Volfram (tungsten)

VOLFRAM (TUNGSTEN)

GİRİŞ

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 W0_3, 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)

Yeri	Tenör % WO3	Görünür	Gör+Muh	Muhtemel	Mümkün	Toplam	WO3
Bursa-Uludağ	0.4	6 698 338	796 638	5 302 171	3 790 030	16 587 177	663 49
Bursa-Kozbudaklar	0.3				210 000	210 000	650
Elazığ-Keban-Soğanlıköy	0.02-1.12			230 000		255 000	510
	(Ort.0.2)
Elazığ-Keban-Keban D.	0.2			5 000		5 000	10
Niğde-Gümüşler	0.1				100 000	100 000	100
Ç. Kale-Yenice-Hamdibey	0.5	3 000				3 000	15
Bilecik-Söğüt-Dudaş	0.04				10 000	10 000	4

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.

SONUÇ VE ÖNERİLER

Türkiye’de halen işletilen herhangi bir volfram yatağı bulunmadığı için, ihtiyacın ithalat yoluyla karşılanmaya devam edeceği görülmektedir. Buna karşın, ülkemizdeki en önemli yatak olan Uludağ volfram yatağı kısa vadede olmasa bile yeniden ele alınarak değerlendirilmelidir. Yapılacak fizibilite çalışmalarıyla daha rantabl işletme ve zenginleştirme yöntemleri bulmak mümkün olabilir. Çünkü volfram stratejik bir metal olup, ikamesi mümkün değildir. Ayrıca dünya pazarlarında Çin’in egemenliğinin devam edeceği beklenmektedir. Bu nedenle, ülkenin kıt kaynaklarını yeni aramalara ayırarak tüketmek yerine bilinen zuhur ve kaynakları geliştirmek daha akılcı görünmektedir. Buna karşın, polimetal arama projeleri kapsamında bulunabilecek ümitli sahaların üzerine gidebilir. Son yıllarda, aramacı kuruluş olan MTA da projeleri bu şekilde yürütmektedir.