Bakır

Bakır, Cu sembollü ve 29 atom sayılı bir kimyasal elementtir. Çok yüksek termal ve elektrik iletkenliği olan yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir. Yeni açığa çıkmış saf bakır yüzeyi pembemsi-turuncu renklidir. Bakır, ısı ve elektrik iletkeni olarak yapı malzemelerinde, çeşitli metal alaşımların bileşiminde, som gümüş gibi kuyumculukta, kupronikel denizcilik donanımı ve madenî para yapımında ve konstantan yük ölçerlerde (İngilizce: strain gauge) ve sıcaklık ölçen termokupllarda kullanılır.[2]

Bakır, doğada doğrudan kullanılabilir metalik formda (doğal metal) oluşabilen birkaç metalden biridir. Bakır çok erkenden, M.Ö. 8000'den itibaren birkaç bölgede insanlığın kullanımına yol açtı. Binlerce yıl sonra yaklaşık M.Ö. 5000'lerde sülfür cevherlerinden ergitme yapılan ilk metaldi; takriben M.Ö. 4000'lerde kalıpta şekle dökülen ilk metaldi; ve yaklaşık M.Ö. 3500'lerde bronz yapmak için başka bir metal, kalay ile bilerek alaşımlanana ilk metaldi.[3]

Roma dönemi'nde, bakır esas olarak metalin adının kökeni olan Kıbrıs'ta çıkarılmış, "aes сyprium"dan (Kıbrıs metali), daha sonra сuprum (Latince) olarak değiştirilmiştir. Coper (Eski ingilizce) ve copper bundan türetilmiştir daha sonraki yazım ilk olarak 1530 civarında kullanılmıştır.[4]

Yaygın olarak karşılaşılan bileşikler azurit, malakit ve turkuaz gibi minerallere sıklıkla mavi veya yeşil renkleri veren ve tarihte pigment olarak kullanılan bakır (II) tuzlarıdır.

Binalarda, genellikle çatı kaplamada kullanılan bakır, yeşil bakır pası (İngilizce:verdigris) veya patina oluşturmak üzere oksitlenir. Bakır bazen dekoratif sanatta hem temel metal formunda hem de bileşiklerde pigment olarak kullanılır. Bakır bileşikleri bakteriostatik etken maddeler, mantar öldürücüler ve ahşap koruyucular olarak kullanılır.

Bakır, solunum enzim kompleksi sitokrom C oksidaz temel bileşeni olduğundan, eser diyet minerali olarak tüm canlı organizmaları için gereklidir. Yumuşakçalar ve kabuklularda bakır, kan pigmenti hemosiyanin bileşenidir, balıklarda ve diğer omurgalılarda bunun yerini demir-kompleksli hemoglobin alır. İnsanlarda bakır esas olarak karaciğer, kas ve kemikte bulunur.[5] Yetişkin vücudu, vücut ağırlığının kilogramı başına 1.4 ile 2.1 mg arasında bakır içerir.[6]

Bakır, 1B geçiş grubunda yer alan kimyasal element. Bakır, dünyanın hemen hemen tüm bölgelerinde bulunması nedeniyle geniş ölçüde üretiminin yapılabilmesi, elektriği diğer bütün metaller içinde gümüşten sonra en iyi ileten metal olması ve endüstriyel önemi yüksek olan pirinç, bronz gibi alaşımlar yapması gibi nedenlerden ötürü geniş bir kullanım alanına sahiptir. Simyacılar tarafından element Venüs simgesi ile gösterilmiştir.

2022 yılı itibarıyla Küresel ölçekte toplam bakır rezervi 890 milyon tondur. En çok bakır rezervine sahip ülkeler Şili, Avustralya ve Peru'dur

Antimuan

Antimon, sembolü Sb (Latince: stibiumʼdan) ve atom numarası 51 olan kimyasal elementtir. Parlak gri bir metaloid, doğada esas olarak bir kükürt minerali olan stibnit (Sb2S3) olarak bulunur. Antimon bileşikleri eski zamanlardan beri bilinmektedir ve genellikle ilaç ve kozmetik olarak kullanılmak üzere toz haline getirilmiştir. Metalik antimon da biliniyordu, ancak keşfinde yanlış olarak kurşun olarak tanımlandı. Batıda metalin bilinen en eski açıklaması 1540 yılında Vannoccio Biringuccio tarafından yazılmıştır.

Bir süredir Çin, en büyük antimon ve bileşikleri üreticisi oldu ve çoğu üretim Hunan'daki Xikuangshan Madeni'nden geliyor. Antimonun rafine edilmesi için endüstriyel yöntemler, kavurma ve karbon ile indirgeme veya stibnitin demir ile doğrudan indirgenmesidir.

Metalik antimon için en büyük uygulamalar kurşun ve kalaylı bir alaşım ve kurşun-asit pillerdeki kurşun antimon plakalarıdır. Antimonlu kurşun ve kalay alaşımları, lehimler, mermiler ve kaymalı yataklar için gelişmiş özelliklere sahiptir. Antimon bileşikleri, birçok ticari ve ev ürününde bulunan klor ve brom içeren yangın geciktiriciler için önemli katkı maddeleridir. Ortaya çıkan bir uygulama, mikroelektronikte antimon kullanımıdır.

Çinko

Çinko, sembolü Zn, atom numarası 30 olan kimyasal bir elementtir. Oda sıcaklığında hafif kırılgan bir metaldir ve oksidasyon giderildiğinde parlak gri bir görünüme kavuşur. Periyodik tablonun 12. (IIB) grubunun ilk elementidir. Bazı açılardan çinko kimyasal olarak magnezyuma benzer: her iki element de yalnızca bir normal oksidasyon durumu (+2) gösterir ve Zn2+ ve Mg2+ iyonları benzer boyuttadır.[a] Çinko, Dünya'nın kabuğundaki en bol bulunan 24. element olup beş kararlı izotopu vardır. En yaygın çinko cevheri, bir çinko sülfür minerali olan sfalerittir.

Çinko cevherinin en büyük işletilebilir damarları, Avustralya, Asya ve ABD'dedir. Çinko, cevherin köpük flotasyonu, kavurma ve elektrik kullanılarak nihai ekstraksiyon (elektrokazanım) yoluyla rafine edilir.

Çinko, insanlar,[1][2][3][4] hayvanlar,[5] bitkiler[6] ve mikroorganizmalar[7] için temel eser elementtir ve doğum öncesi ve sonrası gelişim için gereklidir.[8] İnsanlarda demirden sonra en bol bulunan ikinci eser metaldir ve tüm enzim sınıflarında görülen tek metaldir.[4][6]

Elementlerin periyodik tablosunda geçiş elementleri grubundadır.

Düşük kaynama sıcaklığı dikkat çekicidir. Bu değer özellikle pirometalurjik metal üretiminde çok belirleyici bir etmendir.

Çinko dökülmüş halde sert ve kırılgandır. 120 °C'de şekillendirilebilir.

Kullanım alanları

Çinko, dünyada yıllık kullanım miktarı açısından demir, alüminyum ve bakırdan sonra gelir. Çinko:

• korozyondan korunma amacıyla, çelik gibi diğer metallerin galvanize edilmesinde,
• pirinç, nikelli gümüş, değişik lehimler, alman gümüşü gibi alaşımların yapımında,
• genellikle otomotiv endüstrisinde döküm kalıplarında,
• pillerin gövdelerinin yapımında kullanılır.
• Çinko oksit, sulu boyalarda beyaz pigment olarak ve lastik sanayiinde aktivatör olarak kullanılır. Reçetesiz satılabilen bazı merhemlerin bileşiminde bulunur ve ince bir tabaka halinde uygulandığında cildin su kaybetmesini önler. Yazın güneş, kışın da soğuk yanıklarına karşı koruyucudur. Bebeklerin bez bağlanan bölgelerinde çok az miktarda kullanılarak ciltte meydana gelebilecek kızarıklıklar önlenebilir. Yaşa bağlı göz hastalıklarının tedavisinde de kullanılır.
• Çinko klorür, deodorantlarda ve ahşap koruyucu olarak kullanılır.
• Çinko sülfür, karanlıkta parlayan pigment olarak saatlerin akrep ve yelkovanlarında kullanılır.
• Çinko metil, (Zn(CH3)2) pek çok organik maddenin sentezinde kullanılır.
• Çinko, pek çok günlük vitamin ve mineral ilaçlarının bileşenidir. Cildin ve kasların erken yaşlanmasını önleyen anti-oksidan özellikler taşıdığına inanılmaktadır.

Demir

Demir, simgesi Fe (Latince Ferrum'dan) ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.

İlk geçiş serisine ve periyodik tablonun 8. grubuna ait bir metaldir. Kütle olarak, Dünya'daki en yaygın elementtir, oksijenin hemen önünde sırasıyla %31.9 ve %29.7, Dünya'nın dış ve iç çekirdeğinin ise yaklaşık %80'ini oluşturur.[4] Dünya'nın yer kabuğunda %5 bolluk ile dördüncü en yaygın elementtir.[5] Esas olarak metalik hâlde meteorlar tarafından biriktirilir ve cevherleri de orada oluşur. Dünya'nın merkezindeki bu kadar yüksek miktardaki yoğun demir kütlesinin dünyanın manyetik alanına etki ettiği düşünülmektedir.[4]

Demir metali, demir cevherlerinden elde edilir ve doğada nadiren elementel hâlde bulunur. Metalik demir elde etmek için, cevherdeki safsızlıkların kimyasal indirgenme yoluyla uzaklaştırılmaları gerekir. Demir, aslında büyük ölçüde karbonlu bir alaşım olarak kabul edilebilecek olan çelik yapımında da kullanılır.

Demir, karbonla birlikte 1420–1470 K sıcaklığa kadar ısıtıldığında oluşan sıvı eriyik %96,5 demir ve %3,5 karbon içeren bir alaşımdır ve dökme demir veya pik olarak adlandırılır. Bu ürün ince detaylı şekiller hâlinde dökülebilirse de, içerdiği karbonun çoğunu uzaklaştırmak amacıyla dekarbürize edilmediği sürece, işlenebilmek için fazlasıyla kırılgandır.

Kurşun

Kurşun (Pb) atom numarası 82, atom kütlesi 207,19 olan mavi-gümüş rengi karışımı bir elementtir. 327,5 °C'ta erir ve 1739 °C'ta kaynar. Doğada, kütle numaraları 208, 206, 207 ve 204 olmak üzere 4 kararlı izotopu vardır.

Kurşunun son katmanında 4 açık elektron olmasına rağmen, genellikle bileşiklerinde +4 yerine +2 değerlik alır. Çünkü kalan son 2 elektron kolayca iyonize olabilir. Nitrattan ve klorattan farklı olarak kurşun (II) tuzları suda çok daha az çözünür.

Kurşunun kararlı bileşiklerinde (Tetraetil kurşun veya Tetrametil kurşun gibi) kurşun direkt olarak bir karbon atomuna bağlanmıştır. Bu bileşikler kaynama noktaları, sırasıyla 110 °C ve 200 °C olan renksiz sıvılardır.

Yer kabuğunda bulunma sıklığı 12,5 g/t'dur. Nabit (doğal) olarak bulunabilen metaller arasında yer alır. Kurşunun en çok rastlanılan cevherleri, sülfür minerali galen (PbS) ve onun oksitlenmiş ürünleri olan serüsit (PbCO3) ve anglezittir (PbSO4). Bu mineraller arasında en önemli olanı galendir. Genel olarak sfalerit (ZnS), gümüş ve pirit (FeS2) ile birleşik halde bulunur.

Nikel

Nikel gümüş-beyaz bir metaldir. Oldukça sert olup, Periyodik cetvelde geçiş metalleri arasında yer alır. Genelde pentlandit içinde demir ve kükürt ile, milerit içinde kükürt ile, nikelinin içinde arsenik ile birlikte bulunur.

Nikelin havaya karşı gösterdiği oksitlenme direnci sayesinde; bozuk para üretiminde, kimyasal araç ve gereçlerin üretiminde ve Alman gümüşü gibi birçok alaşımın üretiminde kullanılır. Nikel doğada genelde kobalt ile birlikte bulunur. Alaşımlar (özellikle süper alaşımlar) ve paslanmaz çelik üretiminde önemlidir. Ayrıca nikel doğal bir özelliği sayesinde manyetik bir alan içinde bir miktar boyut değiştirme kabiliyetine sahiptir. Nikelde bu değişim negatif yönde olmaktadır.

Nikelin oksitlenmiş hali genelde +2 değerliklidir ancak 0, +1, +3, +4 değerlikleri de gözlemlenmiştir. Bununla birlikte +6 değerlikli nikelin varlığı da mümkün olabilir.

Boksit

Boksit ( / ˈ b ɔː k saɪ t /​ ⓘ )nispeten yüksekalüminyumtortul kayaçtır. Dünyanın başlıcaalüminyumvegalyum. Boksit çoğunlukla alüminyumminerallerigibsit(Al(OH)3),böhmit(γ-AlO(OH)) vediyaspor(α-AlO(OH))götitOH)) vehematit( Fe2O3)olmakikidemir oksit, alüminyumkil mineralikaolinit( Al2Si2O5(OH)4)ve az miktardaanataz( TiO2)veilmenit( FeTiO3veya FeO·TiO2)karışımındanoluşur.[ 1 ] [ 2] Boksit donukparlakgörünürvekırmızımsı kahverengi, beyaz veya ten rengindedir . [ 3 ]

Kızılımsı kahverengi boksit Karşılaştırma için boksit ve ABD senti Boksit cevheri oluşturan pisolitlerin QEMSCAN mineral haritaları

1821'de Fransız jeolog Pierre Berthier , Güney Fransa'daki Provence'taki Les Baux köyü yakınlarında boksit keşfetti . [ 4

Oluşum

Çekirdeği aşınmamış kayaçtan oluşan boksit.

Boksit için çok sayıda sınıflandırma şeması önerildi ancak 1982 itibarıyla genel bir mutabakat yoktu. [ 6 ]

Vadász (1951), lateritik boksitleri (silikat boksitleri) karst boksit cevherlerinden (karbonat boksitleri) ayırt etti: [ 6 ]

• Karbonat boksitleri, çoğunlukla Avrupa , Guyana , Surinam ve Jamaika'da karbonat kayaçlarının ( kireç taşı ve dolomit ) üzerinde bulunur ve burada lateritik ayrışma ve kimyasal ayrışma sırasında çevreleyen kireç taşlarının yavaş yavaş erimesiyle yoğunlaşan dağılmış killerin ara katmanlarının kalıntı birikimiyle oluşmuştur .
• Lateritik boksitler çoğunlukla tropik ülkelerde bulunur . Granit , gnays , bazalt , siyenit ve şeyl gibi çeşitli silikat kayaçların lateritleşmesiyle oluşmuşlardır . Demir açısından zengin lateritlerle karşılaştırıldığında, boksitlerin oluşumu çok iyi drenaja sahip bir konumdaki yoğun ayrışma koşullarına daha da bağlıdır. Bu, kaolinitin çözünmesini ve jipsitin çökelmesini sağlar . En yüksek alüminyum içeriğine sahip bölgeler sıklıkla demirli bir yüzey tabakasının altında yer alır. Lateritik boksit yataklarındaki alüminyum hidroksit neredeyse yalnızca jipsittir.

Jamaika'da , toprakların yakın zamanda yapılan analizleri, yüksek kadmiyum seviyeleri gösterdi ve bu da boksitin Orta Amerika'daki önemli volkanizma dönemlerinden kaynaklanan Miyosen volkanik kül birikintilerinden kaynaklandığını düşündürmektedir. [ 7 ]

Üretim ve rezervler

Ayrıca bakınız: Ülkelerin mineral üretimine göre listesi

2005 yılında dünya boksit üretimi Avustralya'nın kuzey Queensland bölgesindeki Weipa'da dünyanın en büyük boksit madenlerinden biri bulunmaktadır

Gine, boksitin en büyük üreticisidir ve onu Avustralya ve Çin takip eder . [ 8 ] Boksit genellikle, neredeyse her zaman arazinin yüzeyine yakın , çok az veya hiç üst katman olmadan bulunduğu için şerit madenciliğiyle çıkarılır . Cevherlerden alüminyum üretmekten daha az elektrik gücü gerektiren artan alüminyum geri dönüşümü , dünya boksit rezervlerini önemli ölçüde artırabilir.

Alüminyum üretimi

Ayrıca bakınız: Alüminyum § Üretim ve rafine etme

Dominik Cumhuriyeti'ndeki Cabo Rojo'da yüklenen ve işlenmek üzere başka bir yere nakledilen boksit; 2007Hindistan'ın Nalconagar kentindeki National Aluminium Company'de 175 °C (347 °F) sıcaklıktaki sodyum hidroksit çözeltisiyle basınç altında yıkanarak sindirilen boksit.

2010 yılı itibarıyla , dünya kuru boksit üretiminin yaklaşık %70 ila %80'i önce alüminaya , ardından elektroliz yoluyla alüminyuma işlenmektedir . [ 9 ] Boksit kayaçları genellikle amaçlanan ticari uygulamalarına göre sınıflandırılır: metalurjik, aşındırıcı, çimento, kimyasal ve refrakter. [ 10 ] [ 11 ]

Boksit cevheri genellikle 150 ila 200 °C (300 ila 390 °F) sıcaklıkta bir sodyum hidroksit çözeltisi ile birlikte basınçlı bir kapta ısıtılır . Bu sıcaklıklarda alüminyum , sodyum alüminat olarak çözünür ( Bayer işlemi ). Boksitteki alüminyum bileşikleri gibsit (Al(OH) 3 ), böhmit (AlOOH) veya diyaspor (AlOOH) olarak mevcut olabilir; alüminyum bileşeninin farklı formları, çıkarma koşullarını belirleyecektir. Alüminyum bileşikleri çıkarıldıktan sonra çözünmemiş atık olan boksit atıkları , demir oksitler , silika , kalsyum , titanyum ve bir miktar reaksiyona girmemiş alümina içerir . Kalıntının süzülerek ayrılmasından sonra, sıvı soğutulduğunda saf gibsit çökeltilir ve daha sonra ince taneli alüminyum hidroksit ile aşılanır . Gibsit genellikle döner fırınlarda veya sıvı flaş kalsinatörlerde 1.000 °C'nin (1.830 °F) üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılarak alüminyum oksit ( Al2O3 ) haline dönüştürülür. Bu alüminyum oksit, yaklaşık 960 °C (1.760 °F) sıcaklıkta erimiş kriyolit içinde çözülür. Daha sonra, bu erimiş madde , adını Amerikalı ve Fransız kaşiflerinden alan Hall-Héroult işlemi olarak adlandırılan elektroliz işleminde içinden elektrik akımı geçirilerek metalik alüminyum elde edilebilir .

Bu sürecin ve Deville sürecinin icadından önce , alüminyum cevheri, cevherin elementel sodyum veya potasyumla birlikte vakumda ısıtılmasıyla rafine ediliyordu . Bu yöntem karmaşıktı ve o dönemde pahalı olan malzemeleri tüketiyordu. Bu durum, ilk elementel alüminyumu altından daha pahalı

Altın

Doré külçe, altın'ın yarı saf bir alaşımıdır . Genellikle bir maden sahasında üretilir ve daha sonra daha ileri saflaştırma için bir rafineriye taşınır .

Altın oranları büyük ölçüde değişebilir. Doré külçelerinin ağırlığı 25 kg'a kadar çıkabilir.

19. yüzyıldaki altın hücumları sırasında, altın külçeleri ve tozları, madenciler tarafından yanlışlıkla " külçe " olarak adlandırılan ham altın külçelerine eritiliyordu. Daha doğrusu, darphanelerin kabul edebileceğinden daha yüksek oranda gümüş ve diğer katkı maddeleri içeren dore külçelerdi. Darphane ve özel denetçiler, daha sonra dore külçelerini kabul edilebilir bir saflığa, yani 999 ayar altın külçesine rafine eder, gümüş ve baz metalleri çıkarırlardı. Kaliforniya altına hücumu döneminde , darphaneler " parça " külçeye dönüştürmenin asırlık kupelasyon işleminden uzaklaşıp , kimyager Joseph Louis Gay-Lussac tarafından Fransız darphanesi için geliştirilen asit rafinasyon işlemine yönelmeye başlamıştı . [ Açıklama gerekli ] Klondike altına hücum döneminde , darphaneler Gay-Lussac'ın asit işleminin yerini alıyor ve dore külçelerini 999,9 saflıkta altın külçelerine rafine etmek için elektroliz yöntemini uygulamaya başlıyordu

Crude Oil

Petrol kelimesi, Latince petro (taş) ve oleum (yağ) kelimelerinden oluşan taş yağı anlamına gelir. Petrol, organik maddelerin ayrışması ve basınç ve ısıya maruz kalmasıyla oluşur. Bileşiminde hidrojen ve karbon bulunurken, az miktarda azot, oksijen ve kükürt içerir. Rafine edilmemiş sıvı yağa ham petrol, ağır hidrokarbonlar ve katrandan oluşan yarı katı ve katı yağa asfalt, zift, katran ve benzeri isimler verilir. Ham petrolün ana bileşenleri hidrojen ve karbon olduğundan hidrokarbon olarak da adlandırılır. Ham petrol, günümüz ekonomileri için çok önemli bir enerji girdisidir. Bunun en önemli nedenlerinden biri, ham petrolün dünya toplam enerji tüketimindeki yüksek payıdır. Ham petrolün yoğun kullanımının en önemli nedeni ise yaygın tüketim ağıdır. Günümüzde elektrik üretiminden ulaşıma kadar geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Dünya genelinde ham petrolün %64,5'i ulaşımda, %16,6'sı enerji dışı uygulamalarda, %7,8'i sanayide, %5,4'ü konutlarda ve %5,7'si diğer amaçlarla kullanılmaktadır. 2021 yılı itibarıyla küresel ölçekte toplam ham petrol rezervi 244,4 milyar ton olup, ham petrol rezervlerinin dağılımında en büyük paya sahip ülke %20 ile Venezuela'dır. 2021 yılı üretim verilerine göre, dünyanın en büyük ham petrol üreticisi, dünya üretiminin %17'sini karşılayan ABD'dir. Ülkemizde 2022 yılında 3,58 milyon ton ham petrol üretilmiş ve 33,49 milyon ton ham petrol ithal edilmiştir. Bu verilere dayanarak, ülkemizin %90 oranında ham petrol ithalatına bağımlı olduğu sonucuna varılabilir. Türkiye'nin üretilebilir rezervi 2022 yılı itibarıyla yaklaşık 70 milyon tondur. Ülkemizde 2022 yılında 421.408 metre sondaj yapılarak 191 adet kuyu açılmıştır.