Tungsten - Volfram
Volfram beyazımsı gri renkli, eşsiz özelliklere sahip bir metaldir. Atom numarası 74, atom ağırlığı 184, yoğunluğu 19.3 gr/cm3’ tür. 3410 0C ile en yüksek erime noktasına sahip bir elementtir. Aynı zamanda paslanmaya çok dayanıklı olan volfram 1650 0C’nin üstünde en fazla gerilme direnci olan metaldir.
Doğada 20’den fazla volfram minerali bilinse de, ekonomik olarak işletilebilen minerellar şeelit (CaW04) ve volframittir [(Fe, Mn)W04].
Yerkabuğu ortalaması 1-1.3 ppm olan volfram en fazla granitler içinde bulunur (ortalama 1.5 ppm). Volfram taşıyan ana oluşumlar metamorfik kayaçlardır. Pek çok yatakta volframa bakır, kalay, bizmut, antimuan ve molibden mineralleri de eşlik eder.
Volfram çok asidik granitlerin pegmatitik pnömatolitik damarlarında ve hidrotermal kuvars damarlarında oluşabildiği gibi, bu granitlerin kireçtaşlarıyla dokanaklarında kontakt metasomatik olarak da oluşabilir. Volfram mineralizasyonunun oluşumunda hidrotermal çözeltiler önemli bir rol oynar. Kristalleşen magmanın kalıntı sıvılarında zenginleşen volfram kontakt zonlarında volframit veya şeelit şeklinde çökelir. Mineralizasyon oluşumu sırasında ortaya çıkan mineralin cinsi ortamdaki demir, mangan ve kalsiyum iyonlarının bağıl miktarı ve aktiflik dereceleri ile belirlenir.
Ekonomik volfram oluşumlarının başında kontakt metasomatik olarak oluşmuş kuvars damarlarına bağlı volframit cevherleşmeleri gelir. Bunlar dünya rezervinin büyük bir bölümünü oluşturur. Bunun ardından yine aynı tip yataklardan (dünya rezervinin yaklaşık 1/3’ü) elde edilen şeelit gelir. Bunların dışında hidrotermal damarlardan, stokvörk tipi oluşumlardan, pegmatitlerden, jeotermal oluşumlardan, plaserlerden ve tuz göllerinden de volfram elde edilebilir.
Volfram cevherlerinin kalitesi yararlı ve zararlı bileşenlerin tenörlerine, cevher yapısına ve tane büyüklüğüne bağlıdır. Ancak molibden, kalay, antimuan, fosfor, arsen, kükürt, bakır, bizmut gibi zararlı bileşenler volfram konsantresi eldesi sırasında çeşitli şekilde ayıklanabilmekte ve çoğu belli bir tenörden sonra yararlı metaller olmaktadır. Ancak bu bileşenler konsantrede bulunmamalıdır. Bu durumda volfram cevherlerinin kalitesinin en büyük faktörü W03 (%79.3 W içerikli ) cinsinden volframtenörüdür. İşletilen mono metalli volfram cevherlerinin çoğunluğunda endüstriyel asgari tenör % 0.3 ile % 0.5 W03 arasında değişmektedir. Damar biçimindeki cevherlerin mono metalli olanlarında % 0.3-0.6 W03, stok biçimlilerde % 0.2-0.6 W03, skarn cevherlerinde % 0.3-3.0 W03 arasında değişir. Yatak rezervlerinin büyük olması ve üretim kolaylığı sağlayan durumlarda endüstriyel asgari tenör % 0.2 W03’e kadar düşmektedir.
Volframın çok geniş ticari, endüstriyel ve askeri uygulama alanları vardır. Saf volfram vakumda ve asal gazlar içinde 2400 0C’ye kadar dayanıklılığını korur ve bu nedenle de elektrik ampüllerinde, elektrik bağlantı yerlerinde ve x- ışını tüplerinde kullanılır. Volfram alaşımları ( Cr, Ni, V, Co, Mo ile yapılan alaşımları) yüksek devirli kesme aletleri, valf, yay, buji üretiminde, metalik volfram ise galvanometre, teleskop, yay, jilet, piyano teli, metal aynası, ısıtma elemanı, termostat yapımında kullanılır. Volfram bileşikleri ise teksir ve baskı boyaları, cila, cam, mürekkep, makina yağları üretiminde kullanılır. Volframın en geniş kullanımlarından biri de tungsten karbit şeklindedir. Bu şekliyle yüksek ısıda (1000-15000C) sertliğini ve aşınma direncini koruduğu için metal işlerinde, madencilik ve yapı endüstrisinde kullanılır. Aynı zamanda askeri malzeme, ısı oluğu, radyasyon kalkanı, ağırlık ve karşı ağırlıkların üretiminde, çelik aksamların ve aşınmaya dayanıklı parça ve kaplama malzemelerinin yapımında da kullanılır. Benzersiz fiziksel özellikleri ile uzay endüstrisinde,gaz türbini ve dizel motor üretimi ile yüzey işleme endüstrisinde giderek daha fazla kullanılan bir maddedir. Örneğin renkli cam üretiminde, x-ışını ve televizyon lambalarında, petrol ürünleri endüstrisinde, kimya endüstrisinde, tekstil endüstrisinde volfram veya bileşikleri kullanılmaktadır. Uçak endüstrisinde de volframın önemli bir yeri vardır.
Titanyum, tantal ve niyobyum karbitler ve sinter alüminyum oksit bazı aşınmaya dayanımın söz konusu olduğu uygulamalarda volframın yerine kullanılabilir. Son yıllarda torna ve takım çeliklerinde volfram yerine molibden kullanılmaktadır. Vakum tüpler yerine transistörlerin kullanılması elektronik aletlerde volfram ihtiyacını azaltmıştır. Bazı kesme aleti uygulamalarında da seramikler alternatif olabilir.
DÜNYADA DURUM- Dünya volfram rezervleri Tablo 1’de verilmiştir.
Tablo 1. Dünya Tungsten Rezervleri (Tungsten içeriği)
Ülkeler
Rezerv (binton)
Toplamda Oranı (%)
Afrika
Zimbabve
5
0.2
Diğer
10
0.5
Asya
Çin
920
45.1
Malezya
17
0.8
Burma
15
0.7
Güney Kore
58
2.8
Tayland
30
1.5
Diğer
150
7.3
Avrupa
Avusturya
10
0.5
Fransa
20
1.0
Portekiz
25
1.2
Rusya
250
12.2
Diğer
50
2.4
Kuzey Amerika
Kanada
260
12.7
ABD
140
6.9
Orta ve Güney Amerika
Bolivya
53
2.6
Brezilya
20
1.0
Meksika
8
0.4
Okyanusya
Avustralya
1
0
Dünya Toplam
2 042
100.0
Gelişmiş Ülkeler
561
27.5
Gelişmekte olan Ülkeler
311
15.2
Çin ve Eski Sovyetler Birliği
1 170
57.3
Kaynak: Minerals Handbook, 1998-1999
Dünya toplam volfram rezervi 3,300,000 ton olarak tahmin edilmektedir. Bunun 2,042,000 tonu işletilebilir rezerv olarak kabul edilmektedir. Kaynakların % 27.5’i gelişmiş ülkelerde, % 15.2’si gelişmekte olan ülkelerde, % 57.3’ü ise Çin ve Rusya’da bulunmaktadır. Bilinen rezervler 57 yıl yetecek düzeydedir.
Dünya volfram üretim rakamları Tablo 2’ de verilmiştir.
Tablo 2. Dünya Volfram Üretimi (ton)
1997
1998
1999
2000
2001
Avusturya
1348
171
169
179
180
Portekiz
1029
821
435
735
735
Rusya
4500
3000
3000
3000
3000
Çin
25100
23900
20200
24600
26900
Kırgızistan
100
100
100
100
100
Myanmar
183
120
58
50
34
Özbekistan
1000
1000
1000
1000
1000
Bolivya
647
627
421
467
550
Meksika
179
131
41
-
-
Peru
279
76
-
-
-
ABD
100
100
100
100
100
Diğer
204
116
129
130
130
Toplam
34669
30162
25653
30361
32729
Tablodan da görüleceği gibi, 2001 yılında dünya üretimin yaklaşık % 82’si yalnızca Çin tarafından gerçekleştirilmiştir.
Dünyada volframa olan talep genel ekonomik koşullara bağlı olarak değişmekte ve dünya ekonomileri gelişirken artma eğilimi göstermektedir. Stratejik bir metal olduğu için fiyatlarda dalgalanmalar olabilir. Özellikle sıcak ve soğuk savaşların yoğunlaştığı yıllarda fiyatlar beklenmedik artışlar gösterebilir. Dünyanın en büyük volfram üreticisi olan Çin, ABD’nin dış alım yaptığı başta gelen ülkedir.
En büyük uç kullanım sektörü olan çimentolu karbitlerde volfram tüketimi gelecekte, otomotiv ve uçak, inşaat, madencilik endüstrileri ve petrol ve gaz sondajları, çimentolu karbit mikrosondalarının kullanıldığı yarı iletkenlerin üretildiği sektörlerin performansına bağlı olacaktır.
Dünya volfram arzı başlıca Çin’in üretim ve ihracatına bağlı olmaya devam edecektir. 2001 yılında % 65 W03 içeren volfram konsantresinin metrik tonu Londra Borsası’nda cif bazında ortalama 49-71$ arasında değişmiştir.ABD’de ise short tonu aynı bazda 65-43 $ arasında idi
Amonyum paratungstat ticari olarak en fazla kullanılan birincil volfram bileşiği olduğu için, referans olmuştur.2001 başlarında, dünyanın en büyük üreticisi olan Çin’in endüstrisini kontrol etme çabaları sonucu ABD Borsası’nda amonyum paratungstat fiyatları artmıştır. Fiyatlar Mayıs başından başlıyarak Temmuz başlarına kadar short ton başına 95-98 $ gibi en yüksek orana ulaşmıştır. Bu da 2000 yılı fiyatlarının hemen hemen iki katıdır. Yılın geri kalan kısmında ise fiyatlar düşerek 2000 sonu seviyesine gelmiştir. Fiyatlardaki azalma ABD’de 11 Eylül saldırılarının da etkisiyle dünya ekonomisindeki durgunluktan kaynaklı olarak volfram uç ürünlerine olan talepteki keskin düşüşe bağlanmıştır. Diğer nedenler arasında içlerinde volfram konsantresinin de bulunduğu maddelerin Çin’den gelen ruhsatsız/kaçak girişleri ve ayrıca tüketici ve tüccarlar tarafından envanterlerin çıkarılması da yer alır.
TÜRKİYE’DE DURUM
Ülkemizde volfram minerali ilk kez 1945 yılında Söğüt-Dudaş antimuan yatağında bulunmuştur. Volfram madenciliği ise 1964’lerde başlamış olup, ilk volram üretimi 1967 yılında Rasih ve İhsan Ltd. Şti. Tarafından Niğde’deki Sb-W-Hg yatağından yapılmıştır.
Ülkedeki cevherleşmelerin çoğu skarn tipidir. Bunların başlıca minerali şeelittir. Niğde-Gümüşler ve Söğüt-Dudaş’taki cevherleşmeler ise damarlar şeklinde olup, Hg ve Sb ile birlikte oluşmuştur. Başlıca volfram cevherleşmeleri Bilecik (Söğüt-Dudaş), Bursa (Uludağ-Kozbudaklar), Çanakkale (Yenice-Çakıroba-Hamdibey), Elazığ (Kebandere-Soğanlıköy-Nallıziyaret), Kırklareli (Demirköy), Ankara (Keskin-Çelebi), Niğde (Gümüşler), ve Yozgat (Akdağmadeni) yörelerindedir.
Türkiye volfram rezervleri Tablo 3’de verilmiştir.
Tablo 3. Türkiye Volfram Rezervleri (ton)
YeriTenör % WO3GörünürGör+MuhMuhtemelMümkünToplamWO3Bursa-Uludağ0.46 698 338796 6385 302 1713 790 03016 587 177663 49Bursa-Kozbudaklar0.3210 000210 000650Elazığ-Keban-Soğanlıköy0.02-1.12230 000255 000510(Ort.0.2)Elazığ-Keban-Keban D.0.25 0005 00010Niğde-Gümüşler0.1100 000100 000100Ç. Kale-Yenice-Hamdibey0.53 0003 00015Bilecik-Söğüt-Dudaş0.0410 00010 0004
Kaynak: DPT, VII. Beş Yıllık Kalkınma Planı ÖİK. Raporu.
* Ortalama tenör rezerv kategorilerinin ağırlıklı ortalamasıdır.
Ülkemiz volfram rezervi 67,638 ton olup, dünya toplam rezervinin yaklaşık % 2’sine karşılık gelir. Bunların içinde Bursa-Uludağ volfram yatağı ülkemizin en büyük yatağı olup, toplam rezervlerin % 98’ini oluşturur. Etibank’ın 1997’de kurduğu tesiste deneme çalışmalarına başlanmış ve 28.03.1989 tarihine kadar üretim faaliyetleri sürmüştür. Tesiste en son 1988 yılında kapalı ocaktan üretilen 89,829 ton tüvenan cevher zenginleştirilerek 352 ton II. kalite (% 40 WO3) şeelit konsantresi elde edilmiştir. Çeşitli hammadde ve teknolojik sorunlar ile öngörülen yatırımların yapılamaması ve dünya pazarlarındaki gelişmeler sonucu, işletme faaliyetleri rekabet edebilirliğini kaybettiği gerekçesiyle durdurulmuştur. Halen ülkemizde volfram madenciliği yapılmamaktadır. Bu nedenle de konsantre üretimi söz konusu değildir.
Volframın yurtiçinde en çok tüketilen alaşımı ferrotungstendir ve ithalat yolu ile karşılanmaktadır. Bu alaşım % 80 W içermektedir ve volframlı takım çelikleri üretiminde kullanılmaktadır. Yıllık 50 tonluk tüketimi vardır. Ayrıca tungsten karbür (WC) yılda yaklaşık 25 ton ithal edilen ve yurtiçinde kullanılan başka bir volfram bileşiğidir. Türkiye ayrıca, ABD’den volfram toz metal ithal etmektedir. 2000 yılında 4 ton ithalat için 74,000 $, 2001 yılında ise 2 ton ithalat için 86,000 $ ödenmiştir. Eldeki sınırlı verilerle projeksiyon yapıldığında, ileriki yıllarda da volfram ithalatının süreceği söylenebilir. Ferrotungsten talebinin 50 ton/yıl’ın biraz üstünde olması beklenmektedir. Yine tungsten karbür ihtiyacının da 25 ton/yıl’ın üstünde olacağı tahmin edilmektedir.
Kaynak: Jeoloji Mühendisleri Odası