İlk kez 1779 yılında Peter Woulfe yeni bir metal türü olarak volframı (tungsten) fark etmiştir. Orijinal adı volframdır ve bazı ülkelerde halen bu isimle kullanılmaktadır. 1781 yılında İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele bu mineraldeki araştırmaları sırasında bir oksit ürünü elde etmiş ancak tam tanımlamamıştır.
1783 yılında ise Jose ve Fausto Elhuyar adlı kardeşler wolframit mineralinden tungsten elde etmiştir. Bazı kaynaklarda tungstenin kâşifi olarak Scheele, bazılarında ise Elhuyar kardeşler gösterilmektedir.
Tungsten kelimesinin kökeni İsveç dilinde ağır taş anlamına gelen “tung ve sten” sözcüklerinden gelmektedir. Tungsten, bulunuşundan ancak yüzyıl sonra teknolojik öneme sahip bir metal olarak dayanıklı çelik üretiminde kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde en çok yüksek teknoloji ürünlerinde; otomotiv ve uçak sanayinde, inşaat ve madencilik sektöründe, aydınlatma sistemleri yapımında kullanılmaktadır.
Tungsten veya wolfram, sembolü “W” ve atom numarası 74 olan kimyasal bir elementtir. Tungsten, bir geçiş metalidir ve yeryüzünde büyük bir oranla bileşik halde bulunan, nadir bir elementtir. Diğer geçiş metalleri gibi Tungsten de periyodik tablonun ortasında bulunur. Bu elementler, periyodik tabloda 2-13. gruplar ve 4-7. periyodlar arasında bulunurlar.
Geçiş metalleri çok benzer fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Tungstenin alışılmadık özelliklerinden biri, 3.422°C olan çok yüksek erime noktasıdır. Metaller arasında en yüksek erime noktasına sahiptir.Önemli özelliklerinden bir diğeri de çok yüksek sıcaklıklarda gücünü koruyabilmesidir. Bu özellikler, tungstenin birincil uygulaması olan alaşımların üretimini açıklar. Bir alaşım, iki veya daha fazla metalin eritilmesi ve karıştırılmasıyla elde edilir. Karışım, hem içindeki metallerin özelliklerini gösterir hem de farklı özellikler gösterir.
Fiziksel Özellikler
Tungsten, rengi çelik grisinden beyaza kadar değişim gösteren sert ve kırılgan bir katıdır. Erime noktası, tüm metaller arasında en yükseği olan 3.422°C ve kaynama noktası yaklaşık 5.700°C olarak belirlenmiştir. Yoğunluğu santimetre küp başına yaklaşık 19,25 gramdır. Tungsten, elektrik akımını çok iyi iletir.
Kimyasal Özellikler
Tungsten, nispeten inaktif bir metaldir. Oda sıcaklığında oksijenle tepkimeye girmez; ancak 400°C’nin (700°F) üzerindeki sıcaklıklarda paslanır. Nitrik asit veya aqua regia (hidroklorik ve nitrik asitin karışımı) içerisinde çözünmesine rağmen, asitlerle çok kolay reaksiyona girmez.
Bulunma Sıklığı ve Üretimi
Yer kabuğundaki tungsten miktarının milyonda 1,5 parça veya 1 ton kaya başına yaklaşık 1,5 gram olduğu tahmin edilmektedir. Çin, dünyanın en büyük tungsten üreticisidir. 2016 yılında çıkarılan toplam tungstenin %80’inden fazlası Çin’de üretilmiştir ve Çin’deki tungsten yatakları dünya rezervlerinin yaklaşık üçte ikisini oluşturmaktadır. Geri kalanın çoğu Vietnam, Rusya, Kanada ve Bolivya’da üretilmektedir. Tungsten, yeryüzünde yaklaşık kalay kadar bol miktarda, molibden ve uranyumun yarısı kadar bulunur.
Amerikan Jeoloji Araştırmaları Kurumu’nun (USGS) Şubat 2019 raporu verilerine göre; dünya tungsten rezervi yaklaşık 3.300.000 ton’dur.
En zengin tungsten rezervine sahip ülkeler sıralamasında; ilk sırada yer alan Çin’de toplam dünya rezervinin %58’i (1.900.000 ton) bulunmaktadır. Çin’in ardından ikinci sırada Kanada (290.000 ton), üçüncü sırada Rusya (240.000 ton), dördüncü sırada ABD (140.000 ton), beşinci sırada Vietnam (95.000 ton) yer alır. Önemli rezerve sahip olan diğer ülkeler ise Moğolistan, İspanya, Bolivya ve İngiltere’dir (Tablo 1).
Tungstenin Genel Özellikleri
Tungsten, olağanüstü fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir:
- Erime Noktası:3422°C (en yüksek erime noktasına sahip metaldir).
- Yoğunluk:19,25 g/cm³ (altın ve uranyum ile karşılaştırılabilir).
- Sertlik:Mohs sertlik ölçeğinde 7,5 (son derece dayanıklıdır).
- Isı Direnci:Yüksek sıcaklıklarda bile yapısal bütünlüğünü korur.
- Elektriksel ve Termal İletkenlik:Yüksek elektrik ve ısı iletkenliğine sahiptir.
Tungsten Üretimi ve Kaynakları
Tungsten doğada genellikle wolframit (Fe, Mn)WO4 ve şelit (CaWO4) mineralleri içinde bulunur. Ticari olarak tungsten üretimi şu adımlarla gerçekleştirilir:
- Cevher Kazanımı:Tungsten mineralleri, açık ocak veya yer altı madenciliğiyle çıkarılır.
- Zenginleştirme:Cevherler öğütülerek tungsten içeriği artırılır.
- Kimyasal Dönüştürme:Tungsten oksit (WO³) formuna getirilir.
- Metal Üretimi:Oksit, hidrojenle indirgenerek tungsten metali elde edilir.
- Toz Metalurjisi:Tungsten tozu, sinterleme yöntemiyle istenen forma getirilir.
Her geçen gün gelişen teknoloji sayesinde günümüz endüstrisinde kullanımı hızla artan tungsten ve tungsten alaşımlarının en yaygın kullanım alanlarını şu şekilde listeleyebiliriz:
- Flamanlar, teller, çubuklar, elektrotlar ve levhalar
- Kesici ve delici aletler (sondaj makinesi ve matkap uçları gibi)
- Sert makine parçaları (gaz türbin motorları gibi)
- Vakum ve değirmen-öğütme ekipmanları
- Otomotiv sanayi
- Uçak ve roket sanayi
- İnşaat sanayi
- Kimya sanayi
- Elektrik ve elektronik cihazlar
- Medikal alet ve cihazlar
- Madencilik malzemeleri
- Askeri teçhizatlar, mermi ve silah yapımı
- Akıllı teknoloji ürünleri (akıllı cam ve dokunmatik ekranlar)
- Saat, mücevher ve tükenmez kalem ucu
- Golf sopası, tenis raketi ve yanmaz giysi yapımı
Türkiye’de Tungsten Rezervi ve Mevcut Durum
Ülkemizde tungsten cevheri içeren çok sayıda maden yatağı bulunmaktadır. Bunlardan en önemlileri; Bursa (Uludağ ve Kozbudaklar), Bilecik (Söğüt-Dudaş), Çanakkale (Yenice Hamdibey), Elazığ (Kebandere-Soğanlıköy), Niğde (Gümüşler), Kırklareli (Demirköy) ve Kırıkkale (Çelebidağ) maden sahalarıdır. Bu sahaların çoğu skarn tipi oluşumlar olup, başlıca cevher minerali şelittir. Genellikle düşük tenöre sahip bu yatakların konsantre tungsten rezervi toplam 67 bin ton’dur.
MTA’nın kuruluşu ile başlayan maden arama çalışmaları neticesinde ilk tungsten minerali 1945 yılında Bilecik’teki Söğüt-Dudaş, antimuan maden yatağında bulunmuştur. İlk tungsten madenciliği 1960’lı yıllarda Niğde’deki Gümüşler Antimuan-Tungsten-Civa yatağından yapılmış, %1 WO3 tenörlü cevherden, yaklaşık 100 ton konsantre tungsten üretilmiştir. 1970’li yıllarda Söğüt-Dudaş yatağından yaklaşık 4 ton konsantre tungsten üretimi yapılmış ancak tenör düşüklüğü nedeniyle işletme kapatılmıştır.
Halen ülkemizde tungsten madenciliği yapılmamakta, dolayısıyla konsantre tungsten üretimi bulunmamaktadır. Ancak ülke sanayisinde kullanılan tungsten ürünlerine olan ihtiyaç ithalat yolu ile karşılanmaktadır. Sanayideki mevcut ihtiyacımız, yılda yaklaşık 50 ton civarında ferro tungsten ve 25 ton civarında tungsten karbür olmaktadır.
Sonuç ve Öneri
Stratejik bir maden olan tungstende, teknolojiyi kullanan ülkelerin talepleri doğrultusunda tüketimin yukarı yönlü olacağı beklentisi hâkimdir. Tungsten metal tüketimi genel olarak ekonomik şartlardan hemen etkilenmektedir. Önümüzdeki dönemlerde tungsten kullanımının artma beklentisi nedeniyle fiyatlarda artış beklenmektedir. Ülkemizin tungsten kaynaklarının belirlenip, ekonomiye kazandırılması gerekmektedir.
Önceden belirlenmiş ve işletilmiş olan Uludağ Volfram İşletmesi gerekli alt yapı düzenlemeleri yapılarak yeniden faaliyete geçirilmelidir. Ülkemizde işletilen tungsten yatağı bulunmamakta ve bu açık ithalat yoluyla karşılanmaktadır.
Kaynakça:
1- Tungsten Hakkında 5 İlginç Gerçek
https://atateknik.com.tr/blog/tungsten-hakkinda-5-ilginc-gercek/
2- Tungsten Nedir? Kullanım Alanları
https://www.nanokar.com.tr/blog/tungsten-nedir-kullanim-alanlari
3-Tungsten
https://evrimagaci.org/tungsten-10081
4- Refrakter Metaller
5- Tungsten
https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/periyodik-tablo/tungsten
6- Dünyada ve Türkiye’de Tungsten (Volfram)
https://www.mta.gov.tr/v3.0/sayfalar/bilgi-merkezi/maden-serisi/img/11Tungsten.pdf
