ticari bor mineralleri

TİCARİ BOR MİNERALLERİ
Esma CARUS, Sinem ARIĞ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 55139
Kurupelit-Samsun
[email protected] , [email protected]
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
%B2O3
Bulunduğu
Yer
Boraks(Kernit)
Na2B4O7.10H2O
36.6
Kernit(Razorit)
Na2B4O7.+H2O
51.0
Ülekdit
NaCaB5O9.8H2O
43.0
Propertit
NaCaB5O9.5H2O
49.6
Bigadiç, Kırka, Emet,
Arjantin
Kestelek, Emet, A.B.D
Kolemanit
Ca2B6O11.5H2O
50.8
Emet, Bigadiç,
Kırka, Emet,
Bigadiç,A.B.D
Kırka, A.B.D., Arjantin
Pandermit(Priseit)
Ca4B10O19.7H2O
49.8
Küçükler, A.B.D
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 Ca2B6O11.5H2O şeklindedir. Bunların % 27,28 CaO ; % 50,81
B2O3 ; % 21,91 H2O’ 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 Ca4B10O19 . 7H2O şeklindedir. Bunun % 32,11 CaO ; % 49,84 B2O3 ; % 18,05
H2O’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.
Ca2B6O11.5H2O + 2H2SO4 + 6H2O → 2CaSO4. 2H2O + 6H3BO3
2CaO.3B2O3.5H2O + 6H2SO4 → 2(CaSO4.2H2O) + 6H3BO3
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 CaMgB6O11. 6H2O şeklindedir. Bunun % 13,57 CaO ; % 75 MgO ; % 50,53
B2O3 ; % 26,15 H2O’ 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]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Maden Mühendisleri Odası TMMOB web sayfası (maden.org.tr)
Elektronik Kütüphane web sitesi (ekutup.dpt.gov.tr)
İnternet Kaynak sitesi (tr.wikipedia.org)
Balıkesir Üniversitesi web sayfası (bor.balikesir.edu.tr)
İnternet Kanynak sitesi (ansiklopedika.org)
Maden Teknik Arama Enstitüsü web sayfası (mta.gov.tr)