Metalik Madenler

KROM

Yer kabuğunun doğal  bileşenlerinden biri olan krom; metalurji,kimya ve refrakter sanayinin  temel elementlerinden biridir. Krom metalinin ekonomik olarak üretilebildiği tek mineral ise kromittir. Kromit, mineralojik olarak spinel grubuna ait bir mineral olup, küp sisteminde kristallenir. Teorik formülü FeCr2O4 olmakla birlikte, doğada bulunan kromit mineralinin formülü (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4 olarak verilmektedir.
             
Kromit mineralinin bazı fiziksel özellikleri şöyledir:

Özgül ağırlığı : 4.1 - 4.9 g/cm3
Sertliği           : 5.5
Rengi            : Parlak siyah
Çizgi rengi     : Kahverengi
Genelde manyetik özellik taşımaz.

Kromit minerali ve krom yatakları kökensel olarak ilişkili oldukları ultrabazik kayaçlar içinde bulunurlar. Ultrabazik kayacın (dunit, serpantinit) oluşturduğu hamura (gang) gömülü kromit kristalleri krom cevherini oluşturmaktadır. Ultrabazik hamur malzemesi içinde kromit kristallerinin ve/veya tanelerinin bulunuş yoğunluğu, sergiledikleri doku ve yapı özellikleri krom cevherinin masif, saçılmış (dissemine), nodüllü, orbiküler, bantlı, masif bantlı ve dissemine bantlı gibi nitelendirilmelerini sağlar. Mg, Cr, Fe, Al elementleri kromit mineralini oluşturan elementler olmakla birlikte, gang minerallerinden kaynaklanan silis de krom cevheri analizlerinin ayrılmaz bir parçasıdır.

Krom cevherinin kimyasal bileşimi cevherin sanayideki kullanım alanlarını belirlemektedir. Kimyasal analizlerde SiO2, Cr2O3, Al2O3 % miktarları ve Cr/Fe oranı çok belirleyici olmaktadır. Kromit mineralinin doğada bilinen en yüksek Cr2O3 içeriği % 68'dir. Krom cevherinin endüstrideki kullanım alanlarına göre kimyasal bileşimi ve fiziksel özellikleri ile ilgili sınırlamalar söz konusudur. Teknolojik gelişmelere uygun olarak cevherin kimyasal bileşiminden kaynaklanan kullanım sınırlamaları giderek daha esnek hale gelmektedir. Kimyasal cevher olarak tanımlanan yüksek demirli krom cevheri, gelişen teknolojiyle artık metalurji sanayiinde de kullanılabilmektedir.

Krom yataklarının içinde bulunduğu ultrabazik-bazik kayaç toplulukları köken, jeolojik konum, mineraloji, doku, v.b. özellikleri yönüyle başlıca üç tipe ayrılırlar:
a.) Bushveld (Güney Afrika), Stilwater (ABD) gibi duraylı kıtasal bölgelerde (kraton) bulunan stratiform sokulumlara bağlı krom yatakları : Büyük boyutlu, kilometrelerce devamlılık gösteren tabakalı yataklanmalardır. Yapısal olarak büyük bir karmaşıklık sergilemezler. Küçük tane boylu, düzgün kristal şekilli, Cr/Fe oranı düşük ve yüksek demirli cevher içerirler.

b.) Daha çok Alp dağoluşum kuşakları boyunca görülmeleri nedeniyle  Alpin tip diye anılan ultrabazik-bazik kayaç topluluklarına (ofiyolit istifi) bağlı krom yatakları (podiform tip) : Bunlar  mercek veya düzensiz şekilli, genelde küçük boyutlu, karmaşık yapısal ilişkiler sergileyen yataklardır. İri tane boylu düzensiz kristal şekilli, Cr/Fe oranı yüksek ve yüksek kromlu cevher içerirler.

c.) Üçüncü tip olarak gruplandırılan; eşmerkezli bir iç düzene sahip konsantrik ultrabazik-bazik kayaç topluluklarına bağlı krom  yatakları :
Bunların bugün için ekonomik önemi yoktur. Genellikle Alaska'da görülen bu tip yataklardan üretim yapılmamaktadır. Bununla birlikte ABD'de, bu kromitlerin zenginleştirilmesi testleri ve bunların ekonomikliği konusunda çalışmalar yapıldığı bilinmektedir. Bu tip yataklar genellikle yüksek demirli krom cevheri içerir.

Alpin tip cevherler, Cr/Fe oranlarının stratiform tip cevherlere göre daha yüksek olması nedeniyle 1970'li yıllara kadar metalurji sanayiinde rakipsiz olarak kullanılmıştır. Bu yüzden yüzyılın ilk üç  çeyreğinde kromit üretimi daha çok alpin tip yataklardan yapılmıştır.
Cr2O3  içeriği ve Cr/Fe oranı düşük, FeO içeriği yüksek olan stratiform tip yataklardan üretilen cevher ise, 1970'li yıllara kadar genelde kimya sanayiinde kullanılmıştır.
Ancak Alpin tip yataklarda rezerv belirleme güçlüğü ve uzun vadeli ticari bağlantıların yapılamaması gibi nedenler, stratiform tip yataklara ait krom cevherinin özellikle metalurji sanayiinde kullanımına  imkan sağlayan teknolojileri geliştirmeyi zorlamış; elde edilen olumlu sonuçlara bağlı olarak da bu tip yataklardan yapılan krom cevheri üretimi giderek artma eğilimi göstermeye başlamıştır.

Krom yatakları, maden yatağının boyutuna ve topoğrafyaya bağlı olarak açık veya yeraltı işletme yöntemleriyle işletilmektedirler. Geçmiş yıllarda birçok krom yatağı açık işletme yöntemiyle işletilmişse de günümüzde krom yatakları büyük çoğunlukla yeraltı işletme yöntemleriyle işletilmektedir. Krom cevheri başlıca metalurji, kimya, refrakter ve döküm  sanayiinde kullanılır.

Metalurji
Metalurji sanayiinde krom cevherinin en önemli kullanım alanı paslanmaz çelik yapımında kullanılan ferrokrom üretimidir. Ferrokrom ise paslanmaz çelik metal ve silah sanayiinin çok önemli bir maddesidir. Krom; çeliğe sertlik  ile kırılma ve darbelere karşı direnç verir, aşınma ve oksitlenmeye karşı koruma sağlar.
Bu kapsamda kromun çeşitli alaşımları  mermi, denizaltı, gemi, uçak, top ve silahlarla ilgili destek sistemlerinde kullanılır. Paslanmaz çeliğin dayanıklılığının yanısıra, kullanıldığı yerlere estetik bir görünüm kazandırması; bu malzemenin son yıllarda otobüslerin ve tren vagonlarının, şehir içlerinde otobüs duraklarının, cadde ve sokak aydınlatma sistemlerinde,  binalarda merdiven korkuluklarının yapımında ve deniz içi petrol arama platformlarının yapımında giderek artan oranlarda kullanılmasını sağlamıştır. Kromun süper alaşımları ısıya dayanıklı, yüksek  verimli türbin motorlarının yapımında kullanılmaktadır.

1970'li yıllardan başlayarak ferrokrom tesisleri, paslanmaz çelik üreten Japonya, Batı Avrupa ve ABD gibi sanayisi gelişmiş ülkelerden krom cevherinin üretildiği ülkelere kaymıştır.  Diğer bir deyişle, bu ülkeler krom cevheri ihtiyaçlarını ferrrokrom ithali yoluyla karşılamakta, kendi ülkelerinde ferrokrom üretiminden uzaklaşmaktadırlar. Bağımsız Devletler Topluluğu (BDT) ve gelişmekte olan ülkelerdeki kromit tüketimi ise, batılı sanayi ülkelerinden daha farklı bir durum sergilemektedir. Örneğin, BDT'de çelik yapımında hala geri teknoloji (open-heart) büyük yer tuttuğu (1980'lerde %53) için, krom cevherinin refrakter amaçlı tüketimi %35 düzeyindedir. 1980'lerde eski SSCB'deki krom cevheri tüketiminin % 45'i metalurji, % 35'i refrakter ve % 20'si kimya sanayiinde olmuştur. Tüketimdeki bu dağılımın, bir süredir devam eden reorganizasyon çalışmaları nedeniyle değişmesi beklenmektedir. Metalurji sanayiinde krom; ferrokrom, ferro-siliko-krom, krom bileşikleri, ekzotermik krom katkıları, diğer krom alaşımları ve krom metali şeklinde tüketilir.

Son yıllarda metalurji sanayiinde kullanılan kromun (krom demir alaşımları ve krom metalinin) yaklaşık % 95'i ferrokrom şeklinde, ferrokrom ise başlıca paslanmaz ve ısıya dirençli çelik yapımında tüketilmektedir. Paslanmaz çelikler %12-40 arasında krom içerir. Paslanmaz çelik sanayii, ABD'de krom-demir alaşımları ve krom metali toplam tüketiminde yaklaşık % 9'luk bir paya sahiptir. Bu oran düzenli bir şekilde artış sergilemektedir.

Krom, çeliğe başlıca yüksek karbonlu ferrokrom şeklinde ilave edilir. ABD'de son 10 yılda toplam ferrokrom tüketimi içinde yüksek karbonlu ferrokrom tüketiminin payı % 71'den % 91 oranına yükselmiştir.
Dünyada da buna benzer olarak yüksek karbonlu ferrokrom tüketiminde bir artış trendi gözlenmektedir. Sanayileşmiş ülkelerin ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla paslanmaz çelik üretiminin %3-3,5 oranında artacağı tahmin edilmektedir. Dolayısıyla sanayileşmiş ülkelerde de ferrokrom talebinin bundan biraz daha az bir hızla artması beklenmektedir.Çünkü, çelik yapımı teknolojisindeki gelişmeler cürufa karışma ve oksitlenme yoluyla krom kayıplarını azalttığından, ferrokrom kullanımı gittikçe daha verimli hale gelmekte ve bu da ferrokrom tüketiminin paslanmaz çelik üretiminden daha az bir hızla artmasına neden olmaktadır.  Gelişmekte olan ülkelerde paslanmaz çelik için ferrokrom talebi 1980'lerin ortasından bu yana yılda %3,5 kadar bir artış göstermiştir.

Krom metali, yüksek performans alaşımlarında, Al, Ti ,Cu alaşımlarında, ısıya ve elektriğe dirençli alaşımlarda kullanılmaktadır.
Dünyanın en büyük krom metali tüketicisi ABD'dir. Uzay sanayiinde önder olması nedeniyle batı dünyasının krom metali tüketiminin % 55-60'ını bu ülke tüketir. Uzay sanayiinde hızlı bir gelişme beklenmekle birlikte, bu alanda kullanılan yüksek performans alaşımlarında krom metali tüketiminin yüksek hızla artması pek muhtemel görülmemektedir. Zira geleneksel nikel esaslı süper alaşımlar yerine, uzay sanayiinde seramikler ve kompozit materyallerin kullanımına gidilmektedir.  Bu nedenle krom metali kullanımında potansiyel gelişme alanı uzay sanayii dışındadır.
Diğer yandan krom alaşımlarında, alaşımın özelliğini bozmadan kullanılan krom miktarının azaltılması konusunda araştırmalar ve krom içeren malzemelerin yeniden kullanılmalarına (recycling) yönelik yöntem geliştirme çalışmaları yapılmaktadır.

Kimya

Çoğu krom kimyasalları, kimyasal kalitedeki krom cevherinden doğrudan elde edilen sodyum bikromattan üretilir. Sodyum bikromat, kromik anhidrit ve krom oksit en yaygın kullanılan krom kimyasallarıdır. Ticari olarak üretilen diğer tali bileşikler, kurşun kromat, bazik krom sülfat, sodyum kromat, potasyum bikromat, potasyum çinko kromat ve amonyum bikromattır. Krom  kimyasalları  paslanmayı  önleyici  özellikleri  nedeniyle uçak ve gemi sanayiinde  yaygın olarak; kimya  endüstrisinde  de sodyum bikromat, kromik asit ve boya hammaddesi yapımında kullanılmaktadır. Krom kimyasalları; metal kaplama, deri tabaklama, boya maddeleri (pigment), seramikler, parlatıcı gereçler, katalizör, boyalar, konserve kutulama (canning agents), su işleme,temizleme (water treatment), sondaj çamuru ve diğer birçok alanda tüketilir.

Krom kimyasallarının tüketim deseni (pattern) ülkeden ülkeye ve zamanla değişiklik göstermektedir. Sözgelişi Japonya'da metal kaplama krom kimyasalları için en büyük pazardır (1986'da toplam iç talebin %41'i). Japonya'da otomobillerin panelleri, çamurluklar gibi dış parçalarında soğuk haddelenmiş levhalar yerine giderek artan şekilde bikromat katmanıyla boyanmış elektrogalvenize çelik levhalar kullanılmaktadır. Bunun tersine metal kaplama, krom kimyasalları için ABD'de daralan bir pazardır. Bu gelişme esas olarak otomobillerde krom kaplama yerine, daha çok siyah plastik dış gövdeler kullanılmasının bir sonucudur.

Boya maddesi (pigmentler) ve deri tabaklama hem ABD, hem de Japonya'da krom kimyasalları için daralan pazarlardır. Gerek zehirleyici kurşun esaslı boya maddelerinin kullanımının yasalarla giderek artan bir şekilde kısıtlanması, gerekse organik boya maddelerinin rekabeti, boya maddelerinde sodyum bikromat kullanımını azaltmaktadır. Deri tabaklamada krom kimyasalları tüketiminin gelişmiş ülkelerde azalmasının nedeni, 1980'lerden sonra bu ülkelerin tüketimlerini daha ucuz tabaklanmış deri ithalatıyla karşılama eğilimidir. Deri tabaklamada krom kimyasalları tüketiminde artış Brezilya, Çin, Hindistan ve Güney Kore gibi gelişmekte olan ülkelerle sınırlıdır.
Sanayileşmiş ülkelerde krom kimyasalları tüketiminde artış olan başlıca alan ağaç malzemeleri çürümesini önleyici maddeler (wood preservatives) imalidir. ABD'de çevresel kısıtlamalar bu alanda geleneksel maddelerin kullanımını sınırlandırmaktadır.  ABD'de   1980'lerin sonlarında ağaç çürüme önleyicileri imalinde krom kimyasalları tüketimindeki yıllık artış hızı %10 olmuştur.

Refrakter

Refrakter özellikteki krom cevheri, çelik üretiminde yüksek fırınlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek fırın yöntemiyle çelik üretiminin azalması, kromun refrakter amaçlı kullanımını da olumsuz yönde etkilemiştir. Krom cevherinin metalurji, kimya, refrakter ve döküm sanayiinde kullanımları ve bu alanlara göre tüketim oranları ayrıntılı olarak sadece Japonya, Fransa ve ABD için bilinmektedir.
ABD'de yıldan yıla büyük değişiklik göstermekle birlikte, son yılların ortalamasına göre toplam krom cevherinin % 79'u metalurji sanayii, % 13'ü kimya sanayii ve % 8'i refrakter sanayiinde kullanılmıştır.
Kromun refrakter sanayiindeki kullanımında, ABD'deki  çelik üretimi teknolojisindeki gelişmeler sonucu, 1980'lerden itibaren bir azalma gözlenmektedir. Örneğin 1980'lerin ortalarında  refrakter kromit tüketimi ortalama %17 iken, günümüzde %8 düzeyine düşmüştür. Bu değişimin sebebi ise, ABD çelik üretiminde "Open heart" açık ocak yönteminden AOD (Argon-Oksijen-Dekarburizasyon) yöntemine geçilmesi sonucu, magnezyum-krom refrakterlerinin yerini magnezyum karbon (Mg-Carbon) refrakterlerinin almasıdır. 

Tüketim Miktarları
1993-1997 yılları arasında yaklaşık 26 ülkede ferrokrom üretilmiştir. Üretici ülkelerden 6 726 612 ton ve %27'lik payla Güney Afrika birinci, 2 052 000 ton ve %13'lük payla Çin ikinci, 1 685 896 ton ve %10.55 'lik payla Kazakistan üçüncü, 1 331 176 ton ve % 8.43 'lük payla Hindistan dördüncü sırada yer almaktadır.
Güney Afrika ürettiği  ferrokromun  %85'ini, Rusya %10'unu, Kazakistan %13'ünü ve  Japonya ise %9'unu ihraç etmiştir. Bu rakamlardan da anlaşılacağı gibi, Rusya ve Japonya ürettikleri ferrokromun büyük bir kısmını kendi sanayilerinde tüketmişlerdir. 

Türkiye ise ürettiği ferrokromun tamamına yakın bölümünü ihraç etmekte, ancak 1 000  tonluk kısmını  yurt içinde tüketmektedir. Dünyadaki sayılı krom üreticisi ülkeler arasında  yeralan Türkiye ham cevher, ferrokrom ve krom kimyasalları dışsatımından önemli döviz geliri sağlamaktadır. Son yıllarda metalurji ,kimya  ve refrakter sanayiinin krom cevheri talebi 450 000 tona ulaşmıştır.  Ham cevherin iç piyasadaki   artan  tüketiminin yanı sıra  önemli miktarda parça ve konsantre cevher dışsatımı da yapılmaktadır.

Buna karşılık  Alpin tip krom yatakları olarak  adlandırılan ülkemiz krom yataklarının  düzensizlikleri  nedeniyle , bilinen rezervler yıllık üretime göre yetersiz  kalmaktadırlar. Gerek yerli sanayinin hammadde  güvenliğini sağlamak ve gerekse  artan dış talebi karşılamak için,bir yandan bilinen yatakların rezervlerinin geliştirilmesi, bir yandan da yeni cevher potansiyelleri bulmak amacıyla yeni sahaların aranması büyük önem taşımaktadır.

Krom yataklarının içinde bulunduğu peridotit genel adıyla  anılan ultrabazik kayaçlar Türkiye'de geniş alanlar kaplarlar. Peridotitler, ofiyolit topluluğuna ait kayaçlar olup Alp orojen kuşağı boyunca yerleşmişlerdir. Türkiye'de bulunan peridotitler ve bunlar içinde bulunan krom yatakları Alpin tip (podiform tip) olarak sınıflandırılmışlardır.
Alpin tip krom yataklarının sergiledikleri karmaşık yapı ilişkileri, doku özellikleri ve nispeten küçük boyutlu oluşları bunların belirgin özellikleridir.

Krom yatakları genelde mercek, bant veya düzensiz şekilli kütlelerden oluşmaktadır. Kromitit kütlelerinin boyu birkaç santimetreden, 100 m'yi geçen uzunluğa kadar ulaşabilmekteyse de genelde bu uzunluk 4-5 m kadardır. Kalınlıklarının ise bazı hallerde 5 m'yi geçebildiği biliniyorsa da bu değer genelde 2-3 m kadardır. Alpin tip krom yatakları rezervlerinin boyutu yönüyle stratiform tip yataklardan çok küçüktürler. Rezervleri bir milyon tonu geçen Alpin tip kromitit kütlelerinin sayısı sınırlıdır.

Alpin tip krom yataklarında kromititin Cr203 tenörü stratiform tiptekilere göre  daha geniş bir aralıkta değişmekte, buna karşılık FeO (toplam demir) içeriği fazla değişiklik göstermemektedir. Bu tür yataklardan üretilen krom cevheri genel olarak metalurji ve refrakter sanayilerinde kullanılmaktadır. Türkiye'de krom yatakları belirgin bir dağılım düzeni göstermeksizin ultrabazik kayaçlar içinde ülke geneline yayılmış durumdadır. Türkiye'de 800 kadar tek veya grup halinde krom yatağı ve krom cevheri zuhuru bilinmektedir.

Coğrafî yönden krom yataklarının dağılımını 6 bölgede toplamak mümkündür. Bunlar nispî önem sırasına göre şöyle verilebilir :

1- Guleman (Elazığ) yöresi
2- Fethiye-Köyceğiz-Denizli yöresi
3- Bursa-Kütahya-Eskişehir yöresi
4- Mersin-Karsantı-Pınarbaşı yöresi
5- Erzincan-Kopdağ yöresi
6- İskenderun-Kahramanmaraş yöresi

Alpin tip krom yataklarında krom cevherini oluşturan kromit kristallerinin genelde Cr oranı yüksek ve  Fe  oranı düşüktür. Bu özellikteki kromit  kristallerinin toplanımıyla oluşan masif cevherler metalurji sanayiinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Türkiye'nin bugüne kadar  toplam krom cevheri üretiminde yüksek tenörlü masif cevherler önemli bir bölümü oluşturmuştur.
Yüksek tenörlü, bilinen krom cevheri rezervlerinin azalması, yüksek tenörlü yeni yataklar bulmada karşılaşılan zorluklar ve pazar koşullarının elverişli olması nedeniyle, düşük tenörlü ve kolay işletilebilecek krom yataklarının işletilmeleri giderek daha fazla mümkün hale gelmektedir.
Bir zamanlar % 45 Cr2O3 tenörün altındaki krom cevheri işletilemezken, bugün uygun pazar koşulları nedeniyle  %8-9 Cr2O3 tenörlü kromititlerin işletildiği bilinmektedir. Düşük tenörlü kromititler zenginleştirme tesislerinde kırılıp öğütüldükten sonra zenginleştirilmekte ve ardından pazarlanmaktadır.

İletişim Bilgileri

  • Adres: Üniversiteler Mahallesi Dumlupınar Bulvarı No:139 06800 Çankaya/ANKARA
  • Telefon: (0312) 201 10 00 Pbx
  • Faks      : (0312) 287 91 88
  • E-posta: mta@mta.gov.tr

              

Arama

Her Hakkı Saklıdır © MTA 2016
Anasayfa - Webmaster    Ziyaretçi Sayımız : 2.161.583

Bilimsel Dokümantasyon ve Tanıtma Dairesi