Dünyada Bor

Bor Madeni ve Dünya

Bor Rezervi

    Bor, toprakta, kayalarda ve suda yaygın olarak bulunan bir elementtir. Toprağın bor içeriği yaklaşık 10 - 20 ppm'dir, ancak ABD'nin batı bölgelerinde ve Akdeniz'den Kazakistan'a kadar yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Deniz suyunda 0.5 - 9.6 ppm, tatlı suda 0.01 - 1.5 ppm arasındadır.

    Daha ziyade Türkiye ve ABD bölgelerinde bulunan ve yüksek volkanik ve hidrotermal aktiviteye sahip kuru olan bor, oksijenli bileşiklerle birleştiğinde ekonomik boyutta yüksek konsantrasyonda bor yatakları oluşturur.

    Türkiye, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde yoğunlaşan dünyanın önemli bor yatakları ve küresel ticari bor rezervleri 4 bölgede toplanmaktadır. Bunlar, ABD'nin Kaliforniya Eyaleti'nin güneyinde yer alan "Mojave Çölü", Güney Amerika'daki "Ve Su Kemeri", Türkiye'nin de bulunduğu "Güney - Orta Asya Orojenik Kuşağı" ve Doğu Rusya'dır.

    Bor ( Kramer ) Yatakları, Kuzey Amerika: Rio Tinto firması tarafından açık ocak madenciliği yöntemi ile işletilmektedir.

    Searles Lake Deposit, California: Searles Valley Minerals firması tarafından çözelti madenciliği yoluyla işletilmektedir.

    Fort Cady Kalsiyum Bor Yatağı, Mojave Çölü, Kaliforniya: Fort Cady Minerals tarafından çözelti madenciliği yöntemiyle işletilen maden yatağı, düşük tenörlü ve derin ( ~ 410 metre ) olduğu için çıkarılması zor ve yüksek maliyetlidir.

    Death Valley Bor Yatakları / Billie Madeni: Yeraltı maden işletme yöntemi ile işletilen yatak kolemanit, üleksit ve mülkit içermektedir.

    Sırbistan: Jadar Boron Basin'in işletme hakları Rio Tinto adlı firmaya aittir. Yatak, kolemanit ve jadar minerallerinden oluşmaktadır. En çok bulunan bor mineralleri kolemanit, üleksit ve powlittir ( katyon borosilikathidroksit-Ca₂B₅SiO₉(OH)₅ ). Ultra Lithium ( Kanada ) firması da Jadar havzasında lityum ve bor arar.

    Güney Amerika Bor Yatakları: Yatakların en önemli özelliği küçük rezervler halinde çok geniş alanlara yayılmış olmalarıdır. Bu yataklar And Dağları'nın dağlık bölgelerinde bulunur ve çalışma sezonu kısadır. Ayrıca bu madenlerin kaliteleri genellikle düşüktür. Üleksit minerali ( sodyum kalsiyum borat ), Güney Amerika rezervlerinin önemli bir parçasıdır.

    Tincalayu, Arjantin: Yatağın tinkal, üleksit, kolemanit ve kernit rezervleri vardır. Site, Avustralyalı Orocobre Ltd firması tarafından işletilmektedir. Şirket, boraks dekahidrat ve borik asit tesislerine sahiptir.

    Salar de Olaroz, Arjantin: Depo, deniz seviyesinden 3.900 m yükseklikte bir alanda yer almakta ve Orocobre Ltd. tarafından işletilmektedir. Havzada lityum, bor ve potasyum kaynakları mevcuttur. Pilot tesiste lityumun değerlendirilmesi için üretime başlandı.

    Salar de Surire Bor Cevheri Yatağı, Şili: Deniz seviyesinden 4.050 m yükseklikte, Arica'da ( Şili ) dünyanın en büyük üleksit yataklarından biridir. Depozito QuiBorax tarafından işletilmektedir.

    Salar de UIyuni, Bolivya: Suyla çekilen en büyük tuz gölünde üleksit ve lityum rezervleri bulunmaktadır. Kalsine üleksit, Minerex Sa.

    Salar de Carcote ve Salar de Ascotan, Kuzey Şili: SQM Salar tarafından işletilen Salar de Carcote ve Salar de Ascotan yatakları, B₂O₃ bazında 7 milyon ton üleksit rezervine sahiptir.

    Asya Bor Yatakları: Asya ülkelerindeki bor rezervleri genel olarak magnezyum borat ( Askarit ) ve sınırlı bölgelerde tinkal ve borosilikattan oluşmaktadır. Bu cevherler genellikle düşük derecelidir ve rafine ürün üretiminde teknolojik zorluklara sahiptir. Ascharite cevheri ağırlıklı olarak Çin ve Kazakistan'da bulunur. Çin'deki doğal bor yatakları büyük olmasına rağmen, yatakların % 90'ından fazlası düşük tenörlüdür. Çin'in bor yataklarının çoğu Liaoning ve Jilin bölgelerinde bulunmaktadır.

    Qinghai ( Çin ) bor yatakları, Güney Amerika'daki bor yataklarına benzerdir çünkü bunlar 4.000 m yüksekliğindedir ve birbirleriyle ilişkili mineral grupları ( bor, lityum ve potasyum ) içerirler.

    Rusya Bor Yatakları: Rusya'daki en önemli bor yatağı, dünyadaki üç önemli datolit bor yataklarından biri olan Dalnegorsk ( Rusya ) yatağıdır. Bu bor yatağı Russian Bor tarafından işletilmektedir.

Dünya Bor Rezervlerinin Dağılımı ( 2017 )

    Türkiye'de bilinen bor yatakları özellikle Kırka / Eskişehir, Bigadiç / Balıkesir, Kestelek / Bursa ve Emet / Kütahya'da bulunmaktadır.

    Türkiye'de rezerv açısından en bol bulunan bor cevherleri tinkal ( Na₂O.2B₂O₃.10H₂O ) ve kolemanittir ( 2CaO.3B₂O₃.5H₂O ). Türkiye'deki önemli tinkal yatakları Emet ve Bigadiç yöresinde bulunan Kırka kolemanit yataklarıdır. Ayrıca Bigadiç'te az miktarda üleksit rezervi bulunmaktadır ve Kestelek'te zaman zaman üleksit yan ürünü olarak elde edilmektedir. Rezerv miktarları aşağıda mineral bazında verilmiştir:

Türkiye Bor Rezervlerinin Dağılımı ( maden bazında - 2017 )

Bor Kullanım Alanları

Cam endüstrisi

    Bor minerallerinin en çok tüketildiği alan cam sektörüdür. Erimiş cam ara ürününe bor eklendiğinde akışkanlığını artırarak nihai ürünün yüzey sertliğini ve dayanıklılığını arttırır. Bor oksit, özellikle borosilikat cam, tekstil ve izolasyon tipi cam elyaflarda yoğun olarak kullanılmaktadır.

    Bor, borosilikat cam, tekstil ve iso tipi cam elyaflar, likit kristal göstergeler, özel fırın gereçleri, laboratuar ekipmanları, araba far ve sinyal camları, cam yünü, LCD ( Likit Kristal Ekran ) ekranlar ve CRT cam ürünlerinde ve bazı özel bor camlarda kullanılmaktadır. havacılık endüstrisinde, elektronik endüstrisinde ve nükleer reaktörlerde kullanılır ve bor araştırma fırsatları yaratır.

Seramik Sektörü

    Bor, seramik endüstrisinde en çok sır ve fritte kullanılmaktadır. Seramik sırlarda kullanılan bor oksit oranı ağırlıkça % 8 - 24 arasında değişmektedir. Sırlarda bor oksitin temel işlevi, cam ile malzeme arasında ısıl uyumluluğu sağlamak ve sırın ısıl genleşme katsayısını düzenlemektir. Sırlara bor ilavesinin bir başka nedeni de erimenin erken aşamalarında cam oluşumudur. Boratlar ayrıca refrakter indeksini artırarak camın görünümünü iyileştirir. Sıra bor ilavesi mekanik mukavemeti ve çizilmeyi artırır. Bor ayrıca kimyasalların ve suyun etkilerine karşı direnci artırır. Bor ise renklendiricilerin eklenmesinin temelini oluşturur.

    Bor oksit, emayelerin viskozitesini ve doyma sıcaklığını düşürerek % 20'ye kadar kullanılabilir. Özellikle, emayeye eklenen Ham malzemelerin % 17 - 32'si bor oksittir, sulu boraks tercih edilmektedir. Seramiği çizilmeye karşı dirençli hale getiren bor, sırlara % 3 - 24 oranında kolemanit formunda eklenir.

Enerji

    Ticari olarak üretilen ve kullanılan bor hidrürlerin en önemlisi olan iyi bir hidrojen taşıyıcı ve depolama olarak bilinen sodyum borhidrür, hamurun ağartılması, tekstil atıklarının azaltılması ve atık sudan ağır metallerin uzaklaştırılması gibi birçok alanda halihazırda kullanılmaktadır.

    Sodyum bor hidrür, yanıcı olmaması / patlayıcı olması, çevre dostu bir ürün olması, reaksiyon sonucu oluşan sodyum metaboratı sodyum bor hidrüre dönüştürebilmesi gibi özelliklerinden dolayı diğer hidrojeni saklama yöntemlerine göre avantajlıdır. Elde edilen hidrojenin yarısı sodyum borhidrürden, diğer yarısı ise sudan oluşuyor ve araçlarda yük ve yolcu taşımacılığı açısından bazı sorunlara neden olmuyor. Sodyum borhidrür, hidrojenin önümüzdeki yıllarda yakıt olarak yaygınlaşması ile enerji alanında önemli bir ürün haline gelecektir. Hidrojen depolamaya ek olarak, yakıt hücrelerinde doğrudan yakıt olarak da kullanılabilir.

Nükleer Uygulamalar

    Atomik reaktörlerde borlu çelikler, bor karbürler ve titanyum bor alaşımları kullanılır. Nötron soğurucu olarak paslanmaz bor çeliği tercih edilmektedir. Yaklaşık olarak her bor atomu bir nötron emer. Bu sebeple atomik reaktörlerin kontrol sistemlerinde, soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm kapanmasında bor ( 10B ) kullanılmaktadır.

   Ayrıca bor cevheri olan kolemanit, nükleer atıkların depolanması için kullanılmaktadır.

Sağlık

    Bor insan vücudunun az miktarda ihtiyaç duyduğu ve hücrelerde sentezlenemediği için besinlerle dışarıdan alınması gereken önemli bir besindir. 1981 yılına kadar borun insanlar üzerinde hiçbir etkisi olmadığı düşünülüyordu. Bu yıldan sonra yapılan çalışmalar, borun birçok tedavi için vazgeçilmez bir unsur olduğunu ve insan gelişiminde düşünülenin aksine etkili olduğunu gösterdi. Metabolizmada bulunan bor, kalsiyum, magnezyum ve fosfor dengesini düzenleyerek sağlıklı kemik, kas ve beyin fonksiyonlarının oluşumuna yardımcı olur.

    Bor, osteoporoz tedavilerinde, alerjik hastalıklarda, psikiyatride, kemik gelişimi ve artritte ve menopoz tedavisinde aktif olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kesin bir tedavisi olmamakla birlikte bor elementi ile kanser tedavisi için yeni bir umuttur.

    Sağlıklı hücrelere zarar vermeden kanserli hücreleri yok etmek için Bor Nötron Yakalama Terapisi ( BNCT ).

    Bor, besin maddelerinin yanı sıra kullandığımız deterjan ve kozmetik ürünlerle günlük yaşantımızda iç içe olduğumuz bir elementtir. Deterjan sektöründe, ev temizliğinde, kişisel bakım ürünlerinde ve endüstriyel alanda farklı formüllerde ( sodyum perborat vb. ) Kullanılan boru, beyazlatıcı ve bakterilere karşı koruyucu olarak görüyoruz. Yumuşaklığı, yapışkanlığı ve dayanıklılığı nedeniyle kozmetik sektöründe tercih edilen bir unsurdur.

Metalurji

    Bor bileşikleri, yüksek sıcaklıklarda pürüzsüz, yapışkan, koruyucu ve çapaksız sıvılar oluşturma kabiliyetleri nedeniyle demir dışı metal endüstrisinde koruyucu cüruf oluşturucu ve eriyik hızlandırıcı olarak kullanılır.

    Flux uygulamasında bor, bakır alaşımlarının eritilmesi, altın analizi ve rafine edilmesi için, çeliğin lehim kaynağı sırasında ve gazla lehimlemede kullanılır.

    Bor ilavesi çeliğin sertliğini ve mukavemetini arttırır. Çelikler 50 ppm'ye kadar bor içerebilir. Borlu çelikler daha yüksek sertleşebilirliğe sahiptir. Paslanmaz çeliklere bor da eklenir.

    Ferroboron çelik, dökme demir, kalıcı mıknatıslar ve amorf metallerin üretiminde kullanılır. Dünya ferro bazlı üretimin % 50'den fazlası çelik endüstrisinde kullanılmaktadır. Üretimin % 10'u Nd-Fe-B sabit mıknatısların üretiminde kullanılmaktadır.

    Bor bileşiklerinin kullanıldığı diğer bir uygulama borlaşmadır. Borlanma ile çelik yüzeylerin sertleşmesi arttırılır. Borlu çelikler yüksek derecede korozyon ve aşınma direncine sahiptir ve özellikle hidrolik aletlerin yüzeylerinin parlatılması ve bazı petrol kuyusu sondaj matkapları gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. Ayrıca otomotiv sektöründe sürtünme katsayısını azaltmak ve hareketli parçaları korumak için borlu malzemeler kullanılmaktadır.

    Bor nitrür, sürtünme katsayısını düşürme etkisi nedeniyle yüzey kaplamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaplama işlemi, bir c-BN filmi elde etmek için h-BN'nin yüksek vakum ve uygun sıcaklık altında buharlaştırılmasıyla gerçekleştirilir.

    Bor kimyasalları ayrıca elektrokaplama uygulamalarında temizleyici ve tampon olarak kullanılır. Borik asit ve flouroboratlar, tortuların gözenek ve çukurunu azaltmak için çok az miktarlarda kullanılırken, kalay kaplı tellerin dekapajı için %10 oranında floroborik asit kullanılır.

Bor Lifleri

    Bor lifleri, spor malzemelerinden ( balıkçılık, golf, kayak, bisiklet ) uzay ve uçağa kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Bor fiber kompozitler, bor fiberlerle güçlendirilmiş polimer reçinelerden oluşur. Bor elyaf kompozitler, hava ve uzay araçlarının üretiminde kullanılan ilk gelişmiş kompozit malzemelerdir. Bor liflerinin yüksek maliyetleri, kullanımlarını sınırlamaktadır.

Uzay ve Havacılık

    Uçak ve havacılık endüstrisinde bor kullanımı artmaktadır. Aerodinamikteki gelişmeler, yüksek hızlı kanat uygulamaları, yüksek sıcaklığa dayanıklı gövde, düşük ağırlık, yüksek kapasite ve benzeri uygulamalar, tasarım ve geliştirme çalışmalarında kompozit malzemelerin uzay ve havacılık endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılmasını sağlamıştır.

    Bor, yanıcı olması, ancak tutuşma sıcaklığının yüksek olması, yanma sonucu kolayca transfer edilebilen katı ürünler vermesi ve kirletici emisyon yaymaması nedeniyle ulaşım araçlarında bir avantaj olarak değerlendirilmektedir.

    Bor kimyasalları füze yakıtı olarak kullanılabilmekte olup, hidrojen diboran ( B₂H₆ ) ve hidrojen pentaboran ( B₅H₉ ) gibi hava taşıtlarında yüksek performanslı potansiyel yakıt olarak borohidrürlerin kullanımına yönelik çalışmalar mevcuttur.