Bor Madeni ve Türkiye

Bor: En yaygın bilinen türevi olan “boraks”, Araplarca “tinkal” olarak da adlandırılırdı, 16. yüzyılda ergitme işlemlerinde kullanılırdı. Yaygın uygulama alanı bulunan borik asit ilk kez 1702’de Homberg tarafından hazırlanmıştır. Ayrıca 1808’de Davy borik asit elektrolizinden amorf bor elde etmiş ve 1856’da Wöhler ve Sainte-Claire Deville tarafından kristalin modifikasyonu tarif edilmiştir.

Bor Kimyası: Borun temel cevherleri; kernit (Na2B4O7.4H2O), boraks (Na2B4O7.10H2O), kolemanit (Ca2B6O11.5H2O) ve uleksit (NaCaB5O9.8H2O) gibi boratlardır.

Bor bileşiklerinin yaygın kullanımları ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları nispeten kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür.Bunun nedenleri; temel olarak bor bileşiklerinin hidroliz veya oksidasyona yönelik stabil olmayan nitelikleri ve malzemelerin birçoğunun kullanımındaki yapısal zorluklarıydı. Nihayet Stock ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı.

Grup IIIA elementlerinden sadece bor bir ametaldir. Bu gruptaki diğer elementler; alüminyum, galyum, indiyum ve talyumdur.

Ga, In ve Tl’un atom büyüklükleri periyodik sınıflandırmada kendilerinden hemen önce gelen elementlerin elektronik iç yapılarından etkilenir (özellikle lantanitten sonra gelen talyum örneğinde görüleceği gibi). Bu nedenle de atom yarıçapı ani şekilde veya standart olarak bu elementlerin artan atom numaralarıyla birlikte artmaz. Bu elementlerin göreceli şekilde küçük oluşları gruptan aşağı inerken bile beklenen şekilde azalmayan nispeten yüksek iyonizasyon potansiyeli içermelerine neden olur.

Bu elementlerin hiçbiri en ufak şekilde bile basit bir anyon oluşturma eğiliminde değillerdir. Elementlerin elektronik konfigürasyonlarının da mantıklı kıldığı biçimde en sık rastlanır oksidasyon seviyesi +3’tür. Nispeten yüksek olan bu değer, göreceli olarak küçük iyonik yarıçaplarla biraraya gelerek üstün polarize nitelikleri olan tipler ortaya çıkarmaktadır.

Bor, amonyak veya nitrojen ile yüksek sıcaklıklarda bor nitrür (BN) oluşturacak şekilde reaksiyona girer. Bu malzeme karbonla izoelektroniktir ve grafite benzerdir, fakat farklı olarak bor ve nitrür atomları içeren kristal bir yapısı vardır. Çok yüksek sıcaklık ve basınçta BN’ün bu modifikasyonu elmas türü kafes (latis) formuna dönüşür ve elmas kadar serttir.

Bor; periyodik cetvelde alüminyum, galyum, indiyum ve talyum ile beraber 13.grupta bulunur. Bu grupta bulunan tüm elementlerin 3 valenz elektronları vardır. Normalde dörtten az valenz elektronu bulunan elementler metal kafeslerde kristalleşir. Bu acıdan bor istisnai bir durum sergiler, çünkü +3 yüklü serbest iyon oluşturmaz. Bor atomlarının 3 valenz elektronu ve 4 valenz orbitali vardır. Bu atomlar yüksek iyonizasyon enerjisi ve büyük sayılabilecek elektronegatifliğinden ötürü kovalent bağ kurma eğilimi gösterirler. Bor´un komplike ve essiz yapısı atomlarındaki elektron eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Bor, oksijene olan büyük ilgisinden dolayı doğada saf olarak bulunmaz. Borun stabil olmayan saf halinin yani sıra 4 allotropu bulunur ve bu yüzden maddesel halini (katı, sıvı, gaz) değiştirmeden değişik yapılara geciş yapabilir. Bunun görüldüğü başka bir örnekte 2 allotropu bulunan karbon´dur (grafit, elmas).

Borun seçkin özellikleri nanoteknolojinin kullanımı ile daha da geliştirilebilir. Buna en iyi örneklerden biriside NNT tarafından üretilen ve tam da aşırı sertliğinden dolayı sürtünme azaltıcı etken olarak kullanılan bor elmas tozudur (MCDP). Bu durum yalnızca kristallerin çok çok küçük olması ve yuvarlanan bilyeler gibi yüzeyi çizmeden çalışmasıyla gerçekleşebilmektedir.

Bor Kullanım Alanları

Saflık derecesi yüksek (99,99%) kristalize Bor, elektronik yapı elemanları ve yarı iletkenlerde kullanılır.Yine kristalize borun tel seklindeki kristalleri uçak sanayi ve uzay taşıtlarında bulunan sentetik malzemelerde ve hafif madenlerde (alaşım) elyaf kuvvetlendiricisi olarak kullanılmaktadır. Amorf Bor havai fişeklerin karışımında veya katı roket yakıtlarında katkı maddesi olarak kullanılır. Demirle alaşımı (ferrobor) sonucu sertlik derecesi çok yüksek çeliklerin imalatına olanak sağlar. Bu alaşımlar Bor B10 isotopuyla beraber atom reaktörlerinde nötron absorbanı olarak da kullanimaktadir. Karbon ile kullanımda borkarbit elde edilir (sertlik: 9,3), Alüminyum ile de kadretik Bor (bor elması, AIB12) elde edilir ki her ikisinin de yüksek sertlik dereceleri doğrultusunda taslama, bilyeleme malzemeleri veya aşınmaya dayanıklı parçalar olarak, örneğin kum püskürtme memesi yapımında, kullanılırlar. İzolasyon (yalıtım) ve ağartma malzemeleri (Perborate) imalatlarındaki kullanımları nedeniyle bor bileşiklerinden Borik asid B2O3 ve Sodyumtetraborad Na2B4O7 (Borax) teknik açıdan önemlidirler.

Elementer Bor´un kullanıldığı önemli Uygulamalar:

· Roket yakıtlarında kompozit (katkı maddesi),
· İnce taneli inşaat çeliğine alaşım ilavesi,
· Nükleer yakıtların muhafazası için kullanılan çeliğe kompozit,
· Nikel esaslı alaşımlar,
· Bakirin deoksidasyonu,
· Helikopter pervaneleri, tenis raketleri, golf sopası,
· (kristalize Bor ve borfibrin),
· Bombardıman uçaklarındaki kaplama (yetersiz radar yankısı),
· Havai fişekler ve işaret fişeklerinde (kuvvetli yeşil ışığından dolayı),
· Silisyuma p-aşılanması,
· Atom reaktörlerindeki kontrol çubuklarında (Ferrobor ve 10B),
· Radyasyona dayanıklı kıyafetlerde,
· Gübrelerde,
· Uçak yakıtlarının temizlenmesinde.

Bor bileşiklerinin kullanıldığı önemli uygulamalar:

· Çamaşır tozları (Perborate),
· Termik izolasyon (Bor silisyum fibrinleri),
· Işık dalgası iletkenleri,
· Isıya dayanıklı borsilikat camlar (Pyrex, Duran),
· Seramik vernikleme (sırlama),
· Bitki koruma (haşarata karsı) malzemeleri,
· Fren ve debriyaj balataları,
· Zırh ve kursun geçirmez yelekler,
· Lehim kullanımında (borik asit),
· Tahta koruma ürünlerinde (az zehirli olusundan),
· Aleve dayanaklılığından dolayı platinlerde,
· UV isini absorberi olarak güneş yağlarında,
· Hava yastıklarında ateşleyici (Bornitrat karışımı),
· Kanser tedavisinde terapi metodu (Boron Neutron Capture Therapie, BNCT).

Bor Rezervleri