Pekin : 21 Temmuz 2019 / 09:01
YAZAN : Gökhan BİNZAT
Siz de benim gibi maden ya da kimya mühendisliği okumadıysanız nadir ya da azrak toprak metalleri ya da elementleri ilk kez duyuyor olabilirsiniz.     Ancak son zamanlarda nadir toprak metaller oldukça önem kazanmaya başladı. Bir gazete haberinde dikkatimi çeken konu üzerinde biraz araştırma yapınca ilginç sonuçlara ulaştım. İlginizi çekebileceğini düşünerek elde ettiğim bilgileri aşağıda paylaşıyorum. Sıkılmayacağınızı umuyorum...
                                   
    Nadir toprak metaller; yerkabuğunda üç değerlikli bileşikleri bulunan, kimyasal özellikleri çok benzeşik, atom sayıları 57 - 72 arasındaki Lantanitler ile Skandiyum ve İtriyum’dan oluşan elementler grubu olarak biliniyor. 17 nadir toprak metali bulunuyor. Cetvelde sarı ile işaretli olanlar.



İsimlerinin aksine bu metaller aslında az bulunan metaller değiller. Yeryüzünde gümüş gibi yaygın olarak bulunuyorlar. Bazıları Dünya genelinde kurşundan daha fazla miktarda var. Bolca bulunmalarına rağmen, cevherlerinden özütlenmelerinin (extraction) çevreye zararlı ve pahalı olması ve güçlükle yapılması, nadir toprak metalleri olarak adlandırılmalarına neden olmuş.
    Nadir toprak metallerin çok geniş bir sahada uygulama alanı bulunuyor. Melez (hybrid) araba motorları, bilgisayar sabit diskleri, cep telefonları ve rüzgar türbinleri gibi yüksek teknoloji ürünlerinde, askeri cihaz ve silahlarda kullanılıyorlar. Askeri kullanım alanları; jet motorları, akıllı bombalar, güdümlü mermiler, lazerler, radarlar, gece görüş gözlükleri ile uydular.
    Bu 17 metalin büyük bir kısmı Çin’de üretiliyor. Çin nadir toprak metal piyasasının %97’sine, tüm Dünya rezervinin %35’ine sahip. Neredeyse tüm Dünyanın ihtiyacını karşılıyor. Nadir toprak metallerin Çin’in tekelinde olmasının nedenleri arasında; ucuz işgücü, çevreyi korumaya yönelik iç mevzuatın yetersizliği ve madenciliğinin devlet tarafından teşvik edilmesi olarak sayılabilir. Bu faktörler tabiatıyla bu metallerin çıkarılması ve üretiminde Çin’i rakipsiz üretici konumuna yükseltmiş bulunuyor.  Komünist Parti eski lideri Deng Xiaoping; “Ortadoğu’nun petrolü varsa, Çin’in nadir elementleri var” sözleriyle Çin’in avantajlı konumuna aslında 1994’te işaret etmiş iyi mi?..
     “British Geological Survey” uluslararası piyasalarda risk altında bulunan kimyasal elementlerin listesini 2011’de yayımlıyor. Nadir toprak elementlerin Çin dışında da çıkarılabildiğini; ancak çıkarılma ve özütleme maliyetlerinin piyasayı belirlediğine, Çin ile rekabet edilemediğine değiniyor.
     Bu arada, nadir toprak metal rezervleri bakımından ABD de Dünya genelinde ikinci sırada bulunuyor. Birleşik Devletler Jeolojik Etüt Dairesi (U.S. Geological Survey)’ne göre ABD’de 13 milyon metrik ton nadir toprak metali bulunuyor. Rezervler çoğunlukla batıda, California, Alaska, Wyoming gibi eyaletlerde. Maden tesislerinin Çin’e taşındığı yıllar olan 1980’lere kadar ABD, nadir toprak metallerin Dünya genelinde ana tedarikçisi olmuş. Ancak bugün nadir toprak metallerini üretemiyor.   California Madeni “A.U.S.” maden ayrıştırma ünitesi 1998 yılında kapanmış, 2002 yılında tüm üretimini durdurmuş. Akıllı bombalarda kullanılan Neodymium manyetiklerini üreten “Magnequench International Inc.”in Indiana’da bulunan fabrikası 2003 yılında üretim araçları ile birlikte Çin’e taşınmış.
    Pentagon ABD’nin savunma sanayinde Dünya nadir toprak metal rezervinin % 5’ini kullandığını iddia etse de önemli silahların üretiminde aslında Çin’e göbekten bağlı. Savunma Bakanlığı eski ticaret danışmanı Peter Leiter, Pentagon’un bu konuya inanılmaz derecede kayıtsız kaldığını ileri sürerek, Çin’in bu materyali baskı aracı olarak kullanacağının işaretlerinin çoktan geldiğini belirtmiş bile.






Çin’den ithal edilen materyaldeki azalma ABD’nin devam eden silah projelerinin yavaşlamasına da neden olmuş. M1A2 Abrams tanklarının navigasyon sistemlerinin samaryum kobalt manyetikleri, samaryum ve neodymium metali, “Northrop Grumman Corp.” tarafından imal edilen ve DDG 51 tipi muhriplerinde kullanılan melez (hybrid) elektrik tahrik sistemlerinin neodymium manyetikleri, yine DDG 51 tipi muhriplerde bulunan “General Dynamics Corp.” ve “Lockheed Martin Corp.” tarafından üretilen Aegis SPY-1 radarlarındaki samaryum kobalt manyetikleri Çin Halk Cumhuriyeti’nden tedarik ediliyor. Bu sistemlerin, 35 yıllık kullanım ömürlerini doldurmasının ardından başka sistemlerle değiştirilmeleri planlanıyor.



Ekonomik açıdan bakıldığında, ABD topraklarında bulunan madenleri kapatarak ve üretime son vererek Çin’in nadir toprak metallerin üretiminde Dünya lideri olmasına dolaylı olarak katkıda bulunduğu anlaşılıyor. Yerli üretim tesislerini satmak, madenleri kapatmak suretiyle nadir metallerin tedarikinde ithalata bağımlı hale gelmiş.
    Çin’in piyasayı tekelinde bulundurması nedeniyle nadir toprak metallerin yurt içi üretimine ve ihracatına kota koymuş, fiyatını artırmış, ayrıca ihracat vergisini % 15’ten % 25’e çıkarmıştır.
        Mevcut şartlarda ABD’nin kısa dönemli bir çözüm olarak yeni teknolojiler geliştirilene veya yeni madenler açılana kadar nadir toprak elementlerin stoklanması öngörülüyor. Japonya ve Güney Kore’nin stratejik nadir toprak metali stokları bulunuyor. Çin de 2011’den itibaren stoklamaya başlamış. ABD petrol ve helyumu ve tıbbi malzemeleri stokluyor ama nadir toprak metalleri 1998’de stoklamaktan vazgeçmiş.
    Yeni madenlerin açılmasının ardından etkinlikle işletilmeye başlatılmasının gecikmeler olmazsa 10-15 yıl sonra gerçekleşmesi bekleniyor. Bu durumda en azından 10 yıl daha Çin’in bu elementlerin üretim ve pazarlamasında tekel konumunu sürdüreceği anlaşılıyor.
   
  Nadir toprak metaller grubu ve kullanım alanları ise şöyle:
 

Atom Numarası

Sembol

Adı

Etimoloji

Kullanılma Alanları

21

Sc

Skandiyum (Scandium)

Cevherinin ilk bulunduğu yer olan Latince Scandia (Scandinavia-İskandinavya)’dan adını almaktadır

Hafif alüminyum-skandiyum alaşımı hava-uzay araçlarının aksamlarında, civa buharlı lambalarda katkı olarak kullanılmaktadır.

39

Y

İtrium

(Yttrium)

Cevherin ilk görüldüğü İsveç’in Ytterby köyünden ismini almaktadır.

İtrium - alüminyum nartaşı (YAG) lazerinde, İtrium vanadat (YVO4) evropiyumla TV kırmızı fosfor YBCO yüksek ısılı süper iletkenlerinde, İtrium demir nartaşı (YIG) mikrodalga filtrelerinde kullanılmaktadır.

57

La

Lantan (Lanthanum)

Yunanca saklı anlamına gelen “lanthanein”den ismini almaktadır.

Yüksek refraktif indeks camları, çakmaktaşı, hidrojen depolamada, pil elektrotlarında, kamera lenslerinde, petrol rafinerilerinde akışkan tezgenli parçalama birimi olarak kullanılmaktadır.

58

Ce

Seryum

(Cerium)

Roman tarım tanrıçasının adını verdiği cüce gezegen Ceres’den adını almaktadır.

Kimyasal oksitleyici etkin maddesi, parlatma tozu, cam ve seramiklere sarı renk verilmesinde, kendini temizleyen fırınlarda katalizör olarak, petrol rafinerilerinde akışkan tezgenli parçalama birimi olarak, çakmaklarda ferro seryum çakmaktaşı olarak kullanılmaktadır.

59

Pr

Praseodim (Praseodymium)

Yunanca pırasa yeşili anlamındaki "prasios" ve ikiz anlamındaki "didymos"dan adını almıştır.

Nadir toprak manyetiklerinde, lazerlerde, karbon ark ışığı hammaddesi olarak, cam ve mine renklendirilmesinde, kaynak gözlüklerinin Didmiyum camlarında katkı malzemesi olarak, ferro seryum ateş çeliği (çakmak taşı) ürünlerinde kullanılmaktadır.

60

Nd

Neodim (Neodymium)

Yunanca yeni anlamındaki "neos", ve  ikiz anlamındaki "didymos"dan adını almıştır.

Nadir toprak manyetiklerinde, lazerlerde, cama menekşe rengi verilmesinde, seramiklerde, seramik kapasitörlerde kullanılmaktadır.

61

Pm

Prometyum (Promethium)

Ölümlülere ateşi getiren Prometheus’tan adını almaktadır.

Nükleer pillerde kullanılmaktadır.

62

Sm

Samaryum

(Samarium)

Keşfini yapan Vasili Samarsky-Bykhovets’den adını almıştır.

Nadir toprak manyetiklerinde ve lazerlerde, nötron kapımında, MASER (Mikrovawe Amplification by Stimulated Emission of Radiation)’lerde kullanılmaktadır.

63

Eu

Evropiyum

(Europium)

Avrupa (Europe) kıtası adını vermiştir.

Kırmız ve mavi fosfor, lazer, civa buharlı lambalarda, Nükleer Manyetik Rezonans  (NMR) durulma etkin maddesi olarak kullanılmaktadır.

 


  1 Emily Coppel, Rare Earth Metals and U.S. National Security, 1 Şubat 2011
  2 Ivan Broadband, Voice of America, China’s Rare Earth Mineral Supply Manipulation Could Backfire, 26 Kasım 2011
  3 Emily Coppel, Rare Earth Metals and U.S. National Security, 1 Şubat 2011
  4 Peter Robison ve Gopal Ratnam, Bloomberg News, 15 Nisan 2010
  5 Peter Robison ve Gopal Ratnam, Bloomberg News, 15 Nisan 2010
  6 http://en.wikipedia.org/wiki/Rare_earth_element
 
Çin vizesi