YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN - Kimmuh.com · Boraks dekahidrat fotoğrafç ılk ve pentahidrat Sodyum deterjan ve ağart ıc tekstil boyalar perborat dezenfektan yün koruyucu tekstil

1

YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN

Çinko borat

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2007


2

Çinko borat polimer, ahşap, tekstil gibi sektörlerde kullanılan alev geciktirici inorganik bir katkı maddesidir. Değişik bileşimlerde çinko borat bulunmaktadır. Bunlardan ticari öneme sahip olanlar

2ZnO⋅3B2O3⋅3.5H2O, ZnO⋅B2O3⋅2H2O, ZnO⋅3B2O3⋅7-7.5H2O, 2ZnO⋅3B2O3⋅9H2O,3ZnO⋅2B2O3⋅5H2O, ZnO⋅B2O3⋅1.5H2O, 4ZnO⋅B2O3⋅H2O ve 2ZnO⋅3B2O3 olarak sıralanabilir.

Alev geciktirici katkı maddesi olarak çinko borat kendi başına veya ek katkı maddeleri ile birlikte kullanılmaktadır. Çinko boratın alev geciktiriciliği üzerine pvc, eva, mdf, ahşap, kablo ve yalıtım malzemeleri alanında yapılan bazı çalışmalar mevcuttur.Çok farklı ve çeşitli uygulamalarda kullanılan kabloların ve elektrik sektöründe kullanılan yalıtım malzemelerinin yanmaya karşı dayanıklı olması çok hassas ve önemli bir konudur. Bu konuda yapılan çalışmalarda alev geciktirici katkımaddesi olarak ürüne çinko borat, magnezyum hidroksit ve antimon oksit karışımları eklenmiştir. Varılan sonuç; ürünün mekanik özellikleri değişmeden istenilen yanmazlık özelliklerine ulaşıldığı şeklindedir.



3

Çinko boratla işlem görmüşkompozit ahşap 10 yıl garantili olup , hiçbir bakım gerektirmeyen, böceklere, mikroplara, çürümeye ve bozulmaya dayanıklıdır



4

Sodyum Borhidrür

Tüm dünyada son yıllarda alternatif enerji kaynağı olarak hidrojen öne çıkmıştır ve· Hidrojen Üretimi· Hidrojen Depolama ve Taşıma· Yakıt Pili Geliştirilmesi· Kullanılacağı Sisteme Entegrasyonukonularındaki çalışmalar yoğun olarak sürdürülmektedir. Bu alanlardaki çalışmalarda sodyum borhidrürünhidrojen verme ve taşıma özelliğinden dolayı ön plana çıktığı ve giderek öneminin arttığı görülmektedir. Bir hidrojen taşıma ortamı olarak sodyum borhidrürünkullanım potansiyeli, sahip olduğu avantajlar nedeniyle yüksektir.



5

Sodyum borhidrür’ün alkali çözeltileri katalitik olarak,

bağıntısı uyarınca hidrojen verir. Bu özellik yeni ve temiz enerji politikalarıyla birlikte değerlendirilebilirse bor için çok yaygın ve kalıcı bir tüketim alanı yaratılabilecektir.Sodyum borhidrürün diğer hidrojen taşıma ortamlarına göre avantajları:Ağırlıkça % 20 hidrojen depolayabilir.Yanıcı/patlayıcı değildir.Reaksiyon kolayca kontrol edilebilir.Hidrojenin yarısı hidrürden, diğer yarısı ise sudan gelmektedir.Katalizör ve sodyum metaborat tekrar kullanılır.

Sodyum borhidrür çözeltisinden katalitik olarak elde edilen hidrojen gazı,yakılarak,geri dönüşsüz pil olarak,yakıt pilinde kullanılarak enerjiye dönüştürülebilir.

Türkiye’nin, sahip olduğu bor cevherleri zenginliğini katma değere dönüştürebilmesi, dünya bor pazarında sahip olduğu bu zenginliğe koşut bir yere gelebilmesi için, katma değeri yüksek, yaygın olarak büyük miktarlarda kullanılabilecek bor bileşikleri üretimine geçmesi gereklidir. Bu bağlamda sodyum borhidrür üretimi iyi bir örnektir.



6

Sodyum borhidrürün mevcut kullanım alanları:

Özellikli Arıtım Kimyasalları,Selüloz Ağartma,Metal Yüzeylerin Temizlenmesi,Fotoğrafçılık ve Metal Yüzey İşlemlerinde Değerli Metal Kazanma,Atık Sulardan Ağır Metalleri Giderme,Hidrojen Taşıma/Depolama olarak sıralanabilir.

Kullanılmasının yaygınlaştırılmasında en önemli engel ise mevcut üretim yöntemleri nedeniyle fiyatının yüksekliğidir.



7

Sodyum borhidrür hazırlama ve üretimi için çalışılan diğer reaksiyonlar Çizelge 1’de topluca verilmektedir. Bu yöntemlerde aşağıda verilen dezavantajlar mevcuttur:

Na, NaH gibi üretilmeleri zor başlangıç maddeleri,B(OCH3)3, BF3 gibi üretilmeleri özel koşullar isteyen borlu başlangıç maddeleri,Yüksek sıcaklık ve basınç,Uzun reaksiyon süreleri,Organik reaksiyon ortamıSaflaştırma (ekstraksiyon, damıtma vb.) ve geri kazanma işlemleri.



8



9



10

Zirkonyum diborür ZrB2Diğer boritlerin içerisinde ZrB2 önemli bir malzemedir. Yüksek ergime noktasına, sertliğe, elastik modüle, elektrik iletkenliğine sahiptir. Ferit olmayan metallere, bazik olmayan cüruflara, kriyolit, HCl ve HF e karşı mükemmel kimyasal direnci vardır.Zirkonyum di borür hegzagonal yapıya sahiptir.ZrB2 nin TiB2 ye göre avantajları vardır. TiB2 ye göre daha yüksek yoğunluğa sahip olmasına rağmen, pek çok dengeli ara faza sahip oluşu ZrB2 nin takviyeli kompozit malzeme üretimi için tercih edilmesine sebep olur.Geçiş metali bor kaplamalar son yıllarda oldukça ilgi çekici hale gelmiştir. Bu malzemeler yüksek aşınma ve korozyon direnciyle beraber yüksek sertliğe sahiptir. özellikle krom di borür, korosifaşınmaya ortamlarında kullanılan sağlam bir malzemedir.

Bor FiberlerBor fiberler, cam tüp reaktör içindeki tungsten filamen üzerine CVD tekniği kullanılarak, bor triklorürün hidrojen redüksiyonu ile üretilir. 1350 °C deki en temel reaksiyonu aşağıdaki gibidir.

2BCl3(g) + 3H2 (g) → 2 B (s) + 6HCl

Fiber yüzeyleri nodülerdir. Fiber kristal yapısı çok ince ve komplekstir, kalınlığı 2 nncivarındadır.Boron fiberler, özellikle kompozit uygulamalarında

destekleyici, takviye edici elemanlar olarak üstün özellikler gösterir.



11

İnorganik Bor Bileşikleri



12



13

İlave edildiği ürünlerin katma değerlerini arttıran bor madeninin yaklaşık 250’yi aşkın kullanım alanı mevcuttur. Şekilde görüleceği gibi, özellikle bor ürünleri hafifliği, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere dayanıklılığı nedeniyle

plastiklerde, sanayi elyafı üretiminde, lastik ve kağıt endüstrisinde, ısıya dayanıklı cam gereçleri üretiminde, nükleer enerji santrallerinde, roket yakıtlarında, sert çelik üretiminde, emaye ve porselen sırlarının üretiminde, ilaç, kimya ve kozmetik endüstrisinde, fotoğrafçılıkta, boya, dericilik ve çimento endüstrisinde kullanılmaktadır.



14

kola ve diğer yapıştıryapıştırıcı çimentodeterjan kozmetik ve ilaçtarım ilaçları elektirk yalıtımı

Sodyum fotoğrafçılık tarım ilaçlarımetaborat tekstil yanmayı geçiktiren ka

Sodyum Borat cam ve cam elyafıCevherleri Rafine veya Sodyum gübre katkısı gübre katkısı

konsantre pentaborat yanmayı geçiktirici katkı dericilikBoraks dekahidrat fotoğrafçılıkve pentahidrat Sodyum deterjan ve ağartıcı tekstil boyaları

perborat dezenfektan yün koruyucutekstil ve boya

gübre katkısıGöl Suları Susuz boraks cam

cam elyaf ımetalurji (eritici)cam emaye ve cila

Susuz borik asit antiseptikbor alaşımlarıkozmetik

Borik asit nükleer uygulamalarnaylon

Kalsiyum Borat fotoğrafçılıkCevherleri tekstil

cam emaye ve cila

bor alaşımlarıtekstil cam elyafı

Sodyum Kalsiyum selülozik yalıtkanlıkBorat Cevherleri cam elyaf ı yalıtımı

metalurjinükleer uygulamalar

kola ve diğer yapıştırıyapıştırıcı çimentodeterjan kozmetik ve ilaçtarım ilaçları elektirk yalıtımı

Sodyum fotoğrafçılık tarım ilaçlarımetaborat tekstil yanmayı geçiktiren ka

Sodyum Borat cam ve cam elyafıCevherleri Rafine veya Sodyum gübre katkısı gübre katkısı

konsantre pentaborat yanmayı geçiktirici katkı dericilikBoraks dekahidrat fotoğrafçılıkve pentahidrat Sodyum deterjan ve ağartıcı tekstil boyaları

perborat dezenfektan yün koruyucutekstil ve boya

gübre katkısıGöl Suları Susuz boraks cam

cam elyaf ımetalurji (eritici)cam emaye ve cila

Susuz borik asit antiseptikbor alaşımlarıkozmetik

Borik asit nükleer uygulamalarnaylon

Kalsiyum Borat fotoğrafçılıkCevherleri tekstil

cam emaye ve cila

bor alaşımlarıtekstil cam elyafı

Sodyum Kalsiyum selülozik yalıtkanlıkBorat Cevherleri cam elyaf ı yalıtımı

metalurjinükleer uygulamalar

Çok geniş ve çeşitli alanlarda ekonomik olarak kullanılan bor mineral ve bileşiklerinin kullanım alanları günlük yaşamımıza ve sanayinin her alanına girerken bor madeninin kullanım alanları ve kullanım miktarı da bölgelere göre önemli farklılıklar göstermektedir.

Dünyada üretilen bor cevherlerinin ancak % 10'u direkt olarak kullanım alanı bulurken, cevherlerin geriye kalan kısmı bor rafine ürünleri elde etmek için kullanılmaktadır.

Dünya bor kullanımının yaklaşık olarak % 80'ini ABD ve Batı Avrupa ülkeleri yapmaktadır Örneğin, Avrupa'da en fazla bor madeni kullanımı ağırlıklı olarak deterjan sanayinde kullanılan sodyum perborat üretiminde olurken, Kuzey ve Orta Amerika'da ise izolasyon cam yününde (fiberglas) olmaktadır.



15

Ülkemizde ise bor mineralleri üretiminin % 80 – 90'ırafine bor ürünlerinin üretiminde geriye kalan bor mineralleri ve ürünleri ise en çok kimya ve cam sanayiinde kullanılmaktadır.

Genel olarak ülkemizde bor tüketimi çok düşük seviyelerde olup, üretilen bor cevherleri ve ürünlerinin büyük bir kısmı ihraç edilmektedir.

Türkiye, Batı Avrupa içinde değerlendirilirken Türkiye’nin bor madeni kullanım miktarı ancak dünya üretiminin % 1-2’si civarında gerçekleşmektedir.

Dolayısıyla Türkiye dünya çapında bor üreticisi olmasına rağmen, bora dayalı ya da bor kullanan endüstrilerde tamamen dışa bağımlıdır.

DDÜÜNYA GENELNYA GENELİİNDE BOR MNDE BOR MİİNERALLERNERALLERİİNNİİN N

UYGULAMA ALANLARINA GUYGULAMA ALANLARINA GÖÖRE KULLANIMI :RE KULLANIMI :

CAM ÜRÜNLERİ%37

SERAMİK%13

DETARJANLAR%15

TARIM%7

DİĞER%28



16

Tablo Nihai Kullanım Bazında Bor Kullanımı

1001.511398692421TOPLAM243697720884Diğer

458271417Tarım1116187767Fiberglas tekstil11162806913Seramik12179735551Borosilikat Cam192801724221Deterjan203023797168Yalıtım, Fiberglas

Oran%

Toplam Miktar

DiğerBatıAvrupa

Kuzey Amerika

KULLANILAN MİKTARKULLANIM ALANI

Kaynak: Roskill,, The Economics of Boron, Tenth Edition, Londra, 2002.

Doğadan çıkarılan bor minerallerinin doğrudan tüketimi, diğer madenlerde de olduğu üzere söz konusu değildir. Bir takım cevher zenginleştirme işlemlerine tabi tutulmaları gerekmektedir. Doğadan çıkarılan cevherlerin tabi tutulacağı sonraki işlemlerin sonucunda katma değeri de önemli ölçüde yükselmektedir. Bor minerallerinin her biri için uygulanan cevher zenginleştirme yöntemi, üretilecek bor ürünü için piyasada oluşan genel eğilime ve talebe bağlı olarak değişebilir. Tüvenan bor cevherleri genellikle yüksek tenörlüolduğundan sadece kırma, eleme ve sınıflandırma işlemleri yoluyla da kolayca zenginleştirilebilmektedirler. Bu etken de üretim maliyetinin oldukça düşük gerçekleşmesine olanak tanımaktadır.



17

Bor cevherlerinin bazı sanayi kollarında rafine bor bileşiklerine dönüştürülmesi gerekmekte ve bu da metalurjik ve kimyasal işlemlerden geçirilmesini gerektirmektedir. Metalurjik işlemler aşamasından çıkan ürünün yaratacağı katma değer dolayısıyla ulusal ekonomiye katkısı da çok daha büyük önem arz edecektir. Örneğin maden ocağından çıktığı hali ile (tüvenan) ihraçedilen bir kolemanit cevherinin satış bedeli 1 birim ise, bu cevher zenginleştirme prosesine tabi tutulduktan sonraki konsantre ürünün satış bedeli 5 birim, bu konsantreden basit kimyasal-metalurjik işlemler sonucu elde edilebilecek borik asit ürününün satış bedeli 10 birim ve bundan elde edilmesi muhtemel diğer uçürünlerin satış bedeli ise yaklaşık 50 birim kadar olabilmektedir.



18

Cam ve Cam ElyafCam ve Cam Elyafıı,,Deterjan Deterjan SanayiiSanayii,,

Seramik ve Emaye Seramik ve Emaye SanayiiSanayii,,Tekstil Tekstil SanayiiSanayii,,

MetalMetalüürji,rji,TarTarıım ve Tarm ve Tarıım m İİlalaççlarlarıı,,NNüükleer Uygulamalar,kleer Uygulamalar,

SSüüper per İİletken Alaletken Alaşışım m ÜÜretimiretimi

BORBOR



Documents

YRD. DOÇ. DR. ATİLLA EVCİN - Kimmuh.com · Boraks dekahidrat fotoğrafç ılk ve pentahidrat Sodyum deterjan ve ağart ıc tekstil boyalar perborat dezenfektan yün koruyucu tekstil