BOR VE BOR EKONOMÝSÝ
BOR NEDÝR ?
Metalle ametal arasý yarý iletken özelliðe sahip bir element olan bor, yeryüzünde toprak, kayalar ve suda yaygýn olarak bulunur. Topraðýn bor içeriði ortalama 10-20 ppm olmakla birlikte ABDnin batý bölgeleri ve Akdenizden Kazakistana kadar uzanan yörede yüksek konsantrasyonlarda bulunur.
Deniz suyunda 0.5-9.6 ppm, tatlý sularda ise 0.01-1.5 ppm aralýðýndadýr. Yüksek konsantrasyonda ve ekonomik boyutlardaki bor yataklarý, borun oksijen ile baðlanmýþ bileþikleri olarak daha çok Türkiye ve ABDnin kurak, volkanik ve hidrotermal aktivitesinin yüksek olduðu bölgelerde bulunmaktadýr.
zenginleþtirilir (konsantre bor); daha sonra rafine edilerek çeþitli bor kimyasallarýna dönüþtürülür.
Bor, saf element olarak ilk kez 1808 yýlýnda Fransýz kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile Ýngiliz kimyager H. Davy tarafýndan elde edilmiþtir.
Borun çeþitli metal veya ametal elementlerle yaptýðý bileþiklerin farklý özellikler göstermesi, endüstride birçok bor bileþiðinin kullanýlmasýna olanak saðlamaktadýr. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açýsýndan elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.
Kolemanit - Emet/Kütahya Tinkalkonit - Kýrka/Eskiþehir Bor minerallerine örnek
(kaynak: http://www.maden.itu.edu.tr) Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doðada
230'dan fazla bor minerali mevcuttur. Bor kimyasallarý ürünleri B2O3 içeriðine göre adlandýrýlmaktadýr. B2O3 içeriði arttýkça ürün deðeri de artmaktadýr. Türkiyede yaygýn olarak bulunan bor mineralleri kolemanit, tinkal ve üleksitdir. Bu mineraller sýrasýyla sodyum, kalsiyum ve sodyum + kalsiyum bazlý bor bileþikleridir. Bu mineraller öncelikle fiziksel iþleme tabi tutularak
Muhtemel Rezerv Görünür Rezerv
Türkiye Rusya ABDÞili Çin Peru Bolivya Kazakistan Arjantin Sýrbistan
0 100 200 300 400 500 600 700
Rezerv Daðýlýmý
0 10 20 30 40 50 60 70 80
% Toplam Rezerv Payý
Milyon Ton %B2O3
%72,2
%8,5 %6,8
%3,5 %3,1 %1,9 %1,6 %1,3 %0,8 %0,3
DÜNYA BOR REZERVLERÝ
Dünya toplam bor rezervi sýralamasýnda Türkiye %72lik pay ile ilk sýradadýr. Dünya toplam bor rezervi ve bugünkü tüketim deðerleri dikkate alýndýðýnda, dünyada çok uzun yýllar bor cevheri sýkýntýsý yaþanmayacaðý öngörülmektedir. Dünyadaki
önemli bor yataklarý Türkiye, Rusya ve ABDde olup dünya ticari bor rezervleri 4 bölgede toplanmaktadýr. Bunlar; ABD Kaliforniya Eyaletinin güneyinde yer alan Mojave Çölü, Güney Amerikada yer alan And Kemeri, Türkiyenin de yer aldýðý
Güney-Orta Asya Orojenik Kemeri ve Doðu Rusyadýr.
TÜRKÝYE BOR REZERVLERÝ
Türkiyede bilinen bor yataklarý özellikle Kýrka/Eskiþehir, Bigadiç/Balýkesir, Kestelek/Bursa ve Emet/Kütahyada bulunmaktadýr.
Türkiye'de rezerv açýsýndan en çok bulunan bor cevherleri tinkal ve kolemanittir. Türkiye'de önemli tinkal yataklarý Kýrka'da kolemanit yataklarý ise Emet ve Bigadiç civarýnda bulunmaktadýr.
Bunlara ilaveten, Bigadiçte az miktarda üleksit rezervi mevcut olup Kestelekte zaman zaman üleksit yan ürün olarak elde edilmektedir. Rezerv miktarlarý mineral bazýnda aþaðýda verilmektedir.
BOR EKONOMÝSÝ
Bor; nihai kullaným alaný olan sektörlerde çoðunlukla bor kimyasallarý þeklinde tüketildiði gibi, konsantre bor ürünleri olarak doðrudan da tüketilebilmektedir.
DÜNYA BOR REZERVLERÝ DAÐILIMI
Mineral bazýnda rezerv miktarlarý (2010)
Cevher Cinsi
Cevher Cinsi TToplam (Milyon ton)oplam (Milyon ton) Pay (%)Pay (%)
Kolemanit 883 26,81
Üleksit 46 1,40
Tinkal 836 25,39
Propertit+Üleksit 1.528 46,40
TToplamoplam 3.2933.293 100100
Baþlýca Bor Kullaným Alanlarý - Cam, Cam Elyafý ve Özel
Camlar - Seramik
- Tarým Uygulamalarý - Sabun- Deterjan-Temizlik ve Kozmetik Malzemeleri
- Ahþap Koruma - Alev Geciktiriciler - Yapý Sektörü - Metalürji - Enerji - Saðlýk
Ferrobor
%2 Deterjan
%6 Tarým
%11 Seramik (emaye, sýr, vb)
%17
Borosilikat camlar
%10 Diðer alanlar
%10
(tekstil tipi veCam yalýtým tipi cam elyaf,
ýsýya dayanýklý cam)
%46
Baþlýca Bor Kullaným Alanlarý
BOR Kimyasallarýnýn Sektör Uygulamalarý Cam, Cam Elyafý ve Özel Cam
Cam, Cam Elyafý ve Özel Cam
Cam sektörü bor minerallerinin en fazla tüketildiði alandýr.
Bütün dünyada bor kullanýmýnýn yaklaþýk % 42si cam endüstrisindedir. Bor, sývý kristal göstergeler, özel fýrýn kaplarý, laboratuvar malzemeleri, araçlarýn far ve sinyal camlarýnda,
Kaynak: Marching Ahead Borates Look to High Priced Future, Asian Glass, Aralýk/Ocak 2012.
cam yününde, tekstil tipi cam elyafýnda, LCD ekranlarda ve CRT camlarýnda (renkli TV katot tüpleri) kullanýlmaktadýr. Borlu bazý özel camlar uzay sanayinde, elektronik endüstrisinde ve nükleer reaktörlerde de kullanýlmaktadýr.
Seramik Sektörü Uygulamalarý Seramik Sektörü Uygulamalarý
Bor kullanýmý; ergime sýcaklýðýný düþürerek erimeyi kolaylaþtýrýr, yüzey sertliðini ve dayanýklýlýðýný artýrýr, genleþmeyi düþürdüðünden ýsýl þoklara dayanýmý artýrýr, tekstil cam elyafý plastik ve kompozitlerde kuvvetlendirici olarak kullanýlýr, cam elyaf kullanýlan plastikler, otomotiv ve uçak sanayilerinde, çelik ve diðer metalleri ikame etmeye baþlamýþtýr. Otomobillerde borun kullanýlmasý, arabalarýn aðýrlýðýný azaltmakta ve dolayýsýyla yakýt tüketimini azaltmaktadýr. Ayrýca, araçlarda paslanmayý geciktirmektedir.
TTarým Sektörü Uygulamalarý:arým Sektörü Uygulamalarý:
Dünyadaki borat tüketiminde %4'le boratlý gübreler cam ve seramikten sonra üçüncü en büyük payý almaktadýr. Tarým uygulamalarýnda bor tüketiminin giderek artmasý beklenmektedir.
Dünyada gýda talebinin artmasý tarýmda bor kullanýmý için bir fýrsat olarak görülmektedir. Çiftçilerin verim ve kaliteyi artýrmak için gübre ve sprey içeren bor uygulamalarýna yönelmesi beklenmektedir. Dünya toplam ekilebilir alanlarýnýn %31'i, bor eksikliði olan topraklar olarak kabul edilmektedir. Artan dünya nüfusuna karþýlýk ekilebilir alanlarýn sýnýrlý olmasý, tarýmda verim artýþýný gündeme getirdiðinden, mikro besleyici uygulamalar kapsamýnda da bor tüketiminin artmasý beklenmektedir.
Özellikle Çin ve Güney Doðu Asyada tarýmsal amaçlý bor ürünleri pazarýnýn büyümesi beklenmektedir.
Bor, hücredeki þeker geçiþini, hücre bölünmesi ve geliþimi, fotosentez metabolizmasýný düzenler. Gereken miktarlarda bor olmadan da bitkiler büyüyebilir ve yaprak açabilir ancak meyve veya tohum üretiminde kayýplar söz konusudur. Tarýmda bor, gübre olarak, yabancý otlar ve zararlýlarla mücadelede ve hayvancýlýkta yem katkýsý olarak kullanýlmaktadýr.
Deterjan-Sabun-T
Deterjan-Sabun-Temizlik Malzemeleriemizlik Malzemeleri
Sabun ve deterjan sektörünün en büyük bor üreticisi ve kullanýcýsý (sodyum perborat), Avrupadýr.
Sektörde, %10 20 arasýnda deðiþen oranlarda boraks dekahidrat ve sodyumperborat kullanýlmaktadýr. Klasik toz deterjanlarda %10-25 sodyum perborat tetrahidrat bulunur.
Perboratlar aktif oksijen taþýr. Bakterilere karþý anti bakteriyel özelliði vardýr.
Alev Geciktiriciler Alev Geciktiriciler
Alev geciktirici ürünler olarak dünya toplam bor tüketimi, B2O3 bazýnda 25.000 ton seviyesine ulaþmýþ olup bu pazarýn %35i
ABDdedir. Bu tüketim içindeki büyük pay ise yaklaþýk 12.000 ton ile selülozik izolasyon malzemeleridir. Alev geciktirici tüketiminin önümüzdeki birkaç yýl içinde yýllýk %4-5 civarýnda artmasý beklenmektedir. Halojen içermeyen alev geciktirici pazarýnda beklenen en büyük artýþ Çin pazarýnda olacaktýr.
Batý Avrupa ve ABD pazar artýþý olacak diðer bölgelerdir.
Çimento Sektörü Uygulamalarý Çimento Sektörü Uygulamalarý
Çimento sektöründe de emisyon ve enerji verimliliði konularý en önemli konular arasýndadýr. Borlu çimento, yüksek dayaným nedeniyle tünellerde, barajlarda ve beton yollarda, tüp geçitlerde, köprülerde, nükleer enerji santrallerinin, güvenli olarak atýk depolanmasýnda, yüksek binalarýn inþasýnda kullanýlýr.
Malzemenin mukavemeti arttýrýlýr, piþme sýcaklýðý düþürülerek malzemenin üretimi sýrasýnda enerji tasarrufu saðlanýr, yüzey uygulamalarýnda bakteri, mantar oluþumuna engel olunur, haþerelere karþý koruyucu özellik kazanýr, ýsý ve ses yalýtýmý saðlanýr, yanmaya karþý dayanýklýlýk kazandýrýr.
Kalýcý Mýknatýslar Kalýcý Mýknatýslar
Bor ürünleri için geliþme potansiyeli yüksek bir diðer alan kalýcý mýknatýs üretimidir. Bu alanda; neodimyum, demir-bor mýknatýslarýnýn kullanýmý son yýllarda önemli bir artýþ göstermiþtir.
Kalýcý mýknatýs üretiminde ferrobor kullanýlmaktadýr. Borun içinde bulunduðu Nd-Fe-B mýknatýslarý üretiminin, %76sý Çin,
%21i Japonya tarafýndan gerçekleþtirilmiþtir. Söz konusu mýknatýslar, bilgisayar diskleri, ses yükseltme sistemleri, telekomünikasyon, MR cihazlarý, otomotiv endüstrisi, çeþitli ev aletleri, trafo motorlarý, rüzgâr enerjisi jeneratörleri ve toplu taþýma araçlarý gibi geniþ bir kullaným alanýna sahiptir.
Metalürji Uygulamalarý Metalürji Uygulamalarý
Bor ürünlerinin miktar olarak az; ancak parasal deðer olarak fazla payý olan uygulama alanlarý metalürjidir. Metal oksidasyonunu önleme, oksidasyondan arýndýrma, çelik ergitme, granül arýtma, altýn iþleme ve arýtma, ýsýya dayanýklý hale getirmesi gibi pek çok uygulama alaný vardýr.
Borlu Deterjan
Uzay ve Havacýlýk Uygulamalarý Uzay ve Havacýlýk Uygulamalarý
Borun uzay ve havacýlýk uygulamalarý geliþmiþ ülkelerde tüketimi az olmasýna raðmen, katma deðeri yüksek etkileri vardýr. Çeþitli formülasyonlarý ile saðladýðý radyasyon kalkaný, mekanik gücü yüksek yapý elemaný, ürünlerin yakýnlarýndaki yarý iletkenlerin yonga yapýsýný bozup bilgi kaybýna sebep olma, yüksek ýsýl kararlýlýðý, yüksek kimyasal dayanýklýlýk, yüksek elektrik ve termal iletkenlik, korozyona dayanýklýlýk gibi özellikleri nedeniyle uzay ve havacýlýk tekniklerinde kullanýlmaktadýr.
Mekanik Y
Mekanik Yaðlar Vaðlar Ve Antifrizlere Antifrizler
Bor bileþikleri yaygýn olarak, antifriz, motor yaðý, fren yaðý, makina yaðlarý, su arýtma kimyasallarý, akaryakýt katkýlarý gibi endüstriyel yaðlarýn üretiminde kullanýlmaktadýr. Su arýtma kimyasallarýnýn kullanýmý ve dolayýsýyla bu alandaki bor kullanýmý giderek artmaktadýr. Metal iþlemlerinde kullanýlan yaðlardaki pazar artýþý yatay seyretmektedir.
Kozmetik ve Kiþisel Bakým Ürünleri Kozmetik ve Kiþisel Bakým Ürünleri
Endüstride çok yaygýn ve çeþitli alanlarda kullanýlan bor bileþiklerinin leke çözücü, pH dengeleyici, suyu ve yaðý parçalayýcý, aktif oksijeni dengeleyici, anti bakteriyel özellikleri nedeniyle, bu ürünler dezenfekte ediciler, antiseptikler, diþ macunlarý, makyaj malzemelerinin üretiminde de kullanýlmaktadýr.
Hegzagonal bor nitrür tozu üç temel alanda kullanýlmakta olup,
%50 oranýnda metal ve genel uygulamalarda, %30 oranýnda ýsý yönetimi ve %20 oranýnda kozmetiktedir. Kozmetikte en hýzlý büyüyen segment %1-2 bor nitrür katkýlý maskara, dudak parlatýcý ve fondötenlerdir.
Makro moleküller Makro moleküller
Elektronik, optik, seramik baðlayýcýsý ve ýþýk yayan malzeme olarak oldukça yaygýn bir þekilde kullanýlmaktadýr. Borazin tabanlý polimerler seramik BN fiber üretiminde kullanýlmaktadýr.
Kaplama malzemesi olarak da kullanýlmaktadýr.
Nükleer ve Savunma Sanayii Uygulamalarý Nükleer ve Savunma Sanayii Uygulamalarý
Bor ürünlerinin miktar olarak az ancak parasal deðer olarak fazla payý olan diðer uygulama alaný nükleer uygulamalardýr.
Atom reaktörlerinde borlu çelikler, bor karbürler ve titanbor alaþýmlarý kullanýlýr. Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soðutma havuzlarýnda ve reaktörün alarm ile kapatýlmasýnda bor kullanýlýr. Ayrýca, nükleer atýklarýn depolanmasý için kolemanit kullanýlmaktadýr.
Paslanmaz borlu çelik, nötron absorbaný olarak tercih edilmektedir. Bor karbür, olaðanüstü sertliðinden dolayý tank zýrhýnda ve kurþun geçirmez yeleklerde kullanýlmaktadýr.
Elmastan sonra bilinen en sert malzemelerden biridir. Bor karbür ile yüksek ýsý üretmek mümkün olmasýndan dolayý havacýlýk endüstrisinde roket itici yüksek enerjili jet yakýtý ve roket yakýtý, bor nitrür, ultra yüksek sýcaklýða dayanýklý süper sert malzeme olarak roket memelerinin üretimi ve borik metal (titanyum borür, borik çelik vb.) üretimin de kullanýlmaktadýrlar.
Bor karbür (B4C), personel ve araç anti balistik zýrh kaplamalarýnda, tank zýrhlarýnda, kurþun geçirmez yeleklerde ve çeþitli yapýsal uygulamalarda kullanýlmaktadýr. Bor karbür tozunun en temel uygulama alaný savunma sektöründe askeri zýrhlar için koruyucu seramiklerdir. Diðer uygulamalarý;
aþýndýrýcýlar, sýcak preslenmiþ þekilde katý bor karbür hammaddeleri, kimyasal üretimde öncü madde, kompozit için metallerde kaynak parçacýk, nükleer reaktör yakýtý düzenlemede kontrol çubuðu, nükleer muhafaza bileþenleridir.
Enerji Sektörü Enerji Sektörü
Sodyum bor hidrür, kimya ve kaðýt sektöründe yaygýn kullaným alanýna sahip, yanýcý/patlayýcý olmayan, aðýrlýkça %20 hidrojen depolayabilen, çevre dostu bir kimyasaldýr. Sodyum borhidrür bu özelliklerinin yaný sýra, araçlarda yük ve yolcu taþýma yeri açýsýndan problem yaratmamasý, sürüþ menzilinin diðer yakýt hücreli taþýtlara göre daha uzun olmasý gibi bazý özelliklerinden dolayý hidrojenin depolanmasý konusunda diðer yöntemlere göre avantajlý durumdadýr. Depolama özelliðine ilave olarak, yakýt pillerinde doðrudan yakýt olarak kullanýmý da mevcuttur.
Hidrojenden elektrik enerjisi üreten yakýt pilleri; taþýnabilir elektronikler, taþýtlar ve elektrik/ýsý üretim tesisleri, askeri ve sivil uygulamalarda geniþ bir kullaným alanýna sahip olmalarý nedeniyle geleceðin enerji üretim kaynaklarý arasýnda önemli bir yere sahip olacaklarý tahmin edilmektedir. Dünyada farklý tipte yakýt pilleriyle çalýþtýrýlan prototip araçlar mevcuttur.
Yüksek enerji yoðunluðuna sahip olan elementel bor; füze yakýtý, motor yakýt katký maddesi, motorlu araçlarýn hava yastýklarý, elektrik-elektronik sanayi, fiþek ve askeri teçhizat, nükleer uygulamalarda kullanýlmaktadýr. MgB2; sahip olduðu özellikler nedeniyle hem büyük çaplý uygulamalar hem de elektronik aletler için çok iyi bir süper iletken malzeme olup sýfýr kayýpla enerji iletimi saðlar. MgB2, manyetik rezonans Bor Karbür görüntüleme (MRI) cihazlarý, haberleþme, elektrik enerjisi
þebekeleri, transformatörler, elektrik motorlarý, manyetik fýrlatma, hýzlý trenler, gibi çok önemli uygulamalarda kullanýlmaktadýr.
Metalürji ve Makine Sanayi Metalürji ve Makine Sanayi
Boratlar yüksek sýcaklýklarda düzgün, yapýþkan, koruyucu ve temiz bir sývý oluþturma özelliði nedeniyle demir dýþý metal sanayiinde koruyucu bir cüruf oluþturucu ve ergitmeyi hýzlandýrýcý madde olarak kullanýlmaktadýr. Bor bileþikleri, elektrolit kaplama sanayiinde kullanýlmaktadýr. Borik asit nikel kaplamada, fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kursun, bakýr, nikel gibi demir dýþý metaller için elektrolit olarak kullanýlmaktadýr.
Saðlýk Alanýndaki Uygulamalar Saðlýk Alanýndaki Uygulamalar
Saðlýk sektöründe bor, anti bakteriyel ve antiseptik özelliði nedeniyle antiseptik ürünlerde, kemik erimesinde yardýmcý, destekleyici olarak kullanýlmaktadýr. Ayrýca son yýllarda yapýlan çalýþmalar borlu bileþiklerin; antimikrobiyal ürünler geliþtirilmesinde, merhemlerde, yara temizleme solüsyonlarýnda, ilaçlarda, göz damlalarýnda, kontak lens solüsyonlarýnda, pudralarda kalp krizinde iskemik hasarýn azaltýlmasý, aðýr metal toksitesine karþý, obezite, prostat kanseri tedavisinde, Bor Nötron Yakalama Tedavisinde (BNCT), yara iyileþtirme, dermatoloji uygulamalarý, organ preservasyonu vb. alanlarda etkili olduðuna iliþkin bulgular ortaya koymuþtur. Bor araþtýrmalarý gerek tedavi edici olarak gerekse saðlýk sektörüne iliþkin malzemeler geliþtirilmesinde önemli bir fýrsatý ortaya koymaktadýr.
Prostat, karaciðer ve göðüs kanserine karþý antitümörojenik etkisi vardýr ve özellikle diyabet nedeni ile oluþan yaralarýn iyileþtirilmesi, kandaki antioksidan enzim aktivitelerinin arttýrýlmasý gibi amaçlarla da kullanýlmaktadýr.
Son zamanlarda Nükleer Týp alanýnda Bor yaygýn olarak BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanýlmaktadýr. Özellikle; beyin kanserlerinin tedavisinde hasta
hücrelerin seçilerek imha edilmesi ve saðlýklý hücrelere zararýnýn minimum düzeyde olmasý nedeniyle tercih nedeni olabilmektedir.
Ahþap Ürünleri-Emprenye Ýþlemi Ahþap Ürünleri-Emprenye Ýþlemi
Dünyada ahþap korumada kullanýlan bor miktarýnýn 20,000 ton/yýl B2O3 olduðu hesaplanmaktadýr. Kromatlý bakýr arsenat ve asit bakýr kromat içeren ahþap koruyucularýn altý deðerli kanserojen krom içermelerinden dolayý kullanýmlarýnýn giderek yasaklanacaðý, böylece boratlý ahþap koruyucularýn tüketiminin artmasý beklenmektedir. Çinko boratlý ahþap koruyucularýnda dýþ mekânlarda kullanýlan ahþap-plastik kompozitlerde ve çatý malzemelerinde kullanýmýn artmasý beklenmektedir. Borat ahþap koruyucularýnýn Kuzey Amerika, Güney Amerika, Avrupa Birliði, Okyanusya, Hindistan, Japonya, Malezya ve Tayland'da kullanýldýðý bilinmektedir.
Ahþabýn olumsuz þartlara karþý dayanýklýlýðýný arttýrabilmek ve aðaç kaynaklarýnýn tükenmesini önlemek için yapýlan emprenye iþlemi; çeþitli yöntemlerle deðiþik kimyasal maddelerin ahþabýn bünyesine emdirilmesi iþlemidir. Dünyanýn geleceði düþünüldüðünde ekolojik ve ekonomik açýdan en uygun çözümdür.
Emprenye iþlemi, ön koruma olarakta bilinir ve kullanýlacak ahþabýn cinsine, sertliðine ve bazen de boyutlarýna göre deðiþiklik gösterir. Emprenye uygulamalarýnda borun avantajlarý;
malzemenin ömrünü uzatmasý, yanmaya karþý dayaným saðlamasý, zararlý haþere ve organizmalara karþý koruyuculuk saðlamasý, insana, hayvanlara ve çevreye duyarlý olmasý olarak söylenebilir.
TTekstil Sektörüekstil Sektörü
Bor bileþikleri tekstil sektöründe; yün ipek poliamid mamullerin aðartýlmasý, boya-baský, hatalý boyamalarýn soldurulmasý, PES mamullerin boyama ve baský sonu yýkamalarý, bitim ve atýk su arýtýmý alanlarýnda kullanýlmaktadýr. Bor bileþikleri kullanýlarak hijyen ve alev geciktirici özellik kazandýrýlan yüksek tekstil ürünlerine olan talebin, turizm ve saðlýk baþta olmak üzere bir çok alanda artmasý ve bor bileþiklerinin tekstil sektörü için özellikle ekolojik ve teknik açýdan önemli avantajlar sunmasý bor araþtýrma fýrsatlarýný teþkil etmektedir.
BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanýlmasýnýn temeli.
Emprenye Uygulamasý
