*Barış İLAN Yüzüncü Yıl Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü (barisilan@mail.ru)

Yüzüncü Yıl Üniversitesi –VAN 1

İÇİNDEKİLER

Özet (Abstract)

GİRİŞ

Bor Elementinin Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri

Bor Elementinin Tarihçesi

Bor Mineralleri

Dünyadaki ve Ülkemizdeki Bor Rezervleri

Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN )

Bor Üretimi

Bor Ürünleri

Bor Madeninin Kullanım Alanları

Bor Elementinin İnsan Sağlığı Açısından Önemi

Sonuç (Değerlendirme)

Kaynakça

2

Bor Madeni, Kullanım Alanları ve Önemi

ÖZET

Bu yazıda günümüz dünyasında önemi iyice artmış olan bor madenini, ve bu madenin tarihi ,kullanım alanları, dünyadaki rezervleri, ülkemizdeki kaynaklar, Bor’un ülkemizdeki tarihi, insan sağlığı açısından önemi ve bor mineralinin üretimi konusu ele alınmıştır. Fosil kaynaklı yakıtların yıllarca kullanılması sonucu dünyada oluşturduğu kirlilik ve tespit edilen rezervlere karşın artan nüfus ve talepler yüzünden petrol ve doğalgazın ömrünün bir yüzyılı bile bulmayacağı kömürün ise biraz daha uzun süreceğinin belirlenmesi dünya devletlerini başka kaynaklar arayışına yöneltmiştir. Bor madeni de yüzyıllardan beri çeşitli alanlarda kullanılmasına rağmen son yüzyılda özellikle son 20-30 yıl içinde önemi kat kat artmıştır.Bor, cam , seramik, temizleme ve beyazlatma sanayi, tarım,uzay ve havacılık, askeri sanayii,enerji, sağlık, inşaat ve nükleer uygulamalar gibi alanlarda kullanılan önemli bir hammaddedir. Bizim için bir diğer önemli yanı ise bu madenin dünyadaki tespit edilen rezervlerinin % 60’ından fazlasının ülkemiz topraklarında yer almasıdır.Bu da önümüzdeki yıllarda dünyada bir çok alanda dengelerin ülkemiz lehine kayacağını göstermektedir.

Anahtar kelimeler: Bor, Bor madeni, Bor minerali, Boraks, kolemanit , uleksit

Boron Mine, Uses and Importance

ABSTRACTIn today's world , which has increased the importance of this article thoroughly boron mine ,

and mine history, areas of the world reserves of the country in terms of resources and human health, the importance of boron and boron mineral production history in our country is discussed. Pollution from around the world for many years from the use of fossil-based fuels and the increasing population and the demands of identified reserves of oil and natural gas , even a century of its life a little longer to decide that coal will continue to determine the state of the world has led to seek other sources . Despite the use of the various areas of boron for centuries in the importance of the last century, especially in the last 20-30 years increased.Boron coat , glass , ceramics, cleaning and whitening industry, agriculture, aviation and aerospace , military industrial , energy, health , construction and nuclear an important raw material used in areas such as applications . Another important aspect for us to identify the mine in the world more than 60% of the reserves in the territory of our country in many areas around the world in the coming years( ).Bu will shift the balance in favor of our country shows .

Key words: Boron, Boron mine, mineral boron, borax, colemanite, ulexite

3

GİRİŞ

Dünya bor üretiminin %90’ını Türkiye ve ABD yapmaktadır. Türkiye’de kolemanit, üleksit ve boraks mineralleri ve borik asit, boraks dekahidrat, boraks pentahidrat,sodyum perborat monohidrat ve susuz boraks ticari olarak üretilmekte ve üretimin büyük bir bölümü ihraç edilmektedir. ABD’de kernit minerali ve borik asit, boraks pentahidrat, susuz boraks, bor oksit, sodyum metaborat, sodyum penta borat, potasyum pentaborat gibi bor ürünleri ticari amaçlarla üretilmektedir. Dünyada bor tüketimi bölgesel olarak değişmektedir. Bor minerali Kuzey Amerika’da cam, Avrupa’da deterjan ve Latin Amerika ve Asya’da seramik endüstrisinde kullanılmaktadır. Bor minerallerinin kullanım alanı ve miktarında ABD ve Batı Avrupa’da farklılıklar gözlenmektedir. ABD’de bor tüketiminin %68’i cam, % 5’i deterjan, %3,5 seramik, %3,5 tarım ve % 3,5 alev geciktirici endüstrisinde yapılmaktadır. Avrupa’da boratların en büyük kullanım alanı deterjan sanayidir. Avrupa’da tüketimin %35’i deterjan, %23’ü cam, %10’u seramik ve %2’si tarım endüstrisindedir. Türkiye’de boratların tüketimi çok düşük seviyede olup, dünya tüketiminin %1-2'si civarındadır. 2000 yılı itibariyle Türkiye'de borun %27'si demir çelik, %12'si cam ve cam elyafı, %38'i seramik ve firit, %12'si deterjan, %5'i kimya ve %6'sı diğer sektörlerde tüketilmiştir.

Bor madeni Türkiye'nin özellikle kuzeybatı bölgelerinde bulunmaktadır. Çok geniş bir kullanım alanına sahip olması ve bu alanlarda tüketimin hızla artışı bor ve bor endüstrisinin önemini artırmıştır. Bor ve bileşiklerinin sanayide ve tarımda çok çeşitli kullanım olanakları bulunmaktadır. Borun hammadde olarak kullanıldığı ürün sayısının yüzlerce olduğu tahmin edilmektedir. Birçok sanayide bor, alternatifi olmayan bir girdidir. Araştırmalar sürdükçe bor ürünlerine ve kullanım alanlarına hızla yenileri eklenmektedir.

4

Bor Elementinin Kimyasal ve Fiziksel ÖzellikleriBor Elementi

Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Periyodik cetvelin 3A grubunun ilk ve en hafif üyesidir. Temel hal elektron konfigürasyonu 1s2 2s2 2p1,dir.

Bor elementi 8B, 10B, 11B , 12B, 13B izotoplarından oluşmaktadır. En kararlı izotopları 10B ve 11B ,dir. Bu izotopların tabiatta bulunma oranları sırasıyla % 19.1-20.3 ve % 79.7-80.9'dir. 10B izotopu, çok yüksek termal nötron tutma özelliği gösterir. Böylelikle nükleer malzemeler ve nükleer enerji santrallerinde kullanılabilmektedir. Türkiye'de 10B izotop oranı yüksek bor cevher yatakları bulunmaktadır.

Çeşitli metal veya ametal elementlerle yaptığı bileşiklerin gösterdiği farklı özellikler, bor bileşiklerinin birçok endüstride kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bor, bileşiklerinde metal dışı bileşikler gibi davranır, ancak, farklı olarak saf bor, karbon gibi elektrik iletkenidir. Kristalize bor, görünüm ve optik özellikleri açısından elmasa benzer ve neredeyse elmas kadar serttir.

Borun saf elementi ilk kez, 1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.

Bor, biri amorf ve altısı kristalin polimorf olmak üzere, çeşitli allotropik formlarda bulunur. Alfa ve beta rombohedral formlar en çok çalışılmış olan kristalin polimorflarıdır. Alfa rombohedral strüktür 1200 0C'nin üzerinde bozulur ve 1500 0C'de beta rombohedral form oluşur. Amorf form yaklaşık 1000 0C'nin üzerinde beta rombohedrale dönüşür ve her türlü saf bor ergime noktasının üzerinde ısıtılıp tekrar kristalleştirildiğinde beta rombohedral forma dönüşür.

Bor, yerkabuğunda yaygın olarak bulunan 51. elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir. Yaygın olarak bulunan bor minerallerinden bir tanesi bir tür aluminoborosilikat minerali olan ve yapısında %10'a kadar bor içerebilen Turmalin'dir. Ancak, sanayide alkali ve toprak alkali bor mineralleri olan tinkal (Na4B4O2. 10H2O), kernit (Na2B4O7. 4H2O), kolemanit (Ca2B6O11. 5H2O) ve üleksit (NaCaB5O9. 8H2O) kullanılmaktadır. Ticari maden yatakları sınırlı olup en çok Türkiye ve ABD'de bulunmaktadır.

Bor elementinin kimyasal özellikleri morfolojisine ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Mikron ebadındaki amorf bor kolaylıkla ve bazen şiddetli olarak reaksiyona girerken kristalin bor kolay reaksiyon vermez. Bor yüksek sıcaklıkta su ile reaksiyona girerek borik asit ve bazı diğer ürünleri oluşturur. Mineral asitleri ile reaksiyonu, konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olarak yavaş veya patlayıcı olabilir ve ana ürün olarak borik asit oluşur.

5

6

7

Bor Elementinin TarihçesiEkonomik değere sahip olan bor mineralleri, çok yönlü kullanımları açısından belki de dünyanın en ilginç minerallerinden. Değişik yararları ve kullanım alanları, uygarlığın ilk günlerinden bu yana biliniyor. O dönemlerde yaşayan gümüş ve altın kuyumcuları, akışkanlığı arttırdığı için, özellikle boraks adlı bor mineralinden yararlanıyorlarmış. Boraks, kimi özelliklerinin zaman içinde keşfiyle, seramiklerde sır malzemesi olarak, tedavi amaçlı (mik-rop öldürücü) ve temizlik maddesi olarak kullanılmaya başlanmış. Günümüzdeyse boraks, deterjan sanayiinin yanı sıra yaygın olarak yüksek performanslı camların üretiminde kullanılıyor. Boraksın ilk kez, yaklaşık 4000 yıl önce, Babilliler tarafından kuyumculukta kullanıldığı tahmin ediliyor. Bunların, boraksı Uzakdoğu’dan getirttiklerine ilişkin bulgulara rastlanmış .O dönemlere ait yazılı kaynaklarda boraks minerali için “boorak”, “bayrach” gibi sözcüklerin kullanıldığı saptanmış. Bundan başka, günümüzde, kimi kaynaklarda “boraks”

yerine kullanılan “tinkal” sözcüğü de “Uzak-doğu” anlamına gelen “tinkar” sözcüğüyle eşanlamlı. Yine Mısırlıların mumyalama işlerinde, tedavi amaçlı ve değişik metalleri işlemede borakstan yararlandıkları, Eski Yunanlılarla Romalılarınsa boraksı temizlik maddesi olarak kullandıkları tahmin ediliyor. Görüldüğü üzere, boraks değişik uygarlıklar tarafından farklı amaçlarla kullanılmış. O dönemlerde, boraks daha çok alkali göllerden elde ediliyor ve ticareti yapılıyormuş. Ancak boraksın kullanımalanlarına ilişkin ilk yazılı metne, 762 yılında, Mekke, Medine ve Bağdat

çevresindeki Arap yerleşimlerinde rastlanıyor. Boraks minerali, Çin’e bu tarihten kısa bir süre sonra girmiş. Avrupa’ysa, kimyaya ilişkin Arapça dilinde yazılan kaynakların çevrilmesi sonucu boraksla 12.-13. yüzyılda tanışmış. Onbeşinci yüzyıla gelindiğinde, boraks ticareti Venediklilerin elindeydi ve 200 yıl kadar da onlar tarafından sürdürülecekti. O dönemin Venedikli tüccarları, boraksın nerelerden getirildiğini ve nasıl işlendiğini büyük bir sır olarak saklamışlar. Ancak ham boraksın Tibet’in göllerinden elde edildiği ve torbalar içinde koyunlarla Himalayalar üzerinden Hindistan’a taşındığı biliniyor. Onyedinci yüzyıla gelindiğindeyse Hollandalılar boraks ticaretini üstlenmiş, hatta işlenmesi konusunda önemli bilgi birikimine kavuşmuşlar. Borun saf elementi ilk kez, 1808 yılında Fransız kimyager J.L. Gay-Lussac ve Baron L.J. Thenard ile İngiliz kimyager H. Davy tarafından elde edilmiştir.1840 yılında, İtalya’nın Toskana bölgesindeki sıcak su kaynaklarında keşfedilen doğal borik asit (sassolit adlı birbor minerali) ondokuzuncu yüzyıldan Avrupa pazarlarının borik asit ve boraks gereksinimini büyük oranda karşılamış. Aynı zaman diliminde 1852’ de Şili’ de endüstriyel anlamda ilk boraks madenciliği başlamıştır. Daha sonra, Nevada, California, Caliko Moutain ve Kramer yöresindeki yatakların bulunarak işletilmeye alınmasıyla ABD dünya bor gereksinimini karşılayan birinci ülke haline gelmiştir..Yurdumuzda ise ilk işletmenin 1861 yılında çıkartılan Maadin Nizannamesi uyarınca 1865 yılında bir Fransız şirketine 20 senelik işletme imtiyazı verilmesiyle başladığı bilinmektedir. 1850’li yılların başında, Bebek’te mermer işleri ile uğraşan Polonya’lı mülteci Henri Groppler eski ortağı fransız mühendis

8

Camille Desmazures’e alçı taşından yapıldığını sandığı heykeller hediye eder. Heykellerde yüksek oranda boraks olduğunu anlayan fransız Camille Desmazures, ortağı ile birlikte Türkiye’de boraks aramaya başlar ve Balıkesir ili Susurluk ilçesi yakınlarındaki Sultançayırı mevkiinde bulurlar. Buldukları “PANDERMİT” adı verilen bir bor minerali türüdür. Esasen bu saha 13 ve 14. Yüzyıllarda romalılar tarafından işletilmiş bir sahadır. Bu pandermitin işletilmesi için 1856 yılında Sultandan 37 dönüm arazi üzerine “alçıtaşı” madeni çıkarmak üzere 20 sene süreli işletme izni alırlar.

Bor Osmanlı döneminde yabancı firmalar tarafından “ALÇITAŞI” olarak işletilmiştir.

1950 yılında Sultançayırındaki cevherler Desmond Aber Smith’den 3/12002 sayılı Kararname ile bu yıllarda dünya tekeli firma durumundaki Borax Consolidated Ltd’ye devredilmiştir. Borax Consolidated 1951 yılında 11.000 ton’a yakın ihracat yapsa da 1954 yılında bor cevherinin tükendiğini ileri sürerek, Sultançayırı Ocağını kapatır. Ancak pasalardaki düşük tenörlü cevherin satışını 1961 yılına kadar sürdürerek Türkiye’deki faaliyetlerine devam eder.

14 Haziran 1935 tarihinde kurulan Etibank'da Bor Madenleri ile ilgisini sürdürmektedir.

MTA’nın Kütahya/Emet yöresinde Tersiyer Linyit Arama adı altında yürüttüğü çalışmalarda kolemanit yatağı bulunur. İlk jeolojik tespitlerden sonra alınan ruhsat 15 Mayıs 1958 de Etibank’a devrolunur. Etibank ruhsatı aldıktan sonra 1958 ve 1959 yıllarında aramalarını sürdürürken üretime de geçer.

Borax Consolidated Ltd. 1955 yılında yabancı sermayeyi teşvik kanunlarından yararlanmak için Türk Boraks Madencilik Anonim Şirketini kurar. Bu tarihten sonra Türkiye’de

9

bu yeni şirket vasıtasıyla madencilik faaliyetlerini yürütecektir. Bu şirketin hisselerinin %94’ü Borax Consolidated, % 2 si Türk hissedarlar, % 4’ ü İngiliz hissedarlara verilmiştir. Bu arada başka bir kararname ile iki yabancı şirkete daha arama ve işletme izni verilir. Bunlardan biri American Potash And Chemical Co. , diğeri ise Ugine Kuhlman’dır.

Eskişehir Kırka’da bor tuzu aramaları maden arama ruhsatı sahibi yerli madenciler adına 1950 li yılların sonlarına doğru MTA uzmanlarınca başlatılmıştır. Bu aramalar devam ederken 1961 Ağustos ayında Borax Consolidated Ltd. Maden Dairesinden kendi adına bir arama ruhsatı alarak hissesinin büyük bir kısmı kendisine ait Türk Boraks Madencilik A.Ş.'ne devir ederek aramaları başlatır. Şirket ürettiği TİNKAL ürününün fiyatlarını önce 30-35 $/ton’a bilahere 17 $/ton’a kadar düşürmüştür. Şirketin Maden Dairesine ruhsat için müracaatları eksiklikler nedeniyle neticelenmez. Aynı şekilde aldıkları 6 ruhsattan 5’i iptal edilir. Bu boraks yataklarının ruhsatı 1968 yılından itibaren Etibank’a geçmiştir.

Etibank tarafından bu yatakları işlemek için gerekli çalışmalara 1969 yılında başlanarak 1970 yılında tesisler kurulmaya başlanmıştır.

Balıkesir’in Bigadiç İlçesi yakınlarında da 1950 yılından beri bor tuzu (KOLEMANİT ve ÜLEKSİT) üretip ihraç eden Türk Girişimcileri (Bortaş, Ali Şayakcı, Rasih-İhsan, Yakal Madencilik) vardı. 1976 yılında burada faaliyet gösteren Fransız KEMAD Ltd. (Kimya Endüstri Madenleri Ltd. Şti.) nin saha sınır anlaşmazlığı nedeniyle Bakanlar Kurulu Kararıyla 13/02/1976 da Tülü Açık İşletmesinin bulunduğu sahanın Etibank’a verilmesi ile Etibank bölgede madencilik faaliyetlerine başlamış ve 08/04/1976 tarihinde Emet Müessesesine bağlı “Etibank Bigadiç Madenleri İşletmesi Şantiyesi” kurulmuştur.

Bursa Mustafa Kemalpaşa’da Kestelek civarındaki bor tuzu yatakları (Kolemanit) MTA Enstitüsünün Linyit Araştırmaları esnasında 1954 yılında bulunmuştur. Diğer tüm bor tuzu

10

sahalarının imtiyazı hakkında olduğu gibi 4 Ekim 1978 tarih ve 2172 sayılı Devlet’çe işletilecek Madenler ile ilgili yasa gereği 21/08/1979 tarihinde saha o tarihteki adımız ile Etibank’a devredilmiştir. Bugün için bu görev 1983 yılında çıkartılan 2840 sayılı Devletçe işletilecek madenler kapsamında Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü tarafından yürütülmektedir. 1978 öncesi gerek yabancı gerekse yerli özel sektör, Bor üretim faaliyetlerinde, katma değeri fazla olan rafine ürün üretmek için herhangi bir yatırım yapmadan ürünleri ham cevher olarak satma yoluna giderken, Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü (Etibank) 1980 yılından günümüze kadar, yatırımlarını artırarak rafine bor üretim kapasitesini yükseltmektedir.

11

Bor Ürünleri

 

  Bor, periyodik tabloda B simgesi ile gösterilen, atom numarası 5, atom ağırlığı 10,81 olan metalle ametal arası yarı iletken özelliğe sahip bir elementtir. Bor tabiatta hiçbir zaman serbest halde bulunmaz. Doğada yaklaşık 230 çeşit bor minerali olduğu bilinmektedir.

Bazı mineraller genellikle her yatakta gözlenirken bazıları ise çok ender olarak gözlenirler. Pandermitin, sadece dünyada Balıkesir-Susurluk yatağında buşunuşu buna örnek olarak verilebilir. Ticari ve Türkiye yatakları açısından önemli olan bor mineralleri:

1. Boraks(Tinkal) 2. Kernit 3. Üleksit 4. Kolemanit 5. Pandermit 6. Hidroborasit

12

BORAKS (TİNKAL)

Kimyasal Bileşimi Na2B4O7 . 10H2O Kristal Sistemi Monoklinik Kristal Biçimi Kısa prizmatik kristalli, bazen levhamsı İkizlenme { 100} yüzeyinde nadirenSertlik 2 - 2.5 MohsÖzgül Ağırlık 1.715 gr  / cm3Dizinim { 100} mükemmelRenk ve Şeffaflık Renksiz; beyaz, grimsi, yeşilimsi, mavimsi; şeffaf-yarışeffafÇizgi Rengi Beyaz Parlaklık Camsı  bazen toprağımsı%B2O3 içeriği % 36.6 Ayırıcı Özellikleri Kristal şekli, düşük özgül ağırlığı, suda çözünebilirliği

Bulunuşu

Tinkal suyunu kaybederek kolaylıkla Tinkalkonit’ e dönüşebilir.  Kille ara katkılı Tinkalkonit ve Üleksit ile birlikte bulunur.  Ülkemizde Eskişehir-Kırka yataklarından üretilmektedir.  Boraks,  evaporitik ortamlarda oluşan bir mineraldir.   Tuzlu göl sularının evaporasyonu ile oluşur.  Karbonatlar, sülfatlar ve halit gibi diğer evaporasyon mineralleri ile birlikte bulunur [5].

13

KERNİT

Kimyasal Bileşimi  (Na2B4O7.4H2O)

Kristal Sistemi   Monoklinik, 2 / m uzay grubu : P 2 / c , Hücre parametreleri :

a: 7.016  ,     b: 9.152   ,    c: 15.678   Å  ,     β:108˚ 53’.

Kristal Yapısı

B4O6(OH)2) –2n bileşiminde ki poliiyonlar iki üçgen ve dörtyüzlü gruplardan oluşur.  Bu poliiyonlar birleşerek b eksenine paralel zincirler yaparlar. Bir BO2OH üçgeni ve BO4 dörtyüzlüleri köşelerde ki oksijeni paylaşarak altı üyeli halka oluştururlar. Üç halka her iki dörtyüzlüdeki köşe oksijen atomlarını paylaşarak bir zincir meydana getirir. Zincirler hidrojen bağları ile birleşerek c doğrultusunda  uzanırlar.  İki Na atomu beş oksijen atomu ve bir su molekülü ile çevrelenirler.

Görünüm : Kristaller (100) boyunca hafif uzun (010) doğrultusunda keskin çizgilidir.  Bazen kama yüzlerin tekrarlarından ötürü yuvarlak görünümlüdür. Ayrıca dilinebilen kitleler telsel yapılar gösterirler. Masif olabilir.

İkizlenme : İkiz düzlemi{ 110}’dir.Kimyasal Bileşimi : % 22,66  Na2O ,  % 51,02 B2O3, % 26,32 H2O.Sertlik :   3 Mohs.Özgül Ağırlık : 1.95 gr  / cm3.

Özellikler : Üfleç alevinde kabarır ve kolayca eriyerek beyaz karnıbahar biçiminde bir kitle bırakır.  Soğuk suda yavaşça çözünür.  Sıcak suda ve asitlerde derhal çözünür.  Ayrışınca dehidrasyon ile Tinkalkonit’ e dönüşür.

Bulunuşu : Türkiye’de Kırka Boraks yataklarında cevher kütlesinin alt kısımlarında oluşmuştur. Renksiz, saydam, iğne biçiminde kristalleri grup halindedir.  Tek kristallerin uzunluğu 10 cm’ e ulaşır [5].

14

ÜLEKSİT

Kristal Sistemi Triklinik , hücre parametreleri : a=8.73,  b=12.75,  c= 6.70 Å ,   α =90˚ 16’ ,   β= 109˚ 08’ ,   γ=105˚ 07’.

Kristal Biçimi Genellikle iğnemsi kristalli; merceksi ya da nodüler, ışınsal, pamuk yumağı şekilli .

Kristal Yapısı Yapıdaki B5O6(OH)6  polianyonu izoledir ve 2 B-O üçgeni  ve         3 B-O dörtyüzlüsünden oluşur.

Kristal Bileşimi % 7,65 Na2O,  %  18,85 CaO ,% 42.95 B2O3, % 35.55 H2O Sertlik 2.5 Mohs.Özgül Ağırlık 1.955 gr / cm3Dilinim { 010} Mükemmel,  { 1-10} iyi .Renk ve Şeffaflık Beyaz, renksiz,  ipeksi;  şeffaf Parlaklık Camsı

Ayırıcı Özellikleri Pamuk yumağı şekli, düşük yoğunluğu, soğuk suda çözünmeyip sıcak suda çözünmesi.

Ayrışması Ayrışarak jips ve Kolemanit’ e dönüşür.

Bulunuşu

Türkiye’de Emet, Kırka, Bigadiç borat yataklarında yaygın olarak ve Bigadiç yatağında ikinci cevher olarak bulunur.  Masif, karnabahar, lifsel, koni,  rozet, pamuk yumağı ve çubuksal görünümler sergiler.  Emet yataklarında üç farklı düzeyde rastlanır.  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 bulunur.  Dünyada ise Arjantin' de bulunmaktadır [5].

          Isıl işlemler altında, hidratlı bor minerallerinden olan Üleksit bünyesinde ki kristal suyunu

kaybeder ve bu esnada mineralojik yapısal değişmelere maruz kalır.

          Üleksit ısıl bozulmasını 60-500 ˚C arasında iki aşamalı dehidrasyon ve iki aşamalı dehidroksilasyon reaksiyonları ile olup, 151 ˚C ve 180 ˚C ’de endotermik DTA  piki verir.  Bu esnada üleksitin yapısı önce dehidrasyonun ilk aşamasında   (60-180 ˚C) NaCaB5O6(OH)3.3H2O, daha sonra dehidrasyonun ikinci aşamasında (151-260 ˚C) NaCaB5O6.H2O kristal fazına dönüşmüştür.   

15

KOLEMANİT

Kimyasal Bileşimi Ca2B6O11.5H2O

Kristal Sistemi

Monoklinik , hücre parametreleri :

a=8,74  ,        b=11,26 ,       c=6,10 Å    ,   β=110˚ 07’.

Kristal Biçimi Çoğunlukla eş boyutlu ve kısa prizmatik kristalli;  masif, kompakt, tanesel.

Kristal Yapısı

Kolemanitte a ekseni doğrultusunda uzanan zincirler Ca

iyonları ile yatay olarak iyonik bağlanarak tabaka

oluştururlar.  Tabakalar  zincirlerdeki hidroksil gruplar ve

su molekülleri nedeni ile H bağları ile tutulurlar.  Zincir

biçimi (B3O4(OH)3)-2 bileşimindedir.  Burada bir BO3

üçgeni bir BO3(OH) dörtyüzlüsü ve bir BO2(OH)2

dörtyüzlüsü köşe paylaşarak bir halka oluştururlar.

Kimyasal Bileşimi  % 27.28 CaO , % 50.81  B2O3, % 21.91 H2O.Sertlik  4.5 Mohs.Özgül Ağırlık 2.42 gr / cm3.Dilinim { 010} Renk ve Şeffaflık Renksiz,  beyaz;  şeffaf - yarı şeffaf .Parlaklık Camsı .Ayırıcı Özellikleri Kristal formu,  mükemmel dilinimi,  diğer boratlardan

daha sert olması,  üfleç alevinde çatırdar, kıvrılır,

sinterleşir ve erir.  Sıcak HCl’ de çözünür.  Çözelti

16

soğuyunca borik asit ayrılır.  Ayrışınca kalsite dönüşür.

İnyoit üzerine kolemanit psödomorfları gözlenir.  Üleksit

ve hidroborasitten oluşabilir.  Kolemanit üzerinde

hidroborasit ve  Veaçit-A ornatmalarına rastlanır.

Bulunuşu

Kurak iklim bölgelerindeki playa ve tuz göllerinde boraks ile birlikte oluşur. Türkiye’ de Emet, Bigadiç, Kestelek, Kırka, Sultançayır, borat yataklarında yaygın olarak oluşmuştur.  Kırka hariç diğer yatakların esas cevheridir.  Buralardaki kolemanitlerde izlenen görünümler; ışınsal dokulu yumrular (nodül), masif taneli saçılmış kristaller yıldızsal, nodüllerin etrafında lifsel tabakalar,  kil ara katkılı tabakalar bazen breşler halinde, boşluklarda (jeodik) , yassı öz biçimli kristaller halindedir [5].

       DTA ile yapılan çalışmada 400 ˚C’  de su ayrışmasının tamamlandığı görülür.  İkinci endotermik reaksiyon ile kafes değişimi ve arkadan yeni    kristal oluşumu  (yeni kafes oluşumu) kademeli ekzotermik pikler ile görülmektedir.  İlk eriyik başlangıcı 960 ˚C’ de, ancak ana eriyik bölgesi yaklaşık 1100 ˚C’ de oluşmaktadır.  Eriyikten az miktarlı ve stabil bir fazın kristalizasyonu olduğu ancak ısıtmanın devam etmesi ile tamamen eriyik haline dönüştüğü açıkça görülmektedir [6-7].           Dehidrosiklasyon reaksiyonları ile amorflaşma olmuştur. Yapı önce dehidrosiklasyonun ilk aşamasında (180-260 ˚C) NaCa5O6(OH)6.H2O ve amorf fazlarından oluşan çok fazlı heterojen bir yapıya, dehidrosiklasyonun ikinci aşamasında da (260-500 ˚C) tamamen amorf yapıya dönüşmüştür.  Bu aşamalı su buharı çıkışı sırasında yapıda çok sayıda mikron boyutlu çatlaklar oluşmuş ve yapı parçalanmadan tane şeklini korumuştur. Oluşan çatlaklar üleksitin porozite derecesini arttırmıştır. Amorflaşan yapı önce 636 ˚C’ de NaCaB5O9 şeklinde kristallenmiş, 855 ˚C’ de ise CaB2O4 şeklinde yeniden kristallenip NaB3O5 amorf fazda  kalmıştır [6-7].   (Şekil 4.32).

PANDERMİT

17

Kimyasal Bileşimi Ca4B10O19 . 7H2O

Kristal Sistemi Triklinik

Kristal Biçimi Nodüler ya da düzensiz kütleler halinde;  yumuşak-sert tebeşirimsi ve kompakt.

Kimyasal Bileşimi % 32.11 CaO ,  % 49.84  B2O3,  % 18.05 H2O.Sertlik 3 - 3.5 Mohs.Özgül Ağırlık 2.42 gr / cm3.Dilinim { 001} Mükemmel .Renk ve Şeffaflık Beyaz. Parlaklık Toprağımsı .

Ayırıcı Özellikleri Şekli, mükemmel dilinimi, akkor ateşte erir,  suda çözünmez, asitlerde kolayca çözünür.

Bulunuşu

Beyaz renkte ve masif olarak teşekkül etmiş olup kireçtaşına benzer.  Aragonit ile birlikte, sıcak su kaynaklarının meydana getirdiği çökellerde oluşur.   Kil ve jips yataklarında da bulunur.  Türkiye’ de Bigadiç-Sultançayır ve       Kırka-Borat yataklarında bulunmuştur.  Pandermit buralarda nodüler ve bir tona yaklaşan kitleler halinde kil ve jips yataklarının altında görülür.  Kırka ‘da       Ca-borat zonu üstünde,  killi seviye içinde yumrular ve masif kütleler halindedir [5].

X-ışını toz difraksiyon desenlerinden de görüldüğü gibi Pandermit minerali saf olarak

bulunmamakta, bir  miktar Howlite minerali safsızlığını içermektedir.  (Şekil  4.37  )

         DTA / TGA eğrisi incelendiği zaman 480 ˚C civarında su kaybıyla beraber bir faz değişimi gözlenmiştir. 

HİDROBORASİT

18

Kimyasal Bileşimi CaMgB6O11. 6H2O

Kristal Sistemi Monoklinik, hücre parametreleri : a=11.76  ,    b=6.68  , c=8.20  Å  ,   β=102˚ 48’.

Kristal Yapısı B3O4(OH)3 polianyonu bir üçgen ve iki dörtyüzlüden oluşur.  Bunlar c ekseni boyunca uzanan zincirler yaparlar.

GörünümKristalleri (001) doğrultusunda uzun ve {010}‘e paralel yassıdır.  Genellikle lifler ışınsal veya çubuksal topluluklar oluşturur. Kompakt ince taneli olabilir

Dilinim  {010} mükemmel.Parlaklık Cam,  telsel kitlelerde ipek .Renk Saf renksiz-beyaz  saydam.Kimyasal Bileşimi % 13.57 CaO ,  % 75 MgO , % 50.53 B2O3 ,  % 26.15 H2O

Özellikleri

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.

Bulunuşu

Bir merkezden ışınsal ve iğne şeklindeki kristallerin rasgele yönlenmiş ve birbirini kesen kümeler halinde bulunur. Türkiye’de Emet, Kırka, Bigadiç borat yataklarında oldukça sık görülür.  Kolemanit, Üleksit bazen Tünelit ve Veaçit-A ile birlikte rastlanır.  İğne şeklinde kristalleri koni biçiminde topluluklar oluşturur.  Ayrıca ışınsal dokulu yumrular ve bunların rastgele konumları ile oluşan topluluklar gösterir [5].

Dünyadaki ve Ülkemizdeki Bor Madeni RezervleriRezervler

19

Bor, yeryüzünde toprak, kayalar ve suda yaygın olarak bulunan bir elementtir. Toprağın bor içeriği ortalama 10-20 ppm (parts per million) olmakla birlikte ABD’nin batı bölgeleri ve Akdeniz’den Kazakistan’a kadar uzanan yörede yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Deniz suyunda 0.5-9.6 ppm, tatlı sularda ise 0.01-1.5 ppm aralığındadır. Yüksek konsantrasyonda ve ekonomik boyutlardaki bor yatakları, borun oksijen ile bağlanmış bileşikleri olarak daha çok Türkiye ve ABD’nin kurak, volkanik ve hidrotermal aktivitesinin yüksek olduğu bölgelerde bulunmaktadır.

Dünya Bor Rezervleri

Dünyadaki önemli bor yatakları Türkiye, Rusya ve A.B.D’de olup dünya ticari bor rezervleri 4 bölgede toplanmaktadır. Bunlar; ABD Kaliforniya Eyaletinin güneyinde yer alan “Mojave Çölü”, Güney Amerika’da yer alan “And Kemeri”, Türkiye’nin de yer aldığı “Güney-Orta Asya Orojenik Kemeri” ve Doğu Rusya’dır. Türkiye dışında diğer önemli bor rezervlerinin bulunduğu bor yataklarının rezerv dağılımı farklı kaynaklardan alınan bilgilere göre şöyledir;

Boron (Kramer) Yatakları, Kuzey Amerika: Rio Tinto firması tarafından açık ocak işletmeciliği yöntemi ile işletilen yatağın toplam rezervi firmanın 2012 yılı faaliyet raporundaki verilere göre B2O3 bazında 26 milyon tondur.

Fort Cady Kalsiyum Bor Yatağı, Mojave Desert, Kaliforniya: Fort Cady Minerals tarafından çözelti madenciliği yöntemi ile işletilen yatak düşük tenörlü ve derinde olması nedeniyle (~410 metre) çıkarılması, işlenmesi zor ve maliyeti de yüksektir. Bu yatakta şu anda üretim yapılmamaktadır.

Death Valley Bor Yatakları/Billie Mine: Yer altı ocak işletmeciliği yöntemi ile işletilen yatak kolemanit, üleksit ve probertit içermektedir. Ancak bu yatakta şu anda üretim yapılmamaktadır.

Sırbistan: Rio Tinto firması tarafından 2004 yılında keşfedilen Jadar Bor Havzasının işletme hakkını 2005 yılında almış olup, havzanın Li2O içeriği %1,8 ve B2O3 içeriği ise %13,1’dir. Yatak kolemanit ve jadar minerallerinden oluşmaktadır.

Rio Tinto firmasının 2012 yılı faaliyet raporuna göre bu havzanın tahmini muhtemel rezervi B2O3 bazında 19 milyon ton olarak verilmektedir.

Kanada’da yerleşik Erin Ventures ve Sırbistan’da yerleşik JP PEU firmalarının ortaklaşa geliştirmekte olduğu Sırbistan'ın güneyindeki Jarandol havzasında Piskanja bor yatağında yaklaşık 7,5 milyon ton ve Pobrdje yatağında ise %36,39 B2O3 değerli 250.000 ton rezerv olduğu tahmin edilmektedir. En çok bulunan bor mineralleri kolemanit, üleksit ve howlittir (kalsiyum borosilikat hidroksit-Ca2B5SiO9(OH)5). Firma, Ocak 2013’de çalışmaları tamamladığını ve ruhsat işlemlerine başladığını belirtmiştir.

Güney Amerika Bor Yatakları: Söz konusu yatakların en önemli özelliği genelde çok geniş alanlara küçük rezervler halinde yayılmasıdır. Diğer önemli bir özellik ise; bu yatakların And Dağlarının ortalama 4.000 m.’nin üzerindeki yüksek bölgelerinde yer alması ve çalışma mevsiminin kısa olmasıdır. Ayrıca, bu madenlerin genelde tenörleri düşüktür. Güney

20

Amerika rezervlerinin büyük bir bölümünü üleksit (sodyum kalsiyum borat bazdan) oluşturmaktadır.

Tincalayu, Arjantin: Söz konusu yatak, 300 bin ton B2O3 bazında tinkal ve kernit rezervine sahiptir (2007). Yatak, 1.500 m. genişlikte, 500 m. uzunlukta ve 100 m. derinliktedir. Başlıca bor mineralleri; tinkal, üleksit, kolemanit ve kernittir.

Rio Tinto firmasının 2012 yılı faaliyet raporuna göre bu havzadan B2O3 bazında 2010 yılında 18 bin ton, 2011 yılında 18 bin ton ve 2012 yılında da 9 bin ton üretim gerçekleştirilmiştir.

Salar de Surire Bor Cevheri Yatağı, Şili: Arica’nın(Şili) deniz seviyesinden 4.050 m. yükseklikte bulunan yatak 1,5 milyar ton tuvönan (B2O3 bazında 30 milyon ton) rezervi ile dünyanın en büyük üleksit yataklarından biridir. Söz konusu yatak, QuiBorax tarafından işletilmekte olup, esas olarak borik asit üretimi gerçekleştirilmektedir.

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

Asya Bor Yatakları: Asya ülkelerindeki bor rezervleri genelde magnezyum borat (Ascharite) ve sınırlı bölgelerde tinkal ve borosilikattan oluşur. Bu cevherler, genelde düşük tenörlü olup rafine ürün üretiminde teknolojik zorlukları olan yapıdadır. Ascharite cevheri özellikle Çin ve Kazakistan’da bulunmakta olup, ortalama B2O3 tenörü % 8-10’dur. Çin’de doğal bor yatakları geniş olmasına rağmen, yatakların %90’dan fazlasının tenörü %12 B2O3’ün altındadır.

Çin’in bor yataklarının büyük bir kısmı Liaoning ve Jilin Bölgelerinde yer almaktadır. Bor yatakları esas olarak Magnezyum borat içeren ascharite bazlı metamorfik yataklardır. Qinghai-Tivet platosu yakınlarında yer alan Qinghai’nin bor kaynakları üleksit, hidroborasit ve borakstır. Çin’in metamorfik ve sedimenter yatakları düşük tenörlü ve yüksek saflıktadır. Liaoning’deki ascharite yataklarının çok hızlı tüketildiği ifade edilmektedir.

Qinghai (Çin) bor yatakları 4.000 m. yükseklikte bulunduklarından ve birbiriyle ilişkili mineral grupları içerdiklerinden (bor, lityum ve potasyum) Güney Amerika’da yer alan bor yataklarına benzemektedirler.

Hindistan’daki marjinal altı bor kaynakları Jammu ve Kaşmir’de Jammu ve Kashmir bölgesinde 74.204 ton bor rezervi bulunmaktadır.

Ayrıca Surendangener bölesinde ve Gujarat ve Nagaur bölgelerinde(sınırında-district) bor oluşumları rapor edilmiştir. Jaipur bölgesindeki Sampar Gölünde (Rajastjhan) %0,5 tenöründe boraks bulunmaktadır.

Rusya Bor Yatakları: Rusya’nın en önemli bor yatağı, dünyada bilinen 3 önemli datolit bor yataklarından biri olan Dalnegorsk (Rusya) yatağı olup tenörü ortalama % 9 10B2O3, toplam rezerv miktarı yaklaşık 230.000.000 ton’dur.

21

Sonuç olarak, Dünya toplam bor rezervi sıralamasında Türkiye yaklaşık %73’lük pay ile ilk sıradadır. Dünya toplam bor rezervi ve bugünkü tüketim değerleri dikkate alındığında, dünyada çok uzun yıllar bor cevheri sıkıntısı yaşanmayacağı görülmektedir.

Dünya Bor Rezervlerinin Dağılımı (2012)

Türkiye Bor Rezervleri

Türkiye’de bilinen bor yatakları özellikle Kırka/Eskişehir, Bigadiç/Balıkesir, Kestelek/Bursa ve Emet/Kütahya’da bulunmaktadır.Türkiye'de rezerv açısından en çok bulunan bor cevherleri tinkal (Na2O.2B2O3.10H2O) ve kolemanit (2CaO.3B2O3.5H2O)’tir. Türkiye'de önemli tinkal yatakları Kırka'da kolemanit yatakları ise Emet ve Bigadiç civarında bulunmaktadır. Bunlara ilaveten, Bigadiç’te az miktarda üleksit rezervi mevcut olup Kestelek‘te zaman zaman üleksit yan ürün olarak elde edilmektedir.

Türkiye Bor Rezervlerinin Dağılımı (Mineral Bazında-2012)

22

Türkiye’deki Bor Madeni Haritası

23

BOR ÜRETİMİ

Dünya fiili bor üretimi 2012 yılında yaklaşık 4 milyon ton (1.9 milyon ton B2O3 ) civarında gerçekleşmiştir. Fiili bor üretiminin B2O3 bazda bölgesel dağılımı; Türkiye %47,2 pay ile birinci sırada yer alırken, bunu ABD %27,6, Güney Amerika %15,8 ve Asya %9,4 payla takip etmiştir.1

Dünya Bor Üretiminin Bölgelere Göre Dağılımı (2012)1

Ülkemizdeki bor cevherleri konsantre (kolemanit, üleksit, tinkal) ve rafine (borik asit,

boraks pentahidrat ve boraks dekahidrat) bor ürünlerine dönüştürülerek iç ve dış pazarlara

satılmaktadır. Konsantre bor üretimi Emet, Kestelek ve Bigadiç’te yapılırken, rafine ürünler

Kırka, Bandırma ve Emet’te yapılmaktadır. Konsantre bor ürünlerinde en fazla üretim

kolemanitte olurken, rafine ürünlerde en fazla üretim boraks pentahidrat ve borik asitte

olmaktadır. 1998 yılından itibaren öğütülmüş kolemanit, 2006 yılından itibaren bor oksit,

2008 yılından itibaren ise kalsine tinkal üretimine başlanmıştır. Eti-DOT ve çinko borat

üretimi için çalışmalar sürdürülmektedir. BOREN tarafından geliştirilen tarımbor-ahşapbor ve

çinko borat üretimi ise özel sektör tarafından yapılmaktadır. Eti Maden tarafından üretilen

ürünlerin dağılımı Tablo 2’de, Rafine Ürünlerin dağılımı Tablo 3'de, İhraç edilen bor

ürünlerinin dağılımı ise Tablo 4'de verilmektedir. Eti Maden tarafından yapılan toplam ve

yurt içi satışların sektörel dağılımı Grafik-1 ve Grafik-2 de gösterilmektedir.

24

Tablo 2. Ülkemizde Eti Maden Tarafından Üretilen Ürünlerin Dağılımı

(Ton)Ürünler 2007 2008Tabii Boratlar 4.407.000 -Konsantre Boratlar 2.128.000 2.285.000Rafine Boratlar 1.102.000 1.312.000Toplam Bor 7.637.000 3.519.000

Tablo 3. Ülkemizde Eti Maden İşletmeleri tarafından Üretilen Rafine Ürünler

(Ton/Yıl) Üretim Yeri Ürün Kapasite

Bandıma Bor İşletmesi

Boraks Dekahidrat ve Pentahidrat 200.000 -250.000

Borik Asit 85.000

Sodyum Perborat 34.000

Bor Oksit 2.000

Emet Bor İşletmesi Borik Asit 120.000

Kırka Bor İşletmesiBoraks Pentahidrat 600.000

Kalsine Tinkal 5.000

Tablo 4. Ülkemizde Eti Maden İşletmeleri tarafından ihraç edilen Bor Ürünleri

(Ton) Ürün 2007 2008 Tabii Sodyum Boratlar 22.604 22.000

Diğer Tabii Boratlar 347.001 456.632

Borik Asit 181.889 176.753

Sulu Disodyum Tetraborat 560.955 551.966

Susuz Disodyum Tetraborat 21.414 15.510

TOPLAM 1.133.863 1.222.861

25

Grafik1. Bor Ürünlerinin Toplam Satışlarının sektörel (%) dağılımı.

Grafik 2. Bor Ürünlerinin Yurt içi Satışlarının sektörel (%) dağılımı. (Eti Maden)

26

Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN )Boren'in Tarihçesi

Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü (BOREN), Türkiye'de ve dünyada bor ürün ve teknolojilerinin geniş bir şekilde kullanımını, yeni bor ürünlerinin üretimini ve geliştirilmesini teminen değişik alanlarda kullanıcıların araştırmaları için gerekli bilimsel ortamı sağlamak, bor ve ürünlerini kullanan ve/veya bu alanda araştırma yapan kamu ve özel hukuk tüzel kişileri ile işbirliği yaparak bilimsel araştırmaları yapmak, yaptırmak, koordine etmek ve bu araştırmalara katkı sağlamak amacıyla 18.06.2003 tarihli ve 25142 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan 4865 sayılı Kanun’la kurulmuştur. Enstitü, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı'nın ilişkili kuruluşudur.

Enstitü, Enstitü Başkanı ve 1. Dönem Yönetim Kurulu üyelerinin 7 Kasım 2003 tarihinde atanmalarıyla birlikte teşkilatlanmaya başlamış, kuruluş çalışmaları ilk Enstitü Başkanı Erk İNGER’in yarı zamanlı öğretim görevlisi olarak görev yaptığı ODTÜ Uzay ve Havacılık Bölümünün bir odasında yürütülmüştür.

Nisan 2004 tarihinden itibaren ilk hizmet binası olan ODTÜ Merkez laboratuvarının bir bölümünde fiili çalışmalara başlanmıştır. 2007 Ağustos ayına kadar bu binada çalışmalarını sürdüren Enstitü, bu tarihten itibaren halen faaliyetlerine devam ettiği Mülga Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü (EİE) hizmet binasının 10. katına taşınmıştır.

BOREN, Ar-Ge faaliyetlerini kamu/ özel araştırma kuruluşları, özel şirketler ve üniversiteler aracılığı ile sürdürmektedir. ODTÜ Kimya Mühendisliği Laboratuvarında tahsis edilen mekânda kurulan ve çinko borat ile tarım bor üretimi gerçekleştirilen pilot tesis ile Mülga EİE Genel Müdürlük kampüs alanında yer alan atölye bünyesinde oluşturulan BOREN Ar-Ge Merkezinde ürün geliştirmeye yönelik pilot tesis kurma çalışmaları devam etmektedir.

Enstitü, faaliyetlerine başladığı 2004 yılından itibaren projeler başlatmış ve önemli sayıda projenin de başarılı şekilde tamamlanmasını sağlamıştır. 2004 yılından itibaren Enstitü tarafından 408 adet proje başlatılmış, bu projelerden 128 adedi başarı ile sonuçlandırılmış, 5 adedi iptal edilmiş, 50 adet projenin çalışmaları sürdürülmektedir.Tamamlanan projeler sonunda geliştirilen ürünlerden Tarım Bor, Ahşap Bor, Bor Nitrür, Çinko Borat, elementer bor, Selülozik İzolasyon ve MgB2 esaslı süperiletken malzenin ticari üretimi yapılmaktadır. Geliştirilen ürünlerden Borlu Çimento, Sodyum Bor Hidrür, Yakıt Pili, Trimetil Borat, Bor Katkılı Seramik gibi ürünlerin geliştirme süreçleri tamamlanmış, ticari üretimlerinin yapılması için girişimler sürdürülmektedir. Yanma Dayanımı İyileştirilmiş Bor Katkılı Plastikler ve Ahşap Levhalar, Bor Nitrür Yüzey Kaplamalar, Manyetik Alan Ölçüm Sensörleri, Borlu Mıknatıslar, Borlu Süper İletken Malzeme Geliştirilmesi, yüksek saflıkta elementer bor, selülozik izolasyon levhaların laboratuvar ve bazıları için pilot ölçekte üretim çalışmaları sürdürülmektedir.

27

Enstitünün çalışmaları sonucu 14 adet patent başvurusu yapılmış, 1 adet ürün standardı oluşturulmuş ve 2 adet ödül alınmıştır. Patent başvurularından 9 adedi ile ilgili patent belgesi alınmıştır.

Enstitü, görevini sürdürdüğü 10 yıl boyunca 2 adet ulusal bor çalıştayı ve 3 adet uluslararası bor sempozyumu düzenlemenin yanı sıra birçok bilimsel toplantı, kongre ve konferansa da katkı sağlamıştır.

28

Bor Madeninin Kullanım AlanlarıEkonomik değere sahip olan bor mineralleri, çok yönlü kullanımları açısından belki de

dünyanın en ilginç minerallerinden. Değişik yararları ve kullanım alanları, uygarlığın ilk günlerinden bu yana biliniyor. O dönemlerde yaşayan gümüş ve altın kuyumcuları, akışkanlığı arttırdığı için, özellikle boraks adlı bor mineralinden yararlanıyorlarmış. Boraks, kimi özelliklerinin zaman içinde keşfiyle, seramiklerde sır malzemesi olarak, tedavi amaçlı (mik-rop öldürücü) ve temizlik maddesi olarak kullanılmaya başlanmış. Günümüzdeyse boraks, deterjan sanayiinin yanı sıra yaygın olarak yüksek performanslı camların üretiminde kullanılıyor.

Cam Endüstrisinde Kullanımı

Boratların ana kullanım yeri cam endüstrisidir. Bütün dünyada bor kullanımının %42’si cam endüstrisindedir. Bor oksit; borosilikat camlar, tekstil cam elyafı ve yalıtım cam elyafının önemli bir bileşiğidir. Bu üç ürün cam endüstrisinde bor bileşiklerinin ana tüketim yeridir. Düz cam ve konteyner cam gibi birçok üründe az miktarda bor bileşikleri bulunabilir. Bor oksit, susuz boraks, borik asit gibi bor bileşikleri halinde veya boraks ya da kolemanit gibi mineraller şeklinde cama katılır.Bor oksit, çok kuvvetli bir cam yapıcıdır. Diğer bir ifade ile devitrifikasyonunu (kristallenme) önler. Genleşmeyi düşürdüğünden ısıl şoklara dayanımı artırır(Roskill,1999; Smith, 1992).

Yalıtım cam elyafı

Yalıtım cam elyafı, düz camların bileşimi ile aynı bileşimde ve lifli şekilde üretilir. Camı eritmek için borik asit veya bor oksit kaynakları katılır. Cam harmanı, fırında 1450 ºC de eritilir ve paslanmaz çelik bükme makinesinden geçirilir. Borik asit, cam yapıcıdır ve eriyiğin viskozitesini düşürerek lifleşmeye yardımcı olur. Yalıtım cam elyafı üretiminde bor bile>iği olan boraks pentahidrat yaygın olarak kullanılmaktadır Yalıtım cam elyafları, in>aat endüstrisinde, bina yalıtımlarında kullanılarak, rulo halinde duvara veya tavana uygulanır. Boru, kazan ve tank kaplama, yalıtım panelleri otomobiller ve ses yalıtım uygulamalarında kullanılır (Roskill,1999; Lyday,1996) .

Borosilikat

Borosilikat camlar cama bor bileşiklerinin eklenmesiyle üretilir. Borik asit camın ısıl genleşme katsayısını düşürür. Bu yüzden borun ısıya direnci artar. Bor bileşikleri çizilmeye, aside dayanıklılığı artırır. Yansımayı, renk ve parlaklığı artırır. Kimyasallara direnci artırır. Cam tipine göre bor oksit içeriği %0,5 –23 bor oksit arasında değişir. Corning firması Pyrex camda %13,5 bor oksit kullanmaktadır. Bor ilavesi, bor bileşiklerinden borik asit ve bor minerallerinden boraks, kolemanit veya bunların kombinasyonları şeklinde yapılır. Pyrex camlar dondurulabilir, hızla ısıtılabilir özellikteki tava, servis tabağı ve kahve pişiricilerin

29

bünyesinde ve laboratuar camlarının yapımında kullanılır (Bolger,1996). Borosilikat camlar otomobil farları, çamaşır makinasının pencere camı, fırın kapları, mutfak seramikleri ısıya dayanıklı kaplar, endüstriyel cam seramikler, ısıya dirençli transparan camlar ve tüpler, yüksek voltaj izolatörleri, lamba camları ve sinyal camları üretiminde kullanılmaktadır. Borosilikat camlar ve alüminosilikat camlar arasında yer alan alümino borosilikat camların termal genleşme katsayısı yüksektir; ancak bunlar kimyasallara borosilikat camlardan daha iyi dayanırlar. Bu camlar uzay araçlarının camlarında kullanılır (Roskill, 1999; Lyday, 1996).

Tekstil cam elyafı

Tekstil fiber glassın en önemli özellikleri, gerilmelere, darbelere ve kimyasallara yüksek mukavemeti ve hafifliğidir. Bu özelliklerden dolayı tekstil cam elyafı plastik ve kompozitlerde kuvvetlendirici olarak kullanılır. Kolemanit minerali alkali içermez ve bu özelliği nedeniyle düşük alkali borosilikat cam (EPglas) üretiminde tercih edilir. Bor tekstil cam elyafına, kolemanit minerali veya bor bileşiklerinden borik asit olarak eklenir. Modern EPglass % 6 –10 oranında B²O³ içerir. Bor oksit cama kararlılık verir. Borik asit pahalı olduğundan sodyum içermeyen kolemanit mineralinin kullanımı tercih edilmektedir. Düşük alkali camın erimesini zorlaştırır. Bor oksit ise camın erimesini kolaylaştırır. Kolemanit minerali harmana CaO olarak da katkıda bulunur. Böylece kireç katkısı için daha az gereksinme olur. EPglass bot, uçak, otomobil gibi endüstrilerde kullanılmaktadır. EPglass bir kalsiyum alüminosilikat camı olup mekanik, kimyasal ve elektrik özellikleri belirli bir dengeye sahiptir. Bu yüzden EPglas kompozitlerde kullanılmaktadır. Düşük dielektrik özelliklerine sahip yüksek gerilim cam malzemeleri, radar tarafından algılanmadığından gizlilik için değerli bir malzemedir (Roskill,1999; Lyday, 1996).

Seramik Endüstrisinde Kullanım

Seramik sanayisinde bor mineral ve ürünleri çoğunlukla seramik sırı ve porselen emaye yapımında frit üretimi aşamasında kullanılmaktadır.

Sır Ve Emaye

Sır ve emaye, sabit bir alt tabaka üzerinde erimiş ince bir cam kaplamadır. Sır ve emaye hammaddeleri pişirme sıcaklığında erimeli ve cam oluşturmalıdır. Boratlar cam yapıcıdır. Bu yüzden devitrifikasyonu(kristallenme) önler. Boratların erime noktası 741 ºCdir. Erime noktası silikadan düşük olduğundan düşük sıcaklıkta cam yapabilir. Böylece az bir miktar bor katkısı düşük sıcaklıkta cam oluşumunu sağlar. Borosilikat camlar kimyasal şoklara dayanıklıdır. Bu yüzden yüksek sıcaklık seramiklerinde değerlidir. Az bir miktar bor katkısı, eriyiğin viskozitesini azaltırken akıcılığını artırır. Böylece düzgün yüzey oluşur. Boratlar termal genleşme katsayısını düşürerek bünye ile cam tabaka arasında iyi bir uyum sağlar. Böylece yüzey termal şoklara dayanıklı hale gelir (Bayça, 2001; Stefanov, 1988).

Seramik Sırları

30

Boratların sırda kullanımı suda çözünürlüğüne göre değişir. Suda yüksek oranda çözünen bor minerali boraks ve bor bileşiklerinden borik asit, boraks pentahidrat gibi maddelerdir. Suda çözünen boratların sır hammaddesi olarak kullanılması durumunda bu maddeler fritleştirilmelidir. Fritleştirme, sır hammaddelerinin eritilerek suda çözünmeyen inert (kimyasal olarak aktif olmayan) bir cama dönüştürülmesi işlemidir. Özellikle yer ve duvar seramiklerinde büyük miktarda frit kullanılmaktadır. Düşük sıcaklık sırlarında bor oksit kaynakları (boraks ve borik asit) suda eriyen özellikte olduğundan frit yapılarak kullanılır. Yüksek sıcaklık sırlarında hammaddeler, frit yapılmadan kullanıldığından suda çözünmeyen mineraller veya oksitler tercih edilir. Kolemanit minerali, B²O³kaynağı olup suda çözünmez, bu yüzden bazı sırlarda çok popüler hale gelmiştir. Boratlar sırın kırınım indisini artırır. Parlaklığı artırarak sırın viskozitesini ve yüzey gerilimini düşürür. Sırın olgunlaşmasını hızlandırır ve düzgün bir yüzey oluşturur. Borat ilavesi mekanik dayanımı ve çizilmeye dayanımı artırır, kimyasallara ve su şoklarına dayanıklılık sağlar.

Emaye

Emayeler, metallerin kaplanmasında kullanılır. Metallerin emaye ile kaplanması alt tabakayı kimyasal olarak inert (kimyasal olarak olarak aktif olmayan) , ısıya dirençli hale getirir ve dekoratif görünüm sağlar. Boraks, silika ve soda ile emaye friti oluşturulur. Modern fritler %25 bor oksit içerebilir. Borik asidin eklenmesi sırın daha düşük sıcaklıkta alt tabakaya kaplanmasını ve yapışmasını sağlar.

Emaye fritleri, metallerin değişik bir kaplama uygulamasıdır. Fırın ve çamaşır makinası gibi beyaz eşyalar, alttaki metal yüzeyi korozyondan korumak ve dekoratif görünüm vermek için emaye ile kaplanır. Emaye fritleri hammadde harmanının eritilmesiyle yapılır. Burada elde edilen cam üründeki hammaddeler kuvars (saf silisyumdioksit kristallerinin genel adı), feldspat (eritici özelliği olan mineral türü) ve borakstır. Emaye friti püskürtme, daldırma veya elektrostatik püskürtme ile uygulanır. Bor oksit, boraks, boraks dekahidrat veya boraks pentahidrat olarak hammaddeye %17P32 B²O³katılır. Bazı durumlarda bor oksit susuz boraks veya borik asit olarak katılır.

Temizleme ve Beyazlatmada Kullanım

Modern deterjanlar birçok maddeden oluşur. Bunlardan yüzey aktif maddeler (sülfonatlar), suyun yüzey gerilimini düşürür. Böylece kumaşın ıslanmasını sağlar, yağ ve diğer lekeleri kumaştan uzaklaştırır. Deterjan geliştiriciler (zeolit), sert sularda kullanıldığı zaman kalsiyum ve magnezyum iyonlarını sudan uzaklaştırır. Böylece yüzey aktif maddesinin verimini artırır. Ağartıcılar (perborat ve hipoklorit), oksidasyon (elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir) ile lekeleri uzaklaştırır. Ağartma aktivatörü TEAD (tetraacetyl ethylene daimine) veya sodyum tuzları, düşük sıcaklıkta ağartma verimini artırmak için kullanılır. Dünya deterjan endüstrisinde oksijen bazlı sodyum perborat ve sodyum hipoklorit olmak üzere iki ana ağartıcı kullanılmaktadır. Avrupa’da sodyum perborat ağartıcılı deterjanlar, ABD’de ise hipoklorit ağartıcılı deterjanlar

31

kullanılmaktadır. Hipokloritlerin 40 ºC sıcaklıkta etkinliği yüksektir. Perborat ağartıcıların ise 60ºC sıcaklık üzerinde kullanıldıklarında etkinlikleri en yüksektir. Ancak 40ºC sıcaklıkta etkinliği düşüktür. Sodyum perboratın düşük sıcaklıkta etkinliği artırmak için yıkama süresi veya ağartıcı miktarı artırılabilir. Günümüzde perborat ağartıcıların 40°C sıcaklıktaki etkinliğini artırmak için aktivatörler (TEAD gibi) kullanılmaktadır .

Sodyum perborat ve sodyum hipoklorit ağartıcıların karşılaştırması.

Ağartıcı özelliği olan sodyum perborat; boraks ve hidrojen peroksitin birlikte reaksiyonu sonucu elde edilen beyaz, katı, kararlı bir bor bileşiğidir. Sodyum perborat tetrahidrat % 10,5 aktif oksijen içerir. Tetrahidratın dehidrasyonu ile üretilen sodyum perborat monohidrat % 15,5 aktif oksijen içerir. Ağartıcılar renkli toz ve sıvı deterjanlarda kullanılmaz. Klasik toz deterjanlarda %10P 25 sodyum perborat tetrahidrat bulunur. Sodyum perborat monohidrat şeklinde % 10 – 20 kompakt formülasyonunda yer alır. Günümüzde 60ºC üzerindeki yıkama sıcaklığı, 40ºC nin altına düşmüştür. Bunda en önemli faktör polyester ve sentetik elyafların kullanımının artmasıdır. Çünkü bu maddeler düşük sıcaklıkta yıkama gerektirir. Perborat ağartıcılar, düşük sıcaklıkta daha az etkindir. Bu yüzden aynı başarıyı almak için daha yüksek konsantrasyonlar gerekir (Roskill, 1999). Perboratlar aktif oksijen taşır. Perborat monohidrat deterjan üretiminde perborat tetrahidratın yerini almıştır. Çünkü monohidrat, soğuk suda tetrahidrattan daha fazla çözünmektedir (Lyday,1996).

32

Son yıllarda ağartıcı aktivatörlerin girişi, perborat ağartıcıların düşük sıcaklıkta kullanımını mümkün kılmıştır. Daha düşük yıkama sıcaklığı, kullanılan perboratın tipini belirler. Sodyum perborat tetrahidrat, monohidrat yapısından daha az çözünürdür. Çözünmezlik sebebiyle ağartma verimi yeterince hızlı değildir. Bu yüzden deterjan üreticileri tetrahidrattan daha pahalı olmasına rağmen monohidratı kullanmaktadırlar. ABD’de deterjanlarda klor bazlı ağartıcı kullanılmasına karşı çevresel baskı artmaktadır. Bu yüzden beyaz çamaşır deterjanlarında, perborat , bazlı ağartıcılara talep artmaktadır.

İnşaat ve Çimento Sanayinde Kullanım

Ülkemizde üretilen perlitin % 80 ‘i inşaat sektöründe ısı ve ses yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Isı iletkenlik değerinin çok düşük olması, hafifliği, kullanılabilme ve işlenebilme kolaylılığı ısıya dayanımı, asit ve bazlara dayanıklılığı, bakteri barındırmayışı gibi birçok avantajları perliti inşaat sektöründe ideal bir yapı malzemesi durumuna getirmektedir.

İnşaat Endüstrisinde Isı ve Ses Yalıtım Amaçlı Uygulamaları

Genleştirilmiş perlit ısı ve ses yalıtımı sağlamak amacıyla serbest olarak duvar ve döşemelerde kullanılabilmektedir. Bu uygulamalarda genleştirilmiş perlit, çift cidarlı bir duvarın iki cidarı arasına serbest olarak doldurulur. İnorganik bir malzeme olan perlitin pH’ı 6 P 7 dolaylarındadır. Bu nedenle kimyasal olarak pasiftir, çürümez, böcek ve bakteriden etkilenmesi söz konusu değildir. Ayrıca ;

- şekillendirilmiş izolasyon malzemeleri (çatı ve zemin izolasyonlarında)

- Perlitli hafif yapı elemanları, tavan kiremitleri, boru izolasyonlarında da kullanılmaktadır.

Borun Çimento Endüstrisinde Kullanımı

Son zamanlarda çimento üretiminde, bor kullanımı betonun dayanıklılığını arttırıyor. Borlu çimento, özellikle "beton yol" ve "baraj" inşaatında tercih ediliyor.Borlu çimentonun beton yol yapımında kullanabilirliğini ve yol performansına etkisini araştımak üzere 1000 metresi Karadeniz Bölgesinde olmak üzere 1600 m beton yol yapılmıştır . Yapılan çalışmalarda borlu çimentonun potansiyel kullanım alanları belirlenmiştir :

Yüksek dayanım nedeniyle tünellerde ,barajlarda ve beton yollarda .

Düşük hidratasyon ısısı nedeniyle tüp geçitlerde,köprülerde,barajlarda.

Nükleer enerji santrallerinin inşasında ve güvenli olarak atık depolanmasında.

Özel amaçlı olarak(hastanelerin röntgen odalarında, askeriyenin depolama

bölümlerinde).

Yüksek binaların inşasında.

33

Yanmayı Önleyici/Geciktirici Malzeme Olarak Kullanımı

Polietilenik polimerler, ev eşyaları, tasıma, elektrik mühendisliği gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu polimerler kimyasal bileşimi nedeniyle kolayca alevlenebilmektedir. Bu yüzden alev geciktiriciler söz konusu polimerler için önemli bir gereklilik haline gelmiştir. Bir çok alev geciktirici madde vardır. Günümüzde bu amaçla halojen bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak korozif (aşındırıcı) olması, yanma ürünlerinin ve dumanının zehirli olması dikkatleri bu alana çekmiştir. Sonuç olarak bu endüstrideki sektörler, halojen içermeyen çinko borat, alüminyum hidroksit veya magnezyum hidroksit gibi alev geciktiriciler ile ilgilenmektedirler. Çinko boratlar, alüminyum hidroksit ve magnezyum hidroksit dolgulu PVA(polivinil asetatPpolimer türü) ile birlikte çalışan alev geciktiricilerdir

Boratlar, yanmayı geciktirici özelliğinden dolayı, cam elyafı halinde tekstil üretiminde kullanılır. Alev geciktiriciler, malzemelerin alev alabilme seviyesini azaltmak için kullanılmaktadır. Alevlenebilmenin azaltılması malzemeye alev geciktiricilerin ilavesiyle olur. Alev geciktiriciler, tutuşmayı ve alevin yayılmasını önlerler.

Çinkoborat, borik asit ile çinko oksidin reaksiyonu sonucu üretilen bir bor bileşiğidir. Çinkoboratın, alümina hidratlar ile birlikte alev geciktirici olarak kullanımı artmaktadır. Çünkü bu iki malzeme üretim sırasında yanarak kömür halinde halojen vermez ve yanma durumunda az bir duman ve toksit içerir. Boratlar, değişik malzemelerde alev geciktirici olarak kullanılır. Boratlar eriyerek malzemenin üzerini kaplar ve oksijenle alevin temasını keserek alev almayı önler. Çinko boratlar, plastiklerde kullanılır. Çinko boratlar, borik asit, boraks pentahidrat ve boraks dekahidrat gibi çözünen boratlar selülozik malzemelerde işlenerek kullanılır.

Son elli yılda kaplamalar ve polimerlerde alev geciktirici olarak kullanılan hidrate boratlar geliştirilmiştir. Çinko boratların, dünyada yılda birkaç bin ton civarında yaygın bir tüketimi vardır. Çinko boratların en yaygın kullanım yeri vinil plastiklerdir. Vinil plastiklerde çinko boratlar tek baslarına kullanılmakta veya plastiğe antimon oksit gibi diğer alev geciktiricilerle birlikte eklenmektedir.

Nükleer Uygulamalarda Kullanım

Atom Reaktörlerinde

Borlu çelikler, titan P bor alaşımları, borkarbürler veya boral reaktörlerde nötron akımı işinde kullanılır. Paslanmaz borlu çelik (% 5 B), nötron soğurucu olarak tercih edilir. Borlu çubuklar daha çabuk ve düzenli yanar. Bor daha çok seyyar reaktörlerde, yani nötronların soğurulmasının gerekli olduğu yerlerde tercih edilir. Esaslı bir koruyucudur. B 10 izotopu, bor’ a göre 10 kat büyük soğurma kesitine sahip 22 olduğundan aynı amaç için tercihen kullanılır. B 11 izotopu ise, küçük soğurma kesitli olduğundan, aktif elemanın korunması ve reaktörün kaplanması işlerinde kullanılır.

Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm

34

ile kapatılmasında (B10) bor kullanılır. Aynı zamanda, nükleer atıkların depolanması için kolemanit kullanılmaktadır

Nötron Absorpsiyonunda

Atom reaktörlerinde kontrol işlemleri için kullanılan çubuklar, yüksek dayanımlı bir çelikveya alaşımdan üretilir. Tercih edilen malzeme, bor, kadmiyum, hafniyumdur. Bor, atom ağırlığının ve yoğunluğunun düşük olması nedeniyle tercih edilir. Ağırlıkça kadmiyuma göre üç kat daha avantajlıdır. Ayrıca 2300 °C’ lik yüksek erime sıcaklığı (kadmiyumunki 321 °C) ve kimyasal dayanıklılığı reaktör tekniğinde avantajlı bir durumdur. Nötron bombardımanı neticesi istenmeyen radyoaktif bileşimler oluşturmaz. Borun çok zayıf bir gama radyasyonu vardır. Kadmiyum ise nötron bombardımanından sonra 6 MeV şiddetinde gama ışınları yayar ve dayanıksız 4 izotop verir. 100.000 kW’ lik bir reaktörde kontrol işlemleri için 50 kg bor yeterlidir. Norveç’ deki Boiling Water reaktörü bir deneme sırasında bor asidi ile boğularak faaliyeti bir anda tamamen durdurulabilmiştir.Bor atom çekirdeği, nötronlara karşı oldukça duyarlı olup, onları çok fazla yutabilme niteliğine sahip olduğundan, özellikle nükleer santrallerde kontrol malzemesi olarak kullanılmaktadır .

Borkarbür; Atom reaktörlerinde borkarbürden yapılan borular emniyet çubuğu olarak kullanılır. Enerji ayarında kullanılan çubuklar, suyla soğutulan bor karbür çubuklarıdır. B 10 atomları, nötron absorbe ederek Li ve He gazı yayınlar. C 12 ve B 11 atomları nötron moderatörü olarak iş görür. Borkarbür, radyoaktif ışınların etkisi ile önce sertliğini kaybeder, daha sonra parçalanarak ufalanır ve bu arada % 36 kadar zayiat verir. Atom reaktörlerinde bornitrür kullanılması halinde ortaya çıkan Li, malzeme içinde kalmakta, He ise soğutma görevi yapan Na tarafından tutularak zararsız hale getirilmektedir. Bu gaz, reaktörlerde emniyet gazı olarak kullanılır. Donanımlarının ucuz oluşu önemli bir avantajdır .Borun en stratejik ve ara hammaddesi özelliğinde olan bu malzemenin en önemli özellikleri, elmastan sonra ikinci sertliğe sahip olması ve nötron absorbsiyon yeteneğidir. Yüksek sıcaklığa karşı dayanımı diğer bor bileşiklerinin sentezlenmesinde ara hammadde özelliğine sahip olmasını sağlamaktadır.

Nötron İzolatörü Olarak Kullanılması Boral ; % 65 Al, % 35 borkarbürden yapılmış büyük nötron kesitli bir malzemedir. Bu

malzemeden yapılan 6.4 mm kalınlığındaki levha, 640 mm kalınlığındaki beton plâkların izolâsyon gücüne sahiptir. Bu malzemeyi üretmek için, B4C tozu, yeteri kadar alüminyumla karıştırılıp grafit potalarda 670 °C’ de eritilir. Elde edilen alaşım, 3 mm kalınlığındaki alüminyum levhalar arasında 600° C’ de haddelenir ve bu şekilde ince bir plâk elde edilir. Tavlamaya ihtiyaç yoktur. Plâğın ağırlığı çok azdır. Bu sebeple hem sabit, hem de gemi vs. reaktörlerinde kullanılır. Boral, kolay kesilmekte, delinmekte, vida açılmakta fakat zor kaynak edilebilmektedir. Boral, genellikle araştırma reaktörlerinde tercihen kullanılır. Yüksek güçlü sanayi rektörlerinde ortaya çıkan sıcaklık çok fazla olduğundan, boraksla kullanılan alüminyum amaca uygun cevap verememektedir. Boroksit ve alüminyumdan yapılan “Boroksal”, boral’ la aynı özelliktedir ve onun yerine kullanılır. Daha ucuzdur, fakat daha az

35

bor atomu içerir.Elektrik direklerinde iletim hattıyla direk arasındaki yalıtımı sağlayan malzemedir. Genellikle porselen veya camdan yapılırlar.

Borlu Paslanmaz Çelik İzolasyon maksadıyla kullanılan % 1 borlu çelik, normal paslanmaz çeliğe göre 15 kat

daha fazla nötron absorpsiyon kesidine sahiptir. 300 °C’ de suya çok dayanıklıdır (CrPNi çeliği gibi). Bu çelik kullanılarak reaktör in>aatında maliyetler büyük oranda azaltılır. Normal çelik, ferroborla birlikte indüksiyon fırınlarında eritilerek borlu çelikler üretilir. Haddeye ve dövmeye uygundur. Kaynağa çok uygun değildir. Bu nedenle daha çok perçin yapımında tercih edilir.

Nötron Odaları B 10 izotopu, borun kendisine göre çok büyük bir absorpsiyon kesidine sahiptir. Bu

nitelik sayesinde sadece radyasyon izolatörü olarak kullanılmayıp, «bor odalarında» olduğu gibi, “nötron odaları” inşasında da kullanılır. Bu iyonizasyon odalarının iç yüzü, bor veya borlu bir malzeme ile kaplanmakta ya da oda, B P florürle doldurulmaktadır. Bu amaçla kullanılacak Borflorürü, Si – tetra florürden temizlemek gerekir. Ayrıca, B – florür su organik maddelere karşı dayanaksız olduğundan, odaları cam P metal konstrüksiyonla takviye gerekir.

Borlu Reaktör Grafiti

Reaktörlerde moderator olarak kullanılan grafitin bor içeriği, en fazla %0,00002 olmalıdır. Aslında grafitte eser olarak bulunan bor ve B 10 izotopu, grafitle birlikte kuvvetli bir nötron absorblayıcıdır. Boru bu seviyede tutmak için grafit özel olarak eritilir .

Enerjide Kullanım

Bilimsel çalışmalar, bor ve bor bileşiklerini, hidrojen depolama ve üretiminde kullanılan bir enerji kaynağı konumuna getirmiştir. Bu sebeple, borun, hidrojen ve yakıt pili teknolojileri için önemi giderek artmıştır. Hidrojen, bir bor bileşiği olan sodyum bor hidrürden hiçbir zararlı yan ürün oluşmaksızın üretilebilmektedir. Sodyum borhidrür, ayrıca yakıt pilleri için potansiyel yakıt konumundadır. Bor, ayrıca element halinde, yüksek yanabilirliği sebebiyle doğrudan araçlar için motor yakıtı veya motor yakıtı katkı maddesi olarak da kullanılabilmektedir.

Borun Hidrojen Üretimi ve Depolanmasında Kullanımı Yapısında bor olup hidrojen adsorbe eden ve açığa çıkaran çeşitli maddeler olmasına

rağmen, bu konuda söz sahibi olan bor bileşikleri borhidrürlerdir. Bunların içinde de sodyum borhidrür en önemlisidir (Owen, 2005). Sodyum borhidrür, Millennium Cell firması tarafından geliştirilen “Hydrogen on Demand (İhtiyaç anında hidrojen)” sistemi ile ticari değer kazanmıştır. Bu sistemde, sodyum borhidrür, su ile oda sıcaklığında yüksek basınç olmaksızın reaksiyona girmekte ve hidrojen üretmektedir. Bu reaksiyon, kontrol edilebilir bir ısı salmakta ve zararlı yan ürün ortaya çıkarmamaktadır (Fakioğlu ve diğ., 2004). “Hydrogen on Demand” sistemiyle hidrojen üretimi işleminin reaksiyonu şu şekildedir:

36

(Katalizör)

NaBH4 (çöz) + 2H2O → 4H2 + NaBO2 (çöz) + Isı

“Hydrogen on Demand” sisteminde sodyum borhidrür çözeltisi bir yakıt tankında depolanır ve gerektiğinde minyatür bir reaktör içinde hidrojene dönüştürülür. Hidrojen üretimi, çözeltinin reaktör içinde bir katalizör ile kontrollü teması sayesinde kontrol edilir. Hidrojen gazı sonra yan ürün olarak olu>an sodyum meteborattan ayrılır. Hidrojen akımı sürekli nemlendirilir, çünkü reaksiyon ısısı suyun bir kısmını buharlaştırır. Hidrojen/su buharı akımı yakıt pili güç modülüne gönderilmeden önce opsiyonlu olarak ısı değiştiriciye gönderilerek nem miktarı ayarlanır. Yan ürün olan sodyum metaborat atılmak veya yeniden kazanım için kullanılmış yakıt sahasına gönderilir. Üretilen hidrojen gazı direk olarak sodyum borhidrürün reaktöre pompalanma hızı ile bağlantılıdır(Millenium Cell, 2006). Hidrojen üretim hızı kullanılan katalizör miktarı ile de orantılıdır. “Hydrogen on Demand” sisteminin avantajları şunlardır:

• Bu yöntemle hidrojen üretimi diğer kimyasal yöntemlere göre daha güvenli, kolay ve

kontrol edilebilir özelliğe sahiptir.

• Hacimsel ve kütlesel olarak depolanabilecek hidrojen miktarı yüksektir.

• Sodyum borhidrür çözeltisi yanıcı ppatlayıcı değildir.

• Hidrojen üretimi sadece katalizör varsa yapılır.

• Hidrojen üretim hızı kontrol edilebilir.

• Gaz halindeki yan ürün sadece su buharıdır.

• Reaksiyon ürünleri çevre için zararsızdır .

• Katalizör ve sodyum metaborat tekrar kullanılır .

“Hydrogen on Demand” sisteminin birçok avantajı olmasına rağmen, sistemle ilgili bazı problemler mevcuttur. Kullanılan katalizör oldukça pahalıdır. Sodyum borhidrürün kendisi de pahalı olup sistemin ekonomik olabilmesi sodyum borhidrür üretim maliyetinin düşmesine bağlıdır. 1 mol sodyum borhidrür üretmek için 4 mol sodyum metaline ihtiyaç duyulması üretimi etkileyen ana faktördür)şu an için, yakıt pili ile çalı>an bir arabada sodyum borhidrür maliyeti benzin maliyetinin 40 katıdır .

37

Bilim ve teknoloji çevrelerince yapılan petrol ve türevleri, methanol, metal hidrür likid hale getirilmiş yada sıkıştırılarak depolanmış hidrojenin; yakıt ağırlığı, güç kontrol güvenlik çevre ve maliyet açısından borhidrür ile yapılan bir karşılaştırmada; borhidrür’ün diğer enerji kaynaklarına inanılmaz bir üstünlük sağladığı görülmüştür Kısaca borhidrür diğer enerji kaynaklarına ve hidrojen eldesi ve stoklanması prosedürleri karşısında alternatifsiz bir konumda bulunmaktadır.

38

Sodyum borhidrür içindeki hidrojen elektrokimyasal yolla elektrik enerjisine dönüştürüldükten sonra ortaya çıkan sodyum metaborat tekrar işlenerek sodyum bor hidrüre dönüştürülebilmektedir. Bilim ve teknoloji çevreleri bir taraftan borhidrürün petrol ve türevleri yerine kullanımının bir çok avantajı olduğunu petrole dayalı dağıtım ve pazarlama sisteminin ve alt yapısının borhidrür kullanımına, keza dağıtım ve pazarlamasına uygun olduğu, alt yapıda herhangi bir değişiklik yapmanın gereksiz olduğunu vurgularlarken, borhidrür ve bundan hidrojen üretim maliyetlerinin petrol türevleriyle rahatlıkla rekabet edebileceğini ifade etmektedirler. Örneğin ABD’de Seaworthy Systems ve Millennium Cell tarafından yapılan çalışmalarda, günde 2.500 ton borhidrür üreten bir rafinerinin 200 milyon doların altında bir maliyetle inşaa edilebileceği. Bu kapasite rafinerinin her gün 900.000 yakıt pilli aracın yakıt ihtiyacını karşılayacağı ve bu rafineride üretilen borhidrüre taşıtılan 1 kg hidrojenin maliyetinin 2 dolar 34 sent olacağı ifade edilmektedir.

Borun Yakıt Pili Yakıtı Olarak Kullanımı

Merit firması tarafından yakıt olarak sodyum borhidrür kullanan Direct Borohydride Fuel Cell (DBFC) (Doğrudan borhidrürlü yakıt pili)” gelştirilmiştir. Doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pillinde, hidrojen üretim ara kademesi olmadan elektrik üretilmektedir. Hidrojen üretim ve depolama birimleri olmaksızın doğrudan sodyum borhidrür yakıt olarak kullanılmaktadır. Doğrudan sodyum borhidrürlü yakıt pili özellikle güç gereksinimi düşük olan taşınabilir sivil (telefon,radyo, küçük televizyon, el süpürgesi, vb) ve askeri (lokal aydınlatma (varta, vb), seyyar telsiz, telefon, elektronik harp cihazları (radyo alıcıları, vb), personel ısıtma,insansız araçlar, sensör vb.) uygulamalarda öneme sahiptir .Yakıt pillerinde hidrojen gazı yerine sodyum borhidrür kullanımının birçok avantajı vardır. Depolama problemi yoktur. Mobil uygulamalar için tehlikeli yüksek basınç tankları veya enerji tüketen soğutucu ekipmanlara gerek yoktur. Sodyum borhidrür yakıtı güvenlidir, düşük sıcaklıkta yanar, yüksek hidrojen kapasitesine sahiptir.

Borun Motor Yakıtı Olarak Kullanımı

39

Hidrojen gibi bazı metaller de enerji kaynağıdırlar ve yandıklarında hiçbirkirletici yan ürün vermeden enerji açığa çıkarırlar. Birim hacim başına hidrojenden daha fazla enerjiye sahiptirler .ortam sıcaklığı ve basıncında depolanıp taşınabilirler, motor içinde yanma performansları yüksektir (. Bir metal olarak bor, yandığı zaman diğer metallerden, petrolden ve hidrojenden daha fazla enerji açığa çıkarır (şekil 3). Bor yandığında, petrole göre 5 kez fazla enerji salar Motorlarda potansiyel kullanıma sahip bor yakıtı bor elementinden ibaretir. Motor içinde saf oksijen ile karıştırılır. Çok zor tutuşması sebebiyle güvenlidir ve kaza durumunda tehlike oluşturmaz. Bor, çok yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir; Borun içinde yanacağı ve yanma sonucu oluşan atığın koyulacağı tankların toplam hacmi sıvı hidrokarbon yakıt tankından daha büyük değildir . Dolayısıyla, bir araba için pratik bir yakıttır. Boru yakıt olarak kullanacak arabalar çevreye zararlı gaz çıkışı olmayacaktır. Borun yanması sonucu oluşan bor oksit bileşiği daha sonra tekrar bora dönüştürülebilmek için depolanabilecektir. Borun tutuşabilmesi için saf oksijen gereklidir .25 ºC den başlayarak 1 mol saf bor 0.75 mol saf oksijen ile 100 bar basınçta reaksiyona girerek yanma işlemi gerçekleşir. Borun yanma reaksiyonuşu şekilde yazılabilir:

B (katı) + 0.75 O2 → 0.5 B2O3 (camsı) eG=− 590.76 kJ/mol

(Cowan, 2004)

Bor yanma haznesine, hazne duvarındaki delikten kontrol edilebilir bir hızda

iplik halinde beslenir (şekil 4). Đplik hazne içinde sürekli yanar haldeki ateşle karşılaşır ve bor ipliği geldikçe yanma devam eder .Borun yanması saf oksijen ve yüksek basınç ile mümkün olduğundan oksijenin havadan ayrılması gerekir. Saf oksijenin havadan ayrılması sıcak metalik gümüş filtresi kullanılarak yapılır.Bor esaslı motor sisteminin otomobillerde kullanılabilmesi için daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Problem, saf oksijenin düzenli olarak istenen miktarda nasıl sağlanacağıdır. Oksijeni gümüş filtreler ile saflaştırmak mümkün ise de, ¾ oranında saf oksijeni otomobilin hızına göre sürekli olarak sağlamak problemdir. Ayrıca, sistem henüz otomobil üzerinde uygulanmamış ve test sürüşü henüz yapılmamıştır.

40

Bor yakıtlı motor sisteminin temsili şeması

Borun Motor Yakıtı Katkı Maddesi Olarak Kullanımı

Metal yakıtlar, insansız araçlar ve savaş teknolojilerinde güçkaynağı olarak potansiyel kullanım alanına sahiptir .Metal bazlı yakıt, bünyesinde yüksek yanma sıcaklığı veren metal içerir. Roketlerdeki yüksek yakıt performansı yakıtın yanma sıcaklığının yüksek olması ile sağlanır. Bu konuda en önde gelen aday bordur. Metal hale getirilmiş bor, sıvı veya katı yakıtlara katkı maddesi olarak ilave edilebilir. Sıvı yakıtlara ilave edildiğinde homojen bir süspansiyon sağlamak için jelleştirici madde ilave edilirken, katı roket yakıtları için, metal tozu haline getirilip bir oksitleyici ve polimer olmayan yakıt ile karıştırılması gerekmektedir. Bor katı roket yakıtlarının yanma sıcaklığını artırır ve yanmada homojenlik sağlar. Bor bazlı yakıtlar 1950’lerden bu yana araştırılmakta olup, bazı askeri amaçlı ve ramjet itenekli füzelerde kullanılmıştır. 1950 li yıllarda Amerikan ordusu ZIP, HERMES, HEF gibi bor içeren yüksek enerjili yakıt projeleri geliştirilmiştir. Bu çalışmalar çok değerli bilim adamları ile yüksek gizlilik içinde yürütülmüştür “Valkyrie XBP70A” alarak adlandırılan, bor bazlı yakıt kullanan uzun menzilli bombardıman uçağı üretilmiştir. 1959’da milyar dolarlar harcanan bu borluyakıt projeleri iptal edilmiştir .Bugün, borun yakıt katkı maddesi olarak kullanımına dair çalışmalar devam etmektedir. Fransa’daki “ONERA” programı bunlardan biridir. Bu programda, hipersonik özellikteki ramjet itenekli füzeler geliştirilmektedir. Yapılan çalışmalar, borlu yakıtın, ramjete yüksek performanslı bir jet yakıtı olan kerosenden (gazyağı) bile daha fazla özgül darbe (Isp=Specipic Impulse) kazandırdığını göstermiştir .%55 borP%45 kerosen karışımlı yakıt bile sadece kerosenden oluşan yakıta göre %50P100 oranında özgül darbe artışı sağlamıştır .

41

Metalurji ve Makinede Kullanım Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapışkan, koruyucu ve temiz, çapaksız birsıvı

oluşturma özelliği nedeniyle demir dışı metal sanayiinde koruyucu bir cüruf oluşturucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır.Bor bileşikleri,elektrolit kaplama sanayiinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asitnikel kaplamada, fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kurşun, bakır, nikel gibi demir dışı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Alaşımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır Paslanmaz ve Alaşımlı Çelik, Sürtünmeye ve aşınmaya Karşı Dayanıklı Malzemeler, Kaynak Elektrotları, Refrakterler,Briket Malzemeleri, Lehimleme, Döküm Malzemelerinde Katkı Maddesi olarak, Kesiciler Kompozit Malzemeler, Zımpara ve A>ındırıcılar vb.

Bor normalde ferrobor yapısında çeliklere uygulanmaktadır. Karbotermik yöntemi ile ferrobor üretimi, bor oksitin yüksek sıcaklıkta karbon ile redüksiyonu saglanarak yapılır. Alüminotermik yöntemi ile ferrobor üretiminde, borat konsantresi,alümina ve hematit fırında eritilir ve ferrobor alasımı elde edilir. Alümina ile indirgenmis bor, demir ile reaksiyona girer ve % 0,25 P24 B, yaklasık % 0,5 Al ve %2,5 Si içeren bir alasım olusur (Rhodes, 1958, Özpeker, 2002, Acarkan, 2002). Bor karbür asındırıcı zımpara taneleri veya tozu olarak kullanılır. Ticari zımpara taneleri 1– 1000 Rm boyutlarındadır (Ulrich, 1985). Bor karbür tozları çelik ve diger demir malzemelerin yüzeyini sertlestirmek için kullanılır. Bu islem borun metal yüzeyine difüzyonu ile olmaktadır. Böylece 10 – 1000 Rm ferrobor tabaka kalınlıgı olusur. Bu tabaka sert olması dolayısı ile asınmaya dayanıklı bir Fe2B tabakasıdır. Ticari EKabortozu bu amaçla kullanılmaktadır. EKabor %90 SiC, %5 B4C ve %5NaBF4 içermektedir .

Tarımda Kullanım

Tarımda gübre olarak kullanımaktadır (Mikro besleyici).Tarımda borlu gübre kullanımı verimi arttırıyor. Hektar başına sadece 1.5 kilogram bor gübresi kullanarak domateste yüzde 18'lik verim artışı elde edilebiliyor. Bor gübresi ile şekerpancarında yüzde 15, fındıkta yüzde19 verim artışı sağlanıyor. Bor oksit düsük konsantrasyonlarda gübrelerde mikrobesin olarak ve yüksekkonsantrasyonlarda bitki öldürücü olarak iki zıt yerde kullanılmaktadır. Dökme gübrelere bor, bakır, demir, mangan, molibden ve çinko bazen kobalt elementleri mikrobesin olarak eklenir. Bor, granüller halinde dökme gübrenin harman bilesimine ve püskürtme isleminden önce sıvı gübreye eklenir. Bor eksikliginde bitkilerde gövde kısa,yapraklar sekilsiz, kalın, kırılgan ve küçüktür. Bor eksikligi meyve agaçlarında, kahve, tütün ve zeytin ağaçlarında bulunur. Elma ve armut ağaçları bor eksikliğinde mantar oluşturur. Mikro besinli süper cins gübreler en az 200 ppm bor içerir. Tarımda bor kaynağı olarak en yaygın kullanılanlar borik asit, sodyum oktaborat, boraks pentahidrat ve borakstır.

42

Borun az bir miktarı bitkiler için gerekli olmasına ragmen yüksek miktarı zehirlidir. Bu toksiteden dolayı boratlar bitki öldürücü olarak kullanılabilir. Ancak selektif olmadıgından tarımda kullanımı sınırlıdır. Bu yüzden tarım dısı uygulamalarda, yabani otların önlenmesinde kullanılır. Boraks, testere ile kesilmis keresteyi böceklerin saldırmasından korumak için kullanılır. Bor bilesikleri özellikle kınkanatlı böcekler için zehirlidir. Bu böcekler keresteyi bozarlar. Bazı böcekler kontrplaga saldırırlar. Agacın kabugu soyulduktan sonra her bir kontrplak kaplanma, tek tek sıcak bir konsantre bor çözeltisine derhal daldırılmalıdır. Borik asit ve boraks pentahidrat veya benzer formülasyon, bor içeren bilesimlerdir. islem keresteye ne koku ne de renk verir.

43

Bor Madeninin İnsan Sağlığı Açısından Önemi Bor canlı beslenmesinde muhakkak gerekli bir mikro besin elementidir. Dünya Sağlık Örgütü yetişkin sağlıklı bir insanın beslenme yoluyla 1-13 mg bor alabileceğini kararlaştırmıştır. Bor her yerde bulunduğundan ve beslenmede borun ana kaynağını bitkisel ürünler oluşturduğundan insanların bor etkisinde kalmasında sınır çekilemeyeceği kabul edilecektir. Bor açısından en zengin gıdalar kabuklu meyveler, baklagiller, meyve sebzelerdir. Bor beyin fonksiyonları ve zihinsel performans için temel bir elementtir. Bor kalsiyum, D vitamini ve bazı vücut minerallerinin düzenlenmesinde rol almakta, Ca ve Mg’un azalmasını önleyerek kemik yapısını korumaktadır. Bazı kaynaklarda bor tozlarıyla temas eden işçilerin sperm sayısında düşüklük, cinsel hayatlarında gerileme olduğu iddia edilmiştir. Ülkemizde ve dünyada yapılan pek çok araştırmada borun kısırlığa yol açmadığı sonucuna varılmıştır. (Korkmaz, 2007). Bor madeninin prostat kanserini önlediği yönünde olumlu sonuçlar bulunmuştur. (Müezzinoğlu, 2008) Borun toksik etkisi yetişkinlerde baş ağrısı, kusma, ishal, heyecan ve depresyon, çocuklarda ise daha çok havale, kanama gibi beyin zarı tahribi etkileri görülür. Bor sağlık alanında göz iltihaplarında sterilizasyon gereci, bazı merhemlerin yapımı, nükleer tıpta borla nötron aranmasında (Boron Neutron Capture Therapy), kanser tedavisinde kullanılmaktadır.

Ülkemizde 1950’lerle girilen yeni dönemde sadece Bigadiç yöresinde değil Kestelek, Emet, Hisarcık ve Kırka bölgelerinde bor yataklarının keşfedilip üretime açılmaları bor ve çevreyle ilgili karşılaşılan bazı söylentiler ve birazda yabancı ülkelerin sorunu gündeme getirmeleri sonucu bor ve bileşikleriyle temasın insan sağlığına etkilerinin araştırılması 1990’ların ortasından itibaren olmuştur. Dünya Sağlık Teşkilatı (WHO) borun insan sağlığına ve üremeye etkileri olduğunu ifade ederek içme sularındaki bor seviyesinin 1 mg B/L den 0,3 mg B/L düşürülmesi yönünde 1991 yılında başlattığı çalışmalarını 1993’de yayınlamıştır. Bu kararı gerekçe gösteren Avrupa Birliği (AB) de, deterjanda kullanılan borun azaltılması ve giderek yasaklanması hususunda üyelerine, bağlayıcı bir yönetmelik çıkarma çalışmalarını başlatmıştır. Bu durum dünya bor rezervlerinin %72’sinden fazlasını elinde bulunduran ülkemizin uzun vadede madencilik ihracatını etkileyecek olması nedeni ile ETİ Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü ARGE Daire Başkanlığı, Çevre Müdürlüğü tarafından bor üretim alanlarında uzman tıp bilim adamlarına yaptırılan bilimsel araştırmalarda WHO’nun hiçbir bilimsel ve beceriye dayandırılmayan bu tezi çürüterek, içme sularındaki 1 mg B/L seviyesinde kalmasını sağlamak ve böylece dünya bor pazarındaki yerini korumak amacı ile bir dizi proje yürütülmüştür (DPT, 1999). USEPA ve WHO standartlarına göre, içme ve kullanma sularındaki sınır değeri 0,3 mg/L olmasına karşın bor ve bor bileşikleri toksik olmayıp, özellikle borik asit ve sodyum boratlar antiseptik özelliklere sahiptirler (Helvacı, 2005).

44

BORUN İNSANLARA ETKİSİ

Borun insan vücuduna doğal olarak yiyecek ve içeceklerle ağız yoluyla, tozlarla solunum, krem ve ilaçlarla deri yoluyla girmektedir. Vücuda nasıl girerse girsin, %90-95 kadarı vücutta birikmeden hemen idrar ile dışarı atılmaktadır. Yalnızca kemik, tırnak ve kıllarla, karaciğer ve dalak gibi organlarda birikmektedir (Şaylı, 2000). Kanser v.b hastalıklara sebep olmamasının temel nedeni de budur. İnsanlar üzerinde yapılan sınırlı çalışmalar borun kalsiyum, bakır, magnezyum, azot, glikoz ve trigiliseritler gibi yaşam sürecinde önemli olan pekçok bileşenin kullanılması ve metabolizmasında etkin roller üstlendiğini ortaya koymaktadır. Bu rollerinden dolayı çeşitli vücut bölümlerinin (iskelet, beyin ve kan) yapılarını yada fonksiyonlarını etkileyebilmektedirler. Yapılan araştırmalar borun toksik etkisinin çok düşük olduğunu göstermiştir. Borun akut etkisi 15-30 g boraks veya 2-5 g borik asit doğrudan alınırsa ortaya çıkmaktadır. Kronik etkisi açısından günde 3 g borik asit veya 5 g boraksın etkisinin olmadığı, 5-10 g boraksın sadece protein metabolizmasını etkilediği ve idrardaki azot miktarını artırdığı gözlenmiştir (Moseman, 1994). Borun toksik etkisi yetişkinlerde baş ağrısı, kusma, ishal, heyecan veya depresyon, çocuklarda ise daha çok havale, koma gibi beyin zarı tahribi etkileri şeklinde görülmektedir. Parmak uçlarında görülen pembe renk, bor ile zehirlenmeye işaret eden karakteristik görünüşlerdir (Mc Kee and Wolf, 1963). Bazı kaynaklarda bor tozlarıyla temas eden işçilerin sperm sayısında düşüklük cinsel hayatlarında gerileme olduğu iddia edilmiştir. Borun testise nasıl zarar verdiği, özetle olgunun mekanizması henüz açıklığa kavuşamamıştır. Ülkemizde ve dünyada yapılan pek çok araştırmada borun kısırlığa yol açmadığı sonucuna varılmıştır (Şaylı, 2000). İçme sularının yüksek oranda bor minerali içermesi, sindirim sisteminde bazı rahatsızlıklara yol açabilmektedir. Karaciğerde büyüme ve şişmeye, sinir sisteminden kaynaklanan benzeri sorunlara yol açmaktadır (Cantürk, 2002). 1980’lere kadar sadece bitkiler için değerli olduğu düşünülen borun, bu tarihten sonraki araştırmalar sonucunda birçok konuda hayati önemesahip olduğu ortaya çıkmıştır. Borun insan vücudu için çok yararlı etkileri olduğu tespit edilmiştir. Borun kalsiyum ve D vitamini olmak üzere vücut minerallerinin düzenlenmesinde rol oynadığı, kalsiyum ve magnezyum azalmasını önleyerek, kemik yapısını koruduğu belirlenmiştir (Şaylı, 2000). Arthiritis, osteorthritis ve osteoporosis’in engellenmesinde etkili olmaktadır. Günlük 3,25 mg bor alınmasının motor aktivitelerde, tepki süresinde, kısa ve uzun süreli hafıza ve hatırlama yeteneklerinde gelişmeye neden olduğu belirlenmiştir. Daha düşük dozda alınmasında ise bireylerin daha zayıf psikomotor ve zihinsel performans sergiledikleri gözlenmiştir. Bu çalışmalar göstermektedir ki beyin fonksiyonları ve zihinsel performans için bor temel bir elementtir (Penland, 1994). Nielsen’in 1992 yılında yapmış olduğu çalışmalarda araştırmalar bor içeren gıdaların kemik erimesini engellemeye yardımcı olabileceğini ortaya çıkarmıştır. Ayrıca Nielsen (1992) yüksek kemik erimesi riski taşıyan 48-82 yaşları arasındaki bayanlar üzerinde yapmış olduğu araştırmada borun Ca ve Mg metabolizmasını artırarak östrojenik katkı sağladığını espit etmiştir. Erkeklerde testesteron seviyesini artırarak kas doku miktarında artışa neden olduğu ortaya konmuştur (Nielsen,

45

1987). Borun özellikle bazı kanser türlerine karşı koruyucu etki gösterdiği yönünde bulgular mevcuttur Korkmaz, 2007). Bor minerallerinin olduğu bölgelerde, mineralin su ve besin maddeleriyle farkında olmadan vücuda alınmasıyla bölgedeki prostat kanserli oranının düştüğü, borun prostat kanserinin önlenmesinde ve edavisinde etken olduğu saptanmıştır (Müezzinoğlu 2008). Yapılan araştırmalar sonucunda aşağıda belirtilen konularda da

- Enzimatik hücre reaksiyonlarında

- Hücre zarının sağlıklı işlemesinde

- Steroid hormonların düzenlenmesinde hayati

öneme sahip olduğu ortaya çıkarılmıştır.

Borun Sağlıkta Kullanım Alanları

- Özellikle göz iltihaplanmalarında sterilizasyon gereci olarak kullanılır

- Bazı merhemlerin yapımında

- Nükleer tıpta, borla nötron aranmasında

- BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Özellikle beyin kanserinin tedavisinde hasta hücrelerinin seçilerek imha edilmesine yaraması ve sağlıklı hücrelere zararının minimum düzeyde olması nedeniyle tercih sebebi olmaktadır.

Dünya Sağlık Örgütü yetişkin sağlıklı bir insanın beslenme yoluyla günde 1-13 mg bor alabileceğini kararlaştırmıştır (Cantürk, 2002). Bor canlıların yaşamlarında muhakkak gerekli bir besin elementidir. Bor mineralleri ve türevlerinin kendilerine özgü birçok özellikleri bunların yerlerinin doldurulmasını olanaksız kılacak niteliktedir (Göncü,1982). Bor elementinin fazlalığı da eksikliği gibi canlılara zararlıdır. Eksiklikler ve fazlalıklar bir derece meselesidirler ve canlılar görünen işaretler göstermeden önce ciddi zarar görecekleri için,kullanılan kriterler bor etkisinin yararlı veya zararlı olduğunu belirleyeceklerdir. Bugünkü düzeyleriyle kaldığı sürece bor ve bileşiklerinin olumsuz etkileri olduğu destekten yoksundur. Bor her yerde bulunduğundan ve beslenmede borun ana kaynağını bitkisel ürünler oluşturduğundan insanların bor etkisinde kalmada sınır çekilemeyeceği kabul edilecektir. Son yıllarda bilim dünyasında yoğunlaşan tartışmalara göre insanın normal sağlıklı yaşantısıiçin bor elementine ihtiyacı olacağı tahmin edilmektedir.

46

SONUÇ OLARAK…Ülkemiz açık bir farkla dünyanın en zengin bor yataklarına sahip. Dünyadaki toplam bor rezervinin (görünür, muhtemel, mümkün) yaklaşık 1milyar ton olduğu tahmin ediliyor. Bu rezervin yaklaşık %64’ü Türkiye’de , %11’i Rusya ve %9’u ABD’de. Bu da,yıllık tüketimler baz alındığında ve ülkelerin rezerv ömrü hesaplandığında,Türkiye’nin en uzun rezerv ömrüne sahip ülke olduğunu gösteriyor.Şanslı olduğumuz bir başka nokta da sahip olduğumuz bor rezervlerinin yüksek kalitede ve sanayide kullanım açısından çok elverişli ve çeşitli boratlar içermesi. Ekonomik açıdan en makbul boratlar; boraks, kolemanit ve üleksit ülkemizde büyük miktarlarda yer alıyor.Kısaca, ülkemiz çok önemli bir doğal kaynak avantajına sahip. Önemli olan nokta, ekonomik büyümenin ve gelişmenin koşulu olan öğrenmenin ve yenilikçiliğin büyük önem kazandığı şu dönemde, doğal kaynak avantajımızı en iyi şekilde, ülkemizin bilimsel ve teknolojik açıdan gelişmesini, dolayısıyla ekonomik büyümeyi hızlandırmasını sağlayacak biçimde değerlendirmek. Borun geniş kullanım yelpazesine ve bu elementle ilgili son yıllarda yapılan ileri teknolojilere yönelik araştırmalara ve yakıt malzemesi gibi yeni potansiyel kullanım alanlarına bakıldığında, bir bor hazinesine sahip olmamızın,ülke sanayisini canlandıran politikalar uygulandığında, ülkemize yeni ufuklar açacağı kesin. İleri teknolojilerin geliştirilmesinde borun oynadığı önemli rol,bu element ve bileşikleriyle ilgili araştırmalar yapılmasının ne derece önemli olduğunu gösteriyor. Burada önemli olan teknolojiyi izleyen konumundan sıyrılıp teknoloji üreten, yani yenilikler yaratan konumuna geçilmesi. Bu bağlamda, bor ve bileşiklerinin ileri teknoloji uygulamalarına yönelik bilimsel araştırmalara ağırlık verilmesi büyük önem kazan›yor.

47

KAYNAKÇA

1. http://www.boren.gov.tr2. www.etiholding.gov.tr 3. http://www.enerji.gov.tr/yayinlar_raporlar/Sektor_Raporu_ETI_MADEN_2011.pdf4. http://bor.balikesir.edu.tr/bor.html5. Ayten DEMİRTAŞ Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 41 (1), 75-80, 2010

Journal of Agricultural Faculty of Atatürk University, 41 (1), 75-80, 2010 ISSN : 1300-9036 Bor’un İnsan Beslenmesi ve Sağlığı Açısından Önemi

6. Çiğdem YENİALACA Bor’un Kullanım alanları Gazi Üniversitesi http://w3.gazi.edu.tr/~mkaradag/tezler/cigdemyenialaca.pdf

7. http://somamyo.cbu.edu.tr/docs/dergi/sayi2/2SA2.pdf 8. www.wikipedia.org 9. Bor yatakları ve Dünyadaki durum

http://80.251.40.59/eng.ankara.edu.tr/kavusan/borpage/bormin.html

10.

48