TİCARİ BOR MİNERALLERİ Esma CARUS, Sinem ARIĞ Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 55139 Kurupelit-Samsun e.carus19@hotmail.com.tr, sinem.arq@hotmail.com Bu çalışmada ticari Bor mineralleri hakkında kısaca bilgi verildikten sonra Dünya da ki rezervleri incelendi. GİRİŞ Bor minerallerinin insanlık tarihi boyunca kullanıldığını biliyoruz. Genel olarak bor içeren doğal minerallere borat denilmekte ve boratlar insanoğlu tarafından binlerce yıldır kullanılmaktadır. Doğada saf halde bulunmamaktadır. Fakat; diğer elementlerle yaptığı bileşikler halinde karşımıza çıkmaktadır. Bor mineralleri ise buharlaşmanın fazla olduğu alanlardaki sulardan kimyasal çökelme yolu ile oluşan kayaçlar sınıfına girmektedir[1]. Doğada 150 den fazla bor minerali bulunmaktadır. Fakat ticari bor mineralleri sodyum, magnezyum ve kalsiyum elementleri ile hidrat bileşikleri halinde oluşmuş olarak karşımıza çıkmaktadır. Ülkemizin sahip olduğu bor yatakları zenginliği göz önünde bulundurulduğunda bunun son derece önemli, hayati ve stratejik bir kaynak olarak değerlendirilmesi gereği açıkça görülmektedir. 1.TİCARİ BOR MİNERALLERİ Sodyum kökenli olanlar :Tinkal(Boraks) Kalsiyum kökenli olanlar:kolemanit Sodyum-Kalsiyum kökenli olanlar:üleksit [2] Dünya bor cevheri rezervlerinin %63'ü Türkiye ve %16.4'ü ABD'dedir. Bu dağılımda; Türkiye, rezerv ve cevher kalitesi açısından çok önemli bir paya sahiptir. Ancak, dünyada bor üretimi ve ticaretinde söz sahibi olan ülke ABD'dir. ABD'nin bor üretimi, uzun yıllar iç pazarın olduğu kadar dış pazarların da büyük bir bölümünün ihtiyacını pazarların da büyük bir bölümünün ihtiyacını karşılamıştır. Türkiye ise rezerv ve cevher kalite avantajının yüksek olmasına rağmen yurt içi ve yurt dışı pazarda istenilen düzeyi henüz yakalayamamıştır. Buna rağmen Türkiye, dünyada ham bor ihracatçısı olan tek ülkedir[3].
2.TİCARİ AÇIDAN ÖNEMİ YÜKSEK BOR MİNERALLERİ Mineral Formülü %B 2 O 3 Bulunduğu Yer Boraks(Kernit) Na2B4O7.10H2O 36.6 Kırka, Emet, Bigadiç,A.B.D Kernit(Razorit) Na2B4O7.+H2O 51.0 Kırka, A.B.D., Arjantin Ülekdit NaCaB5O9.8H2O 43.0 Bigadiç, Kırka, Emet, Arjantin Propertit NaCaB5O9.5H2O 49.6 Kestelek, Emet, A.B.D Kolemanit Ca2B6O11.5H2O 50.8 Emet, Bigadiç, Küçükler, A.B.D Pandermit(Priseit) Ca4B10O19.7H2O 49.8 Sultançayır, Bigadiç Borasit Mg3B7O13Cl 62.2 Almanya Szaybelit MgBO2(OH) 41.4 B.D.T. Hidroborasit CaMgBO11.6H2O 50.5 Emet Tablo 1: Ticari bor minerallerinin dünyadaki rezerveleri ve bulundukları yerler [4] 2.1.BORAKS(TİNKAL) Tinkal suyunu kaybederek çok basit bir şekilde Tinkalkonit e dönüşmektedir. Tinkalkonit ve üleksit ile birlikte ülkemizde Eskişehir-Kırka da da bulunmaktadır. Boraks buharlaşmanın olduğu ortamlarda oluşmaktadır. Ülkemizde üretilen Boraks ın %60 ı yurt içinde tüketilmektedir. Geriye kalan %40 ı ise ticari amaçlar doğrultusunda ihraç edilmektedir. Sertliği Mohs Skalası na göre 2-2,5 arasında değer almaktadır[3]. 2.2.KERNİT(RASORİT) Türkiye de Kırka Boraks yataklarında cevher kütlesinin alt kısımlarında oluşmaktadır. Renksiz,saydam iğne biçiminde kristalleri grup halindedir. Tek kristallerinin uzunluğu 10 cm. e kadar ulaşabilir. Sertliği Mohs Skalası na göre 3 tür. Görüldüğü gibi Boraks tan daha sert bir yapıya sahip olmaktadır. Üfleç alevinde kabarmakta ve beyaz karnabahar biçiminde bir kitle bırakmaktadır. Soğuk suda yavaşça çözünür. Ayrışınca dehidrasyon ile Tinkalkonit e dönüşmektedir[4].
2.3.ÜLEKSİT Türkiye de Emet,Kırka,Bigadiç borat yataklarında yaygın olarak ve Bigadiç yatağında ikinci cevher olarak bulunmaktadır. Emet yataklarında ise üç farklı düzeyde rastlanmaktadır. Burada kolemanit ve hidroborasit ile birliktedir. Kırka da borat yatakları içinde boraks, kolemanit ve inyonit ile ; kil tabakaları içinde ise kurnakovit ve inderit ile birlikte bulunmaktadır. Dünyada ise Arjantin de bulunmaktadır[3]. Üleksit 1993 yılına kadar Türkiye de hiç tüketilmemiş olup ilk olarak cam yünü, kaplama,seramik ve izolasyon sanayinde kullanılmıştır. 2.4.KOLEMANİT Kolemanitin kimyasal bileşimi Ca 2 B 6 O 11.5H 2 O şeklindedir. Bunların % 27,28 CaO ; % 50,81 B 2 O 3 ; % 21,91 H 2 O dur. Kolemanit sertlik derecesi bakımından florit ve apatit arasında bir değerde bulunmaktadır. Mohs sıkalasına göre kolemanit değeri 4,5 dur. Kolemanit; renksiz, beyaz ve yarı şeffaf özelliğindedir. Camsı bir görünüşü vardır. Diğer boratlardan daha sert olması kristal formunu etkilemektedir. Suda yavaş çözünür. HCl de daha hızlı çözünebilir. Hatta sıcak HCl de çözelti soğuyunca borik asit ayrılır. Kolemanit aynı zamanda kalsitede dönüşebilir. Kolemanitin oluşumunda ise üleksit ve hidroboraksit kullanılabilir[4]. Genellikle kurak iklim bölgelerinde çıkarılmaktadır. Tuz göllerinde, playa gibi yerlerde boraks ile beraber çıkarılmaktadır. Türkiye de Emet, Bigadiç, Kestelek, Kırka, Sultançayır borat yataklarında yaygın olarak oluşmuşmaktadır. Kırka da çok fazla bulunmamaktadır. Asıl yatakları diğer illerdedir. Dünya da A.B.D bulunmaktadır. 2.5.PANDERMİT Kimyasal bileşimi Ca 4 B 10 O 19. 7H 2 O şeklindedir. Bunun % 32,11 CaO ; % 49,84 B 2 O 3 ; % 18,05 H 2 O dur. Kristal sistemi trikliniktir. Sertlik derecesi mohs sıkalasına göre 3-3,5 mohs arasında bir değerdir. Kalsit ve florit arasında bir değerdir. Beyaz renktedir. Toprağımsı bir parlaklığa sahiptir. Kireç taşına benzemektedir. Suda çözünmez. Asitlerde ise kolayca çözülür[4]. Sıcak su kaynaklarının meydana getirdiği çöllerde oluşur. Pandermit; buralardan 1 kiloya yaklaşık olarak kütleler halinde çıkarılır. Buralardan aragonit ile birlikte çıkarılır. Özellikle kil
ve jips yataklarının altından çıkarılır. Türkiye de Bigadiç-Sultançayır ve Kırka borat yataklarında bulunmuştur. Kırka Ca-borat ın üstünde killi seviye içinde yumrular halindedir. 2.6.BORİK ASİT B(OH) 3 formülü ile gösterilir. Özgül ağırlığı 1,46 g/cm3 tür. Türkiyede borik asit üretimi kolemanitten yapılmaktadır. Üretim prosesi kolemaniti sülfirik asit ile reaksiyona girmesiyle oluşur. Ca 2 B 6 O 11.5H 2 O + 2H 2 SO 4 + 6H 2 O 2CaSO 4. 2H 2 O + 6H 3 BO 3 2CaO.3B 2 O 3.5H 2 O + 6H 2 SO 4 2(CaSO 4.2H 2 O) + 6H 3 BO 3 Reaksiyon sonucu jips (alçıtaşı) ve borik asit oluşur. Reaksiyon endotermik bir reaksiyondur. Bu reaksiyonlar sonucunda kristalizasyon, santifüj ve kurutma işlemlerinden geçmektedir. Bu işlemlerden geçme amacı borik asiti jipsten ayırmaktır. Ama bu işlemlerde de jipsi ayırırken borik asit kaybı olmaktadır[5]. Borik asit katı bir asittir. Hidrojen iyonun bağlanmasıyla oluşur. Borik asit yavaş yavaş ısıtıldığı zaman suyunu kaybederek metaborik asite dönüşür. Meta borik asidin 3 ayrı kristal modifikasyonu vardır[4]. Ortorombik metaborik asit Monoklinik metaborik asit Kübik metaborik asit 2.7.HİDROBORASİT Kimyasal bileşimi CaMgB 6 O 11. 6H 2 O şeklindedir. Bunun % 13,57 CaO ; % 75 MgO ; % 50,53 B 2 O 3 ; % 26,15 H 2 O dur. Kolemanitteki 2 CaO da ki bir CaO yerine MgI geçmiş ve hidroborasit oluşmuştur. Hidroborat, magnezyum kalsiyum borat hidratıdır. Monoklinik bir hücre yapısına sahiptir. Cam telsel kitleler halinde ve saf saydam- beyaz şekilde görünür. Üfleç alevinde erir ve saydam cam verir. Kapalı tüpte asit karakerli su verir. Asitlerde kolayca erir. Soğuk suda hemen hemen çözünmez. Kaynar suda kısmen çözünür. Bir merkezden ışınsal ve iğne şeklindeki kristallerin rasgele yönlenmiş ve birbirini kesen kümeler halinde bulunur[3].
Türkiye de Emet, Kırka, Bigadiç borat yataklarında oldukça sık görülür. Kolemanit, Üleksit bazen Tünelit ile birlikte rastlanır. İğne şeklinde kristalleri koni biçiminde topluluklar oluşturur. Dünyada küçük miktarda bulunmaktadır. Sovyet Rusya daki İnder bölgesinde geniş hidroborasit yatakları bulunmaktadır. Rusya bu hidroborasitle boraks ve borik asiti yapmaktadır. Diğer ülkelerde de Kalifornia ve Kafkasyada çıkarılmaktadır[4]. 3.TİCARİ BOR MİNERALLERİNİN KULLANIM ALANLARI Ticari bor mineralleri genellikle cam yapımında kullanılır. İkinci olarak seramik ve deterjan üretiminde kullanılır. Amorf bor ve kristalin bor nükleer silahlarda, özel sodyum boratlar fotoğrafçılık kimyasallarında, susuz boraks gübre ve cam yapımında kullanılır. Sodyum perborat deterjan ve beyazlacılarda ayrıca tekstilde de kullanılmaktadır. Bor halojenürleri ilaç sanayisinde ve katalizörlerde kullanılmaktadır. Bu kullanım alanlarını diğer bir değişle anlatırsak[4]; Cam sanayi: susuz boraks, borik asit veya kolemanit/boraks Seramik sanayi: Borik asit, borik oksit, sulu boraks Sabun ve deterjan sanayisinde: boraks, sodyum perborat Yanmayı önleyici maddeler: Borik asit ve borat Tarım: susuz boraks ve boraks pentahidrat Metalurji: Borik asit, fluoboratlar ve fluoborik asitler Nükleer uygulamalar: bor karbürler ve titanbor alaşımları kullanılmaktadır. Ticari bor minerallerinden borik asit ise ısıya dayanıklı cam, yanmaz kumaşlarda, yangın söndürmede, porselen patlatmada, çelik sertleştiricilerde, aynı zamanda antiseptik (enfeksiyon veya çürümeyi önlemek amacıyla canlı dokuya uygulanan karşıtı madde) ve antiviral ( enfeksiyonu yok etmek veya yok etmek amacıyla kullanılması) gibi özelliklerinden dolayı ilaç yapımında kullanılır. Ayrıca kozmetikte, merhemlerde, gargaralarda, şampuanlarda, kremlerde de kullanılmaktadır. Zayıf asit olduğundan dolayıda deterjanlarda kullanılmaktadır[6].
KAYNAKLAR [1] Maden Mühendisleri Odası TMMOB web sayfası (maden.org.tr) [2] Elektronik Kütüphane web sitesi (ekutup.dpt.gov.tr) [3] İnternet Kaynak sitesi (tr.wikipedia.org) [4] Balıkesir Üniversitesi web sayfası (bor.balikesir.edu.tr) [5] İnternet Kanynak sitesi (ansiklopedika.org) [6] Maden Teknik Arama Enstitüsü web sayfası (mta.gov.tr)