BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Üretilen bor minerallerinin % 10'a yakın bir bölümü doğrudan mineral olarak tüketilirken, geriye kalan %90 oranındaki kısmı bor cevherlerinden üretilen borat ürünleri elde etmek için kullanılmaktadır.

Dünyada bor tüketimi yüksek olmasına karşın tüketim alanları ülkelere göre çarpıçı şekilde sektörel bazda değişim göstermektedir.

A.B.D'de ana tüketim sektörü izolasyon ve cam sanayi iken avrupa ülkelerinde ise sabun ve deterjan sektörü, Japonya'da fiberglas ve tekstil sektörüdür.

Bor cevherlerinin tüketim alanlarındaki kullanım şekilleri için ilgili sektöre bakınız.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Ergimiş cama % 7 bor oksit verecek şekilde bor pentahidrat veya üleksit-probertit katılmaktadır. Maliyetine bağlı olarak sulu veya susuz tipleri kullanmakta, bazan borik asitten yararlanılmaktadır. Kullanılan bor oksitin % 24'ü A.B.D.'de, % 14'ü B.Avrupa'da yalıtıcı cam elyafı imalinde tüketilmektedir. İstenen yalıtkanlık derecesine göre çeşitli spesifikasyonlar tanımlanır. Binalarda asbestin yerine ısı ve ses yalıtımında kullanılmaktadır.

Cam Elyafları, kullanıldığı malzemelerde sertlik ve dayanıklılık kazandırmakta, ayrıca malzemeninde hafif olmasını sağlamaktadır.Bu nedenle plastiklerde, lastiklerde, sinai elyaflarda, otomotiv, uçak ve diğer sanayi sektörlerinde çelik ve diğer metallerin yerine, spor malzemelerinde kullanılmaktadır. İngiltere'de oto başına 70-75 kg cam yünü tüketilmektedir. Bu gibi ürünlerde rafine kolemanit tercih edilmektedir.

Fiberoptik sanayiinde,liflere %6 borik asit ihtiva etmektedir. Philips'in Hollanda'daki fabrikasında bu lifler üretilmektedir.Optik cam elyafi ışık fotonlarının etkin biçimde transferlerini sağladığından günümüzde telekomünikasyonda tercih edilmekte olup kablo yerine kullanılmaktadır. Örneğin, Ankara-Çankaya ilçesinde Türk Telekom tarafından kullanılmıştır.

Camın ısıya dayanımının artması ve cam imalatı sırasında çabuk ergimesini ve devitrifikasyonun önlenmesini sağlayan bor,aynı zamanda camın yansıtma, kırma, parlama gibi özelliklerini de artırmaktadır. Bor camı asite ve çizilmeye karşı korur. Cam eriyiğinin % 0,5 ile % 0.23'ü bor oksitten oluşmaktadır. Ateşe dayanıklı olan Pyrex camlarda %13,5 B₂O₃ vardır.

Genellikle cama boraks, kolemanit, borik asit halinde karma olarak ilave edilerek bor cam elde edilir. Otolar, fırınlar, çamaşır makinası, vb makinalarda bu tür camlar tercih edilir. ABD'de bu tür cam imal eden 100'e yakın firma vardır.

Emayelerin vizkozitesini ve doygunlaşma ısısını azaltan borik oksit %20'ye kadar kullanılmaktadır. Sulu boraks ve bazı hallerde borik asit veya susuz boraks da kullanılır. Mutfak aletleri, banyolar, kimya sanayii teçhizatı, su tankları, silahlar, vb alanlarda da emaye kaplama kullanılır.

Seramiğin çizilmeye karşı dayanıklı kılan bor %3-24 oranında kolemanit halinde sırlara katılmaktadır. Avrupanın en önde gelen seramik üreticisi olan Türkiye seramiklerinde,İngiltere, İtalya ve İspanya'da kaolenden mamul eşyaları sırla kaplanır. Tuğlalara da bu sırdan sürülmektedir.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Bor kendisinin oksit olması, ergime ısısının 2300 ^oC olması nedeniyle yanmaya karşı oldukça dayanıklıdır. Bu özelliğinden dolayı yanmayı önleyici madde olarak kullanılır veya bu özellikteki maddelerin içerisine değişik oranlarda katılır.

Özellikle, çinko borat, boraks, amonyum florborat ürünleri olan yangın önleyiciler antimuan trioksit ile birlikte kullanılmakta olup dumanın emilme hızını uzattığı, kor halindeki ateşi çabuk bastırdığı için daha üstün bir mamuldür. Ancak maliyetleri,(Alümina trihidrat, magnezyum hidroksit) bileşimli olan yangın önleyicilere nazaran daha yüksektir.

Önemli imalatçılar:

• Alleid Corp.
• Morcus Hook Cabot Corp.
• Harshaw Chemical Corp.

Çinko ve baryum boratlar aşağidaki ticari isimler altında satılmaktadır.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Temizleyici maddeler klorinli veya peroksitli bileşiklerdir. Deterjanların ağırlığının % 20-25'i sodyum perborattır. En önemli rakip mallar sodyum hidroksit,sodyum hipoklorit ve hidrojen peroksittir. Bulaşıktan çok çamaşırda tercih edilmektedir. Perborat ürününün % 90'i deterjan imalatında kullanılmaktadır.

Ancak bilinçsiz ve aşırı deterjan kullanımı nedeniyle, atık suların içerisindeki bor oranı yükseldiğinden çevre kirlenmesine sebep olmakta ve günümüzde bu konuda yoğun tartışmalar yapılmaktadır.

Özellikle balıklarda MANKAFA hastalığı olarak bilinen bir hastalığın bordan kaynaklandığı bilinmektedir.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Kolemanit ve borik asit en çok kullanılan ürünlerdir. Çelik alaşımda kullanılan bor bileşiği ferroboron veya sulandırılmış bor alaşımıdır. Ferroboron borat konsantresinin alüminotermik redüklenmesi ile elde edilir. Yüksek borlu (% 5) çelikler nükleer reaktörlerde nötron emilmesini sağlayan önemli bir alaşımdır. Borlu çelikler enerji tasarrufu sağlar. Yeni geliştirilen bazı borlu çelikler mekanik basınca karşı dayanımları nedeniyle soğuk çekme, inşaat, tarım makinaları, vinçler, yaylar, grayder bıçakları, vites dişlileri gibi yerlerde tercih edilen çelik türleridir. Alüminyum izabesinde titanyum ile birlikte borlu bileşikler kullanılır.

Diğer bir kullanım alanıda çelik yapımında florit yerine kolemanit veya üleksittin kullanılmasıdır.

Elektro kaplama sanayinde, kaplama banyosuna borik asit veya serbest florborat ilave edilir.

Demir, bor, karbon ve silikon ile yapılan deneysel camsı metal üretimlerinde başarılı olunmuştur. Transformatörlerdeki enerji kaybını 1/3'e indiren bu metaller gelecekte hızlı bir gelişme göstermektedir.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Bor tarımda gübre, herbisit, pestisit ve algisit dallarinda kullanılmaktadır. Herbisitler bitkiye kritik bir miktardan fazla verildiği zaman toksik etki gösterir. Ayrıca sulu bakır metaborat, kereste ve diğer selülozik maddelerde fungisit olarak işlev görmektedir. Bitkinin beslenmesi için az miktarda bor'a ihtiyaç vardır. Bitkilerde şekerin hücre zarından geçişini kolaylaştırdığı için büyümede etkilidir.

Topraklarında bor oranı düşük olan ülkelerde gübrelere katkı maddesi olarak toprağa %1-3 oranında bor verecek şekilde kullanılmaktadır. Bor oranı yüksek olan topraklarda ise verim düşürücü etkisi olmaktadır.

Yeni imal edilen, keresteyi böceklerden korumak için borik asit veya boraks pentahidrat banyosu kullanılmaktadır. Dizel ve uçak yakıtlarında gelişen fungilerin önlenmesi için borik asit esteri kullanılmaktadır.

Karınca ve hamam böceği için de etkili bir öldürücüdür.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Tüketim miktari yönünden önemli olmamasına rağmen teknolojik ilerleme açısından büyük önemi olan bir kullanım alanıdır.

Bor mineral ve bileşikleri ¹⁰B ve ¹¹B izotoplarını içerirler. B'un nötron emme gücü çok yüksektir. Bor izotopları nükleer reaksiyon sırasında denetim kurulmasına olanak verdiği gibi, dimetil eter, elementer bor, zenginleştirilmiş bor oksit veya asit veya ferroboron haline dönüştürüldüğünde nükleer reaktörün kontrol çubuklarının yapımında da kullanılır. Bu çubuklar % 2 bor içeren çelik/alüminyum alaşımlarıdır. ¹⁰B nükleer reaktörlerde koruyucu kabuk olarak işe yaramaktadır.

Bor karpitler Phenix reaktörlerinde koruyucu kabuk olarakta kullanılmaktadır. Bor 304 adı verilen yeni bir paslanmaz çelik atık nükleer yakıtı taşırken, içine konulduğu kapların yapımında kullanılır. Nükleer sanayiinde borun en yakın rakibi gadolinyum ve samaryumdur.

Kaliforniya üniversitesi'ndeki ¹¹B araştırmalarda ¹¹B'in proton fizyonlanması sırasında radyoaktivitesiz enerji açığa çıkmıştır. Böylece temiz nükleer enerji elde edilmektedir.

BOR CEVHERLERİNİN ENDÜSTRİDEKİ KULLANIMI

Borun diğer alanlardaki kullanımlarının giderek gelişeceği yönünde genel bir eğilim olduğu herkes tarafından kabul edilmektedir.

Diğer bazı kullanım alanları aşağıdadır:

• Oto antifirizlerinde kullanılan boraks demirli metallerin eriyikte korozyona uğramasını önlemektedir.

• Borun katalizör olarak kullanımı oldukça yaygındır. Hidrokarbonların havadan oksitlenmesindeki katalizör borik asittir.

• Bor triflorür (BF₃), gaz halinde asitik bir katalisttir. Alkol, asit ve ketonların sudan arındırılmasında, halojenasyonda, aromatik hidrokarbonların sülfürden kurtarılmasında, karbon monoksitin katıldığı reaksiyonlarda, polyesterin boyanmasında, kullanılır.

• TiB₂ , ZrB₂ gibi metal boritler jet motoru parçaları, roket motoru parçaları, elektrik kontaktörleri, kesici aletler yapımında kullanılır.

• Silikonborid (SiB), oksitlenmeye karşı çok dirençli, ısıya karşı aşırı dayanımı ve kolay işlenebilir olduğundan bor nitritle bor karpidin kullanılamadığı oksijenli ortamlarda refrakter olarak kullanılır.

• Lantanyum ve Seryum hekzaboritler katot yapımında; Lantanyum borid elektron mikroskobun termiyonik katotuna elverişlidir ve elektron ışınımında istikrarlıdır.

• Jet ve roket motorlarının iç parçalarında, askeri zırhlı teçhizatta seramik zırh olarak kullanılır. Bornitrit yüksek ısıda elektrik ve ısı izolasyonunun sağlanması için kullanılır. Heksagonal bor nitrit 3500 ^oC ısıya dayanır, ıslanmaz, diyaelektrik sabiti Al'un 4 katıdır.

• Kübik bor nitrit elmastan sonraki en sert maddedir ve 1370 ^oC'ye kadar duraylıdır. Kesici aletlerde kullanılır. Amborit çok hızlı dönen makina parçalarında tercih edilir.

• (APBN) Anisotropik pirolitik bor nitrik mikrodalga lambalarında kullanılır.

• Borlu elyaf kompositleri tekniğin en son harikaları olarak kabul edilir. Ti, Al ve Mg'un bor lifleri ile güçlendirilmeleri sonucunda elde edilen komposit mm²'de 360 kg'lik basınca dayanır. Karbon lifli kompositden daha pahalıdır. Ti ve Tungsten tel üzerine bor buharı deposite edilerek elde edilen bu liflerin fiyatı 400-570 USD/kg olup, F-16 savas uçağında % 2,1 oranında, F-18'de % 10 kadar ve uzay araçlarında kullanılır.

• Lazer hücumunda ısıyı belirli bir noktadan uzaklaştırdığı için askeri amaçla kullanılır.

• Talk pudrasında, bebe pudrasında, traş pudrasında borik asit % 5-10 arasında antiseptik olarak tüketilir.Kozmetik ve ilaç sanayiinde bor bileşikleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Na-borohidrit jet, bomba uçaklarının yakıtlarında redükleyici eleman olarak kullanılır.

• B₁₀ H₁₄'in Lewis bazı içinde asetilen ile reaksiyona girmesi ile üretilen karboranlar olan N-hekzil karboran'a geleceğin jet yakıtı gözü ile bakılmaktadır.

• Na₂SO₄, su ve boraks dekahidrattan oluşan bir bileşik oda döşemesindeki malzemeye entegre edilip, gündüz saatlerinde pencereden giren güneş enerjisini absorbe ederek, geceleyin soğumaya başlayınca bu enerjiyi açığa çıkararak odayı kendiliğinden ısıtmaktadır.

• Siemens AG borik asitle amonyum pentaborattan elektrolitik kapasitör imal etmiştir.

Kaynaklar

T.C Devlet Planlama Teşkilatı Özel İhtisas Komisyon Raporu,1988.

Kavusan,G. 1985. Endüstriyel Hammaddeler (Yayınlanmamış)

Seyler 1978, Industrial Minerals and Rocks. Mudd Series.

Etibor, Ürün Pazarlama Katalogları