30 TABİİ BORAT VE KONSANTRE. İLE BORİK ASİT İHRAÇ FİYATLARI TABLO 31 TÜRKİYE KONSANTRE VE RAFİNE BOR PROJEKSİYONU B- TORYUM TABLO 1 DÜNYA TORYUM CEVHERİ REZERVİ TABLO 2 DÜNYA MONAZİT ÜRETİMİ TABLO 3 ABD'NİN TORYUM BİLEŞİKLERİ DIŞ TİCARETİ TABLO 4 TORYUM GÖRÜNÜR REZERVLERİ TABLO 5 TORYUM GÖRÜNÜR REZERVLERİ v

6 GİRİŞ Toplumların sanayileşerek kalkınmaları, hammadde ve maden kaynaklarından verimli bir şekilde yararlanmaları ile yakından ilişkilidir. Tarihi süreç içerisinde toplumlar, doğal kaynaklarını verimli ve akılcı yöntemlerle kullanabildikleri ölçüde gelişmiş ve zenginleşmişlerdir. Bunun yanı sıra günümüzde, büyük boyutlu doğal kaynaklara sahip bazı ülkelerin kalkınmalarını tamamlayamamış olması şaşırtıcı değildir. Çünkü asıl önemli olan, kaynaklara sahip olmanın yanında, onlardan gerektiği gibi yararlanabilmelerinin yollarını da bulabilmektir. Madencilik, insanlık tarihi kadar köklü bir geçmişe sahip, toplumların gelişiminde birinci derecede rol oynayan bir olgudur. Madencilik, yapısı itibari ile diğer sektörlerden farklı bir konuma sahiptir. Kendi içinde zor ve zahmetli bir uğraş iken kimi sektörlere göre (inşaat, enerji, nakliye, gıda vb) yaklaşık 5 katı düzeyde katma değer yaratan, gittiği yörelere alt yapı götüren, ülke ekonomisi açısından stratejik önemi olan bir alandır. Madencilik sektöründe 53 farklı maden ve mineralin üretiminin yapıldığı Türkiye'de; dünyada madencilikte adı geçen 132 ülke arasında toplam üretim değeri itibariyle 28., üretilen madenlerin sayısı itibariyle 10. sırada yer almaktadır. Dünya metal maden rezervlerinin %0.4'ü, endüstriyel hammadde rezervlerinin %2.5'i, jeotermal potansiyelin ise %0.8'i ülkemizde olup, ülkemizin dünya maden rezervleri içerindeki payı yaklaşık %0.5'dir. Bor ürünleri; başta cam, cam elyafı, sabun-deterjan endüstrisi, seramik, metalurji ve tarım sektörü olmak üzere çok çeşitli alanlarda ara girdi olarak kullanılmakta olup, günümüz teknolojisinde önemli bir yere sahiptir. Bor grubu ürünleri birbirini ikame edebilen ürünlerden oluşmaktadır. Başka bir ifade ile, bir bor ürünü, herhangi bir kullanım alanında başka bir bor ürününün ticari rakibi olabilmektedir. Çünkü, bor ürünlerinin kullanım alanlarında esas olan içerdikleri bor oksit (B₂O₃) miktarıdır. Dünyada US Borakx ve Eti Holding ikilisi toplam dünya bor arzının %85'ine yakın bir kısmını karşılamaktadır. Bor ürünleri ile ilgili olarak şu anda dünyada bir rezerv sorunu bulunmamaktadır. Türkiye bor ticareti, ham ve rafine bor üreticisi ve ihracatçısı durumundaki Eti Holding A.Ş.'ye bağlı Eti Bor A.Ş. tarafından tek başına gerçekleştirilmektedir. Ülkemiz, dünyanın en büyük, en iyi kalitede (tenör) ve açık maden işletmeciliğin getirdiği maliyet avantajlı bor rezervine sahiptir. Büyük bir iç tüketim olmamasına (dünya tüketiminin %2-3'ünü kadar) rağmen ABD'den sonra en fazla bor cevheri üretimi ülkemiz tarafından gerçekleştirilmektedir. Türkiye'nin sahip olduğu yüksek miktar ve kaliteli bor madeninden sağlanacak faydanın en 1

7 üst seviyeye çıkarılmasının koşullarını oluşturmak, yani katma değeri yüksek ürünlere yönelmek gerekmektedir. Dünya bor piyasası yaklaşık 1.2 milyar USD civarında olup, bor minerallerini hammadde olarak kullanan özel bor kimyasalları (uç) ürünlerde ki toplam dünya pazarının 100 milyar USD'ın üzerinde olduğu tahmin edilmektedir. Türkiye genel ihracatında içerisinde (2002 yılı itibariyle) toplam bor ürünleri ihracatının payı %0.57 gibi çok düşük bir düzeyde olup, toplam madencilik ihracatı içindeki payı ise yaklaşık %13,7'dir yılında ise genel ihracattaki artış nedeniyle toplam bor ürünleri ihracat payının düştüğü tahmin edilmektedir. İhracat gelirlerini arttırmak, yeni istihdam alanları yaratmak için, ham cevher ürünü(konsantre) yerine, katma değeri yüksek rafine ve özel bor kimyasalları ürünlerin üretim ve ihracatına ağırlık verilmesi ve dolayısıyla, bor kimyasallarının üretimi konusunda yerli ve yabancı kuruluşlarla ortaklıklar kurulması planlanarak, bu kuruluşların sermaye ve teknoloji alanında sahip oldukları birikimlerden yararlanılması hedeflenilmelidir. Tabi ki en önemlisi ise, bor ve bor ürünlerini kullanan sektörlere yönelik imalat sanayi yatırımlarının yapılması son aşama olarak belirtilebilir. Toryum madeni, bugün itibariyle ekonomik değeri yüksek olan bir maden değildir. Ancak, dünyadaki hızlı bilimsel ve teknolojik gelişmeler dikkate alındığında bu konuda hazırlıksız yakalanmamak için Türkiye'nin uluslararası alandaki araştırma-geliştirme çalışmalarına katılması gerekmektedir. Son yıllarda ülkemizde mevcut olan bor ve toryum maden rezervleri konusu Türkiye gündemine çok sık gelmekte ve gerek görsel medyada ve gerekse yazılı basında konunun uzmanları, yazarları ve bir çok kişi tarafından tartışılmaktadır. Bu tartışmaların bir çoğunda, bu iki maden varlığı sayesinde Türkiye'nin içinde bulunduğu ekonomik-mali sıkıntılarından kısa sürede kurtulacağı ve hatta ülke refah seviyesinin daha da yükseleceği iddia edilmektedir. Bu iddiaların gerçekçi olup olmadığı konusunda bu iki madenin dünyadaki piyasa yapısı, pazar hacmi, fiyatlar ve özellikle bor ürünlerindeki ülkemizin özel kimyasal ürün çeşidi ve kapasitesinin gerçek anlamda değerlendirilmesi ve kısa, orta ve uzun vadede ne yapılabileceği konusunda ayrıntılı projeksiyonlara gereksinim bulunmaktadır. Son yıllar itibariyle böyle gelişmelerin yapıldığı görülmektedir. 2

8 A- BOR I. SEKTÖRÜN, ÜRÜNÜN TANIMI VE KULLANIM ALANLARI I.1. Sektörün Tanımı DPT sektör sınıflandırmasına göre Bor Tuzları (Ham Bor) Madencilik Sektörü, Metal Dışı Madenler alt grubu içinde; Bor Ürünleri ise, Kimya Sanayinin alt sektörü olan bor ürünleri sınıflandırması içinde yer almaktadır. Sanayinin en önemli temel taşlarından birisi ve katma değeri yüksek olan bor ürünleri sektörü, dünyada az sayıda üretici ve çok sayıda tüketicinin olması nedeniyle oligopolist bir piyasa yapısına sahiptir. Ham bor ürünlerinin bir bölümü endüstride direkt olarak kullanılmakla birlikte, büyük bir bölümü de rafine ürün üretiminde kullanılmak üzere işlenmektedir. Türkiye rezerv, üretim ve cevher kalitesi açısından önemli bir avantajı bulunmakla birlikte, işlenmiş ürün pazarı açısından henüz yurtiçi ve yurtdışı piyasada istenilen düzeyde değildir. Bor ürünleri bazı sanayi dallarında konsantre, bazılarında ise rafine ürünler olarak kullanılmaktadır. Bazı durumlarda ise, uygunluk ve fiyata göre rafine ve konsantre bor ürünleri birbirlerinin yerini alabilmektedir. Bazı bor ürünleri, diğer bor ürünlerinin hammaddesi olabilmektedir. Türkiye'de üretilen bor ürünlerinin her birine ait Gümrük Tarife İstatistik Pozisyon (GTİP) numaraları Tablo 1'de verilmektedir. TABLO 1: BOR VE ÜRÜNLERİNİN GTİP NUMARALARI ÜRÜNLER GTİP Ham Bor Ürünleri Tinkal Kernit (Razorit) Diğer Tabii Sodyum Boratlar, Bunların Konsantreleri (Kalsine Olsun Olmasın) Kolemanit Üleksit Borasit Priseit Diğer Tabii Sodyum Boratlar, Bunların Konsantreleri İşlenmiş Bor Ürünleri Dibor Trioksit Metaborik Asit Orto Borik Asit (Borik Asit) Diğer Borik Asitler Sodyum Boratlar (Anhidrit) Diğer Boratlar Sodyum Perborat Monohidrat Diğer Sodyum Perboratlar (Perboraks) Diğer Peroksiboratlar (Perboratlar)

9 I.2. Ürünün Tanımı Bor, doğada tüm canlıların yaşantısını devam ettirmesi için vazgeçilmez elementlerden biridir. Yeryüzünde toprak(10-20 ppm), kayalar ve suda (deniz suyu ve tatlı suda ppm aralığında) yaygın olarak bulunur. Periyodik sistemin üçüncü grubunun başında bulunan, simgesi (B) ve atom numarası 5 olan Bor elementi, ağırlığı 10.81, ergime noktası 2190 C, kütle numaraları 10 ve 11 olan iki kararlı izotop oluşur ve elektron eksiği bulunur. Bor ürünleri ile ilgili tanımlar aşağıda verilmektedir. Ham Bor Cevheri (Tüvenan): Bor minerallerince zengin yataklardan, uygun madencilik yöntemleri ile çıkarılması sonucunda elde edilmiş olan ve herhangi bir zenginleştirme ve sınıflandırma gibi işlemlere tabi tutulmamış bor ürünleridir. Örnek; tinkal cevheri, kolemanit cevheri, üleksit cevheri. Konsantre Bor: Cevher hazırlama ve zenginleştirme işlemine (kırma, eleme, öğütme, yıkama, sınıflandırma) tabi tutulan bor cevherinden, gang minerallerinin uzaklaştırılması ve B₂O₃ içeriğinin yükseltilmesiyle teknolojik olarak doğrudan veya dolaylı olarak kullanılabilir duruma getirilmesi sonucunda elde edilen üründür. Örnek; konsantre tinkal, konsantre kolemanit, konsantre üleksit, öğütülmüş kolemanit. Rafine Bor (Bor Kimyasalları): Uygun yapıdaki ham bor cevheri veya konsantre bor cevheri kullanılarak kimyasal reaksiyon yapılmaksızın veya yapılarak ana mineral harici maddelerin uzaklaştırılması sonucunda elde edilen veya bir kimyasal reaksiyonla girdilerdeki ve reaksiyon sonucu oluşan yabancı maddelerin uzaklaştırılmasına yönelik rafinasyon işlemleri sonucu üretilen ürünlerdir. Bu ürünler genel olarak ekonomik bazda bor sağlayıcısı (kaynağı) ve özel bor ürünlerinin (özel bor kimyasallarının) üretiminde kullanılırlar. Örnek; boraks dekahidrat, boraks pentahidrat, borik asit, bor oksit. Özel Bor Ürünü (Özel Bor Kimyasalları - Uç Ürünler): Rafine bor ürünlerinin daha ileri rafinasyona ve/veya metalurjik veya kimyasal bir işleme tabi tutulmasıyla elde edilen spesifik bir amaç için kullanılan ürünlerdir. Örnek; çinko borat, bor nitrür, bor karbür, sodyum bor hidrür, ferrobor. Bor elementinin kimyasal özellikleri, morfolojisine ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Mikron ebadındaki amorf bor (toz halde, siyah ve kahverengi) kolaylıkla ve bazen şiddetli olarak reaksiyona girerken, kristal bor (siyah, gevrek, sert ve katı) kolay reaksiyona girmez. Bor, yüksek sıcaklıkta su ile reaksiyona girerek borik asit ve diğer ürünleri oluşturur. Mineral asitleri ile reaksiyonu, konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olarak yavaş veya patlama şeklinde olabilir ve ana ürün olarak borik asit oluşur. 4

10 Bor tabiatta serbest halde bulunmaz ve doğada 150 den fazla mineralin yapısı içinde yer almasına rağmen, ekonomik anlamda bor mineralleri kalsiyum, sodyum ve magnezyum elementleri ile hidrat bileşikleri halinde teşekkül etmiş olarak bulunur. Bor, çok çeşitli bileşik yapma kapasitesine ve nötronları absorbe etme özelliğine sahip olup, endüstrinin vazgeçilmez hammaddelerinden bir tanesidir. Dünyada en yaygın kullanım alanına sahip elementlerin başında gelmektedir. Bor ürünlerinin nihai kullanımında asıl işlevi bünyelerindeki değişik oranlardaki bor oksit (B₂O₃) içeriği olduğu için, çeşitli bor ürünlerinin birbirine ikame özelliği mevcuttur. Bir başka ifade ile, bir bor ürünü aynı zamanda başka bir bor ürününün ticari rakibi olabilmektedir. Bor Minerallerinin Sınıflandırması Bor minerallerinin alt ürün bazında çok çeşitli olup, bu çalışmada genellikle ticari öneme sahip bor mineralleri konusunda açıklamalara yer verilecektir. 1- Kristal Suyu İçeren Boratlar (Kernit, Tinkal, Probertit, Üleksit, Kolemanit, Pandermit vb) 2- Bileşik Boratlar (Hidroksil ve/veya diğer tuzlar ile) (Borasit, Fluoborit, Szaybelit vb) 3- Borik Asit (Sassolit-Doğal Borik Asit) 4- Susuz Boratlar 5- Borofluoritler 6- Borosilikat Mineraller (Akzinit ve Turmalin Grubu) Endüstride kullanılan bor ürünleri, üretim aşamaları ve prosesleri ile kullanım alanları dikkate alınarak; konsantre bor, rafine bor ve özel bor ürünleri (uç ürünler) şeklinde 3 grupta sınıflandırılabilir. Konsantre Bor ( Ham Bor) Ürünleri Dünyada üretilen bor cevherinin hemen hemen tamamı bir zenginleştirme işleminden sonra, parça ya da öğütülmüş konsantre halinde pazarlanır ve kullanılır. Bu tür ürünler ham bor olarak tanımlanmaktadır. Doğada yaklaşık 230 çeşit doğal bor mineralinden ticari değere sahip ve bünyelerinde değişik oranlarda bor oksit (B₂O₃) içeren bor minerallerinin en önemlileri aşağıda verilmektedir. Tinkal (Doğal Boraks), Kolemanit, Üleksit, Probertit, Borasit, Pandermit, Szyabelit, Hidroborasit ve Kernit 5

11 Tinkal (Doğal Boraks); monoklinaldir ve kristal yapısı kısa prizma şeklindedir. Dilinimi nadiren iyi, gevrek ve konkodial kırılarak ezilir. Yeni kesilmiş saf boraks temizdir ve cam gibidir. Fakat bir çok numuneler tebeşir beyazıdır. Kolemanit; monoklinaldir ve bir çok yataklarda parlak kristaller, oyuklar içinde bulunur. Beyaz-gri ve yeşilimsi-gri gibi tipik renkleri vardır. Su içinde çok ağır erir fakat asitte çok kolayca eriyebilir. Isıtıldığı zaman kolemanit çatırdıyarak pudra halinde kavrulur. Üleksit; tek tek büyük kristallerden ziyade ipek gibi lif demetleri teşkil ederler. Beyaza çalan şeffaf bir mineral olup, görünüşüne de uygun olarak "pamuk gülü" diye adlandırılmaktadır. Üleksit soğuk suda az, sıcak suda daha fazla asit içinde kolayca erir. Kernit (Rasorit); monoklinaldir, fakat kristal şekli genellikle yarılma ile kapanır. Yarılma iki yönde mükemmeldir. Diğer yönlerde bu kadar mükemmel değildir ve mineral dağınık, kıymık lifler halinde kolayca ezilir. Türkiye'de tinkal (sodyum kökenli), kolemanit (kalsiyum kökenli) ve üleksit (sodyumkalsiyum kökenli) konsantreleri üretilmektedir. Rafine Bor (Bor Kimyasalları) Ürünler Borun çok sayıda bileşiği olmakla beraber teknik olarak büyük miktarlarda üretilen ve uluslararası pazarlarda söz sahibi olan dört ana bileşiği vardır. Sanayide kullanılmak üzere veya laboratuar araştırmaları için üretilen diğer bor ürünleri ise genellikle bu 4 ana bileşikten üretilirler. Rafine bor ürünleri borun en çok tüketilen türevlerini oluşturmaktadır. Bu bileşikler; Boraks Pentahidrat, Boraks Dekahidrat, Susuz Boraks, Borik Asit, Sodyum Perborat Monohidrat, Sodyum Perborat Tetrahidrat Boraks; tinkal olarakta isimlendirilen ve sodyum tetraborat dekahidrat bileşiminde olan boraks, endüstride çok kullanılan bir bor ürünü olduğu gibi, doğada da büyük rezervler halinde bulunan bir bor mineralidir. Rafine boraks, doğal halde bulunan boraks mineralinden, kernit, kolemanit, üleksit ve pandermit gibi kalsiyum boratlardan veya boraks ihtiva eden göl sularından elde edilir. Ancak, kalsiyumlu boratlardan boraks üretiminin göl sularından, doğal boraks (tinkal) cevherinden ve kernitten boraks üretimine kıyasla daha pahalı olduğu görülür. Sodyum Tetraborat-Pentahidrat; çeşitli metodlarla boraks üretiminin kristalleşme safhasında ortamın şartları değiştirilerek sodyum tetraborat pentahidrat elde edilir. Sodyum tetraboratın, dekahidrat veya pentahidrat şeklinde kristalleşmesi öncelikle ortamın sıcaklığına bağlıdır. Pentahidrat genellikle buharlaşma metodu ile boraks üretiminde bir yan ürün olarak alınır. Konsantre edilmiş ve 5-6 molekül suyu uçurulmuş boraks cevheri veya konsantre kernit cevheri de ham pentahidrat olarak "Razorit 46" adı altında pazarlanabilir. 6

12 Susuz Sodyum Tetraborat; boraksın kademeli olarak ısıtılıp kristal suyunun uçurulması yoluyla elde edilir. Borik Asit; beyaz, parlak, altıgen pulcuklar halinde kristalleşen ve suda eriyen bir asittir. Borik asit, endüstride en çok kullanılan bor ürünlerinden biridir. Boraks, kernit, kolemanit, üleksit, borasitten ve boraks ihtiva eden göl sularından çeşitli metotlarla elde edilir, granüle veya kristalize olarak pazarlanır. Bor Trioksit; renksiz, camsı yapıda, çok higroskopik bir maddedir. Metaborik asit halinde kristalize edilebilir. Kolaylıkla borik asite dönüştürülebilir. Borik asitin ısıtılmasıyla elde edilir. Sodyum Perporat; üretimde birkaç metod vardır. Bu metotların en önemlileri ve ekonomik olarak uygulanabilenleri suda çözdürülmüş borakstan kimyasal yolla ve elektroliz yoluyla elde edilir. Her üç rafine bor ürünün üretiminde hammadde olarak tinkal kullanılabiliyor. Ancak Türkiye ve Avrupa'da borik asit üretiminde kolemanit ve üleksit kullanılıyor. Sodyum perborat ise hem tinkal den hem de borakstan üretilebiliyor. Türkiye'de halen borik asit, boraks dekahidrat, boraks pentahidrat, sodyum perborat tetrahidrat, sodyum perborat, monohidrat ve susuz boraks üretilmektedir. Özel Bor Ürünleri (Özel Bor Kimyasalları - Uç Ürünler) Daha önce belirtilen ham ve rafine ürünlerden üretilirler. En önemli özelliklerini ileri teknoloji gerektiren yöntemler ile üretilmeleri oluşturmaktadır. Ham ve rafine bor ürünlerine göre üretilen uç ürün sayısı daha fazladır. Belli başlı uç ürünler arasında; Amorf Bor, Kristalin Bor, Bor Flamentleri, Bor Halidleri, Özel Sodyum Boratlar, Fluoborik Asit, Trimetil Borat, Sodyum Bor Hidrürler, Bor Esterleri Bor kimyasalları günümüzde yaygın olarak kullanılmakta olup, zamanla yeni kullanım alanları bulmaktadır. Bu bileşikler yüzyıla damgasını vuracak değerde olduğu araştırmacılar tarafından çok sık ifade edilmektedir. I.3. Kullanım Alanları Bor, mineralleri bazı alanlarda ham olarak kullanılabildiği gibi genel olarak rafine bor bileşiklerine ve özel bor ürünlerine dönüştürüldükten sonra endüstride geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Bugün konsantre, rafine ürün ve bor kimyasalları (uç ürünler) şeklinde, en az 200'ünde alternatifsiz olmak üzere, 250'yi aşkın kullanım alanı olmuştur. 7

13 Özellikle gelişmiş sanayi ülkeleri sanayilerinin vazgeçilmez temel girdisi olan bor, üretimde kullanılacak hammadde içine değişik miktarlarda (ppm seviyesinden, %30'lara kadar) katılarak olmazsa olmaz temel bir girdi özelliğindedir. Bu anlamda ham ve rafine bor ürünleri "sanayinin tuzu" unvanını almıştır. Nasıl ki tuzsuz yemek insanın haz ve lezzet duygularını karşılamaktan uzaksa, bor olmadan üretilen sanayi ürünlerinde standart bir üretim olmaktan uzak olacaktır. Gelişen teknolojiler de, bor kullanımı ve bor bağımlılığı artmakta, borun stratejik mineral olma özelliği giderek daha da belirginleşmektedir. I.3.1. Bazı Özel Bor Ürünlerinin Kullanım Alanları 1- Amorf Bor: Günümüzde askeri amaçlı olarak karakteristik yeşil renkli hedef aydınlatma malzemesi ve roketlerde ateşleyici olarak kullanılmaktadır. Amorf borun fiyatı $/kg'dır. Yüksek Teknoloji Seramik ve Kompozitleri Araştırma Merkezi (YTSKAM) laboratuarlarında 500 Kg/Yıl kapasiteli bir tesis mevcuttur. 2- Kristalin Bor: Metal borürlerin hazırlanmasında kullanılır. Yarı iletkenlerde dapont element olarak ve laser teknolojisinde kullanılmaktadır. Kristalin borun fiyatı $/kg'dır. 3- Bor Karbür: Parlak siyah renkli, kristal yapılı, fiziksel ve kimyasal etkenlere karşı çok dayanıklı bir malzemedir. Borun en stratejik ve ara hammaddesi niteliğinde olan bu malzemenin en önemli özellikleri, elmastan sonra ikinci sertliğe sahip olması, nötron absorbsiyon kabiliyetidir. Yüksek sıcaklığa dayanımı diğer bor bileşiklerinin sentezlenmesinde ara hammadde özelliğine sahip olmasıdır. Başlıca kullanım alanları ise, refrakter endüstrisinde antioksidan olarak, nükleer reaktörlerde kontrol çubuklarında, radyasyondan koruyucu duvarlarında, lepleme sanayinde aşındırıcı olarak, tel haddelerinde kılavuz olarak, ekstrüzyon kalıplarında, metal matrisli kompozitlerde, düşük yoğunluklu sermetlerde, alüminyum matrisli kompozitlerde, katı füze yakıtlarında, yüzey borlama reaktiflerinde ve diğer borürlerin üretiminde kullanılmaktadır. ESK-Almanya ve Mudanjiang-Çin başlıca üreticileridir. Yaygın kullanım alanı olan ve ticareti her yıl artan bu kadar önemli ve stratejik bir malzemeyi Türkiye şimdilik üretememektedir. 4- Bornitrür: 21. yüzyılın maddesi olmaya şimdiden aday bir malzemedir. Grafite benzer yapıta fakat beyaz renkte hafif bir maddedir. Hekzagonal bor nitrür YTSKAM laboratuarlarında pilot çapta borik asitten ve/veya bor karbürden yüksek sıcaklıkta sentezlenmesi ile üretilmektedir. 8

14 5- Hekzagonal bornitrür, günümüzde beyaz grafit adı ile anılmaktadır. Yüksek sıcaklığa dayanıklı oksidasyon direnci yüksek bir malzemedir. Toz olarak üretilen hekzogonal bornitrür yüksek sıcaklıkta yağlama malzemesi olarak çok geniş kullanım alanı bulabilmektedir. Diğer bazı silikat tozları ve ilavelerle süpansüyon halinde sprey olarak satılmaktadır. Örneğin, kalıpların yağlanmasında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek sıcak ve basınçta presleme ile üretilen takozlar kolayca işlenebilir. Cam, metalurji sektöründe nozül olarak kullanılmaktadır. 6x6x6 cm boyutlarında bir bornitrür takoz USD fiyatındadır. hbn - TiB₂ kompozitleri termal buharlaştırma kayıkçıklarında kullanılır. 6- Kübikbornitrür; elmas sertliğinde mükemmel bir malzemedir. Suni elmas olarakta anılmaktadır. Bütün aşındırıcılarda elmasın yerini almaktadır. İTÜ-KOSGEB ve YTSKAM ile birlikte bu malzemenin nano boyutlarında üretimi ve teknoloji transferi konusunda çalışmalar yürütmektedir. Çalışmalarda üretilen kübik bornitrür 5-10 nanometre boyutlarındadır. 1 gramı 4 USD'dir. İleride bu malzemenin hidrojen vb gazları taşıyıcı ortam olarak kullanılması gündeme gelecektir. Zımparalama ve cilalama işlemlerinde, sondaj başlıklarının dişlilerinde, granit ve mermer sanayiinde, metallerin işlenmesinde kullanılmaktadır. Bu yüzyıl içerisinde kesici takım ucu olarak kullanılan WC-Co sert metallerin yerini bor nitrür kompozitleri alacak olup, 18x12x1 mm boyutlarındaki bornitrür kompozitin fiyatı 112 USD'dir. 7- Bor Alaşımları (Borürler): borun geçiş elementleri olan demir, nikel, kobalt ve diğer metaller ile yapmış olduğu alaşımlardır. Bu alaşımlar çeliğin borlanmasında, bor esaslı amorf malzeme üretiminde ana malzeme niteliğindedir. 8- Ferrobor, nikel bor, kobalt bor; bu alaşımlar YTSKAM 'da geliştirilmiş derin daldırmalı ark ocağında, borik asidin karbo termal redüksiyonu ile üretilmektedir. Ferro bor çeliğe bor alaşımlandırma amacı ile verilmektedir. En önemli kullanım alanı, trafo çekirdeklerinde amorf malzeme olarak kullanılmasıdır. Bu malzemenin kobaltlı, nikelli cinsleri özellikle yüksek frekanslı trafo çekirdeklerinde vazgeçilmez bir malzemedir. Fiyatı 50 USD/KG'dır. Bu malzemeden üretilen saç kılı inceliğindeki amorf tellerden EKG vb cihazların sensörleri imal edilmektedir. Bu tellerin fiyatı 200 USD/KG'dır. Nikel-bor alaşımından üretilen toz malzeme cam kalıpların yüzeyinin sertleştirilmesinde kullanılmaktadır. Fiyatı 40 USD/KG'dır. 9- Bor Filametleri; havacılık sanayi, spor malzemeleri için kompozitler üretimlerinde, 10- Bor Halidleri; İlaç sanayi, katalistler, elektronik parçalar, bor flamentleri ve fiber optikler, 9

15 11-Özel Sodyum Boratlar; fotoğrafçılık kimyasalları, yapıştırıcılar, tekstil, "finishing" bileşikleri, deterjan ve temizlik malzemeleri, yangın geciktiricileri, gübre ve zirai ilaçlar, 12- Fluoborik Asit ve Trimetil Borat; kaplama solüsyonları, fluoborat tuzlar, sodyum bor hidrürler, 13- Sodyum Bor Hidrürler; borun hidrojenle yaptığı bileşiklerdir. Özel kimyasalları saflaştırma, kağıt hamuru beyazlaştırma, metal yüzeylerin temizlenmesi, 14- Bor Esterleri; polimerizasyon reaksiyonlar için katalist, polimer stabilizatörleri, yangın gecikriricileri olarak kullanılmaktadır. I.3.2. Bor Ürünü Kullanan Sektörler 1- Cam Sanayi: Bor, pencere camı, şişe camı vb. sanayilerde ender hallerde kullanılır. Özel camlarda ise borik asit vazgeçilmeyen bir unsur olup, rafine sulu/susuz boraks, borik asit veya kolemanit/boraks gibi doğal haliyle kullanılmaktadır. Çok özel durumlarda potasyum pentaborat ve bor oksitler kullanılmaktadır. Bor, ergimiş haldeki cam ara mamulüne katıldığında onun vizkozitesini, yüzey sertliğini ve dayanıklılığını arttırdığından, ısıya karşı izalasyonunun gerekli görüldüğü cam mamullerine katılmaktadır. 2- Cam Elyafı: Ergimiş cama %7 borik asit verecek şekilde boraks pentahidrat veya üleksitprobertit katılmaktadır. Maliyete bağlı olarak sulu veya susuz tipleri kullanılmakta, bazı hallerde de borik asitten yararlanılmaktadır. Arzulanan yalıtım derecesine göre çeşitli spesifikasyonlar tanımlanır. Roll, loft veya sünger halinde imal edilmektedir. Binalarda yalıtım amacıyla kullanılmaktadır. Hafifliği, fiyatının düşüklüğü, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere dayanıklılığı nedeniyle plastiklerde, sınai elyaf vb. de, lastik ve kağıtta yer edinmiş olan cam elyaf, kullanıldığı malzemelere sertlik ve dayanıklılık kazandırmaktadır. Böylece sertleşmiş plastikler otomotiv, uçak sanayinde, çelik ve diğer metalleri ikame etmeye başlamıştır. Ayrıca spor malzemelerinde de (kayaklar, tenis raketleri vb) kullanılmaktadır. Yapılmakta olan araştırmalar cam elyafın yeni kullanım alanlarının da olacağını göstermektedir. Trafik işaretleri, karayolu onarımı birer örnek olarak verilebilir. Bu gibi mamullerde E camı kullanıldığından, rafine kolemanit tercih edilmektedir. E tipi cam elyafı, en çok kullanılan tür olup %90 uygulamada tercih edilmektedir. İngiltere'de oto başına 75 kg cam yünü tüketilmektedir. Fransa'da Renault firması, üzerine poliyester paneller monte edilen metal şasi imalatına girmiştir. Otomobillerde borun kullanılması, arabaların ağırlığını 10

16 azaltmakta ve dolayısıyla yakıt tüketimini azaltmaktadır. Ayrıca, araçlarda paslanmayı geciktirmektedir. 3- Optik Cam Elyafı: Işık fotonlarının etkin biçimde transferini sağlamaktadır. İngiliz Felecon'un ürettiği yeni bir elyaf saniyede 140 milyon baytı 27 km uzağa taşıyabilmektedir. Bu lifler %6 borik asit ihtiva etmektedir. Phillips'in Hollanda'daki fabrikasında bu lifler üretilmektedir. 4- Borosilikat Camlar: Camın ısıya dayanması, cam imalatı sırasında çabuk ergimesini ve devitrifikasyonunun önlenmesini sağlayan bor; yansıtma, kırma, parlama gibi özelliklerini de arttırmaktadır. Bor, camı asite ve çizlmeye karşı korur. Cam tipine bağlı olarak; cam eriğinin %0.5 ile %0.23'ü bor oksitten oluşmaktadır. Genellikle cama boraks, kolemanit, borik asit halinde karma olarak ilave edilmektedir. Otolar, fırınlar, çamaşır makinaları, çanak/çömlek vb. de bu tür camlar tercih edilmektedir. ABD'de bu tür cam üreten 100'e yakın firma vardır. 5- Seramik Sanayi: Emayelerin vizkozitesini ve doygunlaşma ısısını azaltan borik oksit %20'ye kadar kullanılabilmektedir. Özellikle emayeye katılan hammaddelerin %17-32'si borik oksit olup, sulu boraks tercih edilir. Bazı hallerde borik oksit veya susuz boraks da kullanılır. Seramik karo kaplama, süs ve sofra malzemeleri üreticilerinin üretimlerinde kullandıkları sır'ın ana hammaddesi frit'tir. Bor ürünleri de frit'in en önemli hammaddeleri olup, seramik sektörü ürünler maliyetlerini etkilemektedir. Metalle kaplanan emaye onun paslanmasını önler ve görünüşüne güzellik katar. Çelik, aluminyum, bakır, altın ve gümüş emaye ile kaplanabilir. Emaye asite karşı dayanıklılığını arttırır. Mutfak aletlerinin çoğu emaye kaplamalıdır. Banyolar, kimya sanayi techizatı, su tankları, silahlar vb. de kaplanır. Seramiği çizilmeye karşı dayanıklı kılan bor, %3-24 miktarında kolemanit halinde sırlara katılır. 6- Temizleme ve Beyazlatma Sanayi: Sabun ve deterjanlara mikrop öldürücü (jermisit) ve su yumuşatıcısı etkisi nedeniyle %10 boraks dekahidrat ve beyazlatıcı etkisini arttırmak için toz deterjanlara %10-20 oranında sodyum perborat katılmaktadır. Çamaşır yıkamada kullanılan deterjanlara katılan sodyum perborat aktif bir oksijen kaynağı olduğundan etkili bir ağırtıcıdır. Perboratların çamaşır yıkamada klorlu temizleyicilerin yerini alması sıcak ve soğuk su kullanımına bağlıdır. Çünkü perboratlar ancak 55 C'ın üstünde aktif hale geçerler. Ancak ABD'de kullanılan aktivatör kullanımı ile bu sorun giderilmeye çalışılmıştır. Dünya perborat talebinin büyük bir bölümü Batı Avrupa tarafından tüketilmektedir. 11