Rehber | Kategoriler | Konular
BAKIR
Alm. Kupfer, Fr. Cuivre, İng. Copper. Sembolü Cu olan bir metal. Kırmızı renklidir. Takriben M.Ö. 8000 yıllarında kullanıldığı bilinmektedir.
Özellikleri: Periyodik cetvelde 1B grubundadır. Hakiki metal olup, eksi değerleri yoktur. Gümüş ve altın ile aynı gruptandır. Atom numarası 29, Atom ağırlığı 63,546'dır. Kararlı izotoplarının kütle numaraları 63 ve 65'tir. Radyoaktif izotoplarının kütle numaraları 58,59,60,61,62,64,66,67 ve 68'dir. 20°C'deki yoğunluğu 8,95 g/cm3tür Erime noktası 1083°C, kaynama noktası 2595 oC'dir. Spesifik (özgül) ısısı 0,0919 cal/g/ oC'dir. Sertliği (Mohs skalası) 3,0'dır. Elektron dizilişi ls2, 2s22p6, 3s2, 3p63d10, 4s1'dir. Değerliği +1 ve +2'dir. Erime ısısı 50,6 cal/g'dır. Spesifik direnci 1,682 mikroohmdur. Hidrojenden pasif olup, civa, gümüş, altın ve platinden aktiftir. Bakıra oksijensiz asitler etki etmez. Oksijenli asitler yükseltgen olarak etki eder. Bakır atmosferik şartlara oldukça dayanıklıdır. Kükürt ve bileşikleri aşındırıcı etki yaparlar. Mukavemeti düşük, döküm ve kaynak kabiliyeti iyi değildir. Kübik yüzey merkezli kristal yapısı sebebiyle soğuk olarak şekillendirilebilir.
Bulunuşu: Bakır, tabiatta metal olarak bir çok yerlerde dağınık olarak bulunur. Birçok kaya ve toprakta olduğu gibi, okyanus çamurunda, nehir kumlarında, deniz bitkilerinin küllerinde, deniz mercanlarının birçoğunda, insan karaciğerinde ve salyangoz gibi yumuşakcalarda bulunur.
Bakır cevherleri genel olarak üç sınıfa ayrılır: 1. Tabii bakır, 2. Sülfürlü cevherleri, 3. Oksitli cevherleri.
Başlıca Mineralleri: Kalkosit (Cu2S), kovellit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), tetrahedrit (Cu3SbS3), kubrit (Cu2O), tenorit (CuO), malahit (CuCO3 Cu (OH)2), azurit (2CuCO3Cu(OH)2), turkuaz (CuAl6(PO4)4(OH)8).
En önemli sülfür minerallerinde, demir ve bakır sülfürlerle birleşmiş halde bulunur. Bir mineral % 6'dan fazla bakır bulunduruyorsa, zengin sayılır. Bakır rezervlerinin % 90'ının yeri bilinmektedir. En çok bakır mineraline sahip memleketler, Amerika Birleşik Devletleri (Rocky Dağında ve Great Basin bölgesinde), Şili, Peru (And Dağlarında), Afrika (Kongo ve Zambiya'da), Kanada (Kuzey Mişigan'da), Alaska, Çin, Rusya ve Avusturya'dır. Ülkemizde Ergani, Murgul ve Küre yörelerinde bakır yatakları vardır.
Alaşımları: Bakırın özelliklerini istenilen yönde değiştirmek amacıyla alaşımlama yapılır. Saf bakırın çekme mukavemeti 16 kg/mm2dir ve soğuk şekillendirme sonucu 50'ye çıkabilir. Fakat esneme özelliğinde önemli derecede azalma görülür. Hatta kopma uzaması sıfıra düşebilir. Korozyon mukavemetinde düşme görülür. Alaşımlama ile de sertlik ve mukavemet arttırılabilir.
Özellikle pirinç dediğimiz Cu-Zn (bakır-çinko) alaşımlarında alaşımlama ile hem sertlik ve mukavemet hem de süneklik artmaktadır. Alaşımlamada çok az rastlanan bir durumdur. % 37'ye kadar Zn (çinko) ihtiva eden alaşımlara a pirinci, % 37-44 arasında Zn ihtiva eden alaşımlara a + b pirinci denir. Çekme mukavemeti alaşımdaki Zn oranıyla orantılı olarak artar ve % 44 Zn ihtiva eden pirinçte saf bakırın iki katını geçer. Kopma uzaması ise % 30 Zn ihtiva eden alaşımda en yüksektir. Saf bakıra göre % 40 daha fazladır. a pirinci soğukta şekillendirilebilir. Döküm kabiliyeti iyi değildir. a + b pirinci soğukta şekillendirilemez. Fakat talaşlı işlenmesi kolaydır. Kurşun katılırsa daha da iyi olur. Pirincin rengi sarı olduğu için süs eşyası yapımında, ısı değiştiricilerde, dövme ve haddeleme gibi usullerle şekillendirilmesi zorunlu olan parçalarda, çalgı aletleri yapımında silah fişekleri yapımında kullanılır. Pirinç içerisinde Ni (nikel) bulunursa, mukavemet daha da yükselir. Mn (mangan), deniz suyu ve kızgın buharlara karşı direnci artırır. Al (alüminyum) yüksek sıcaklıkta oksitlenmeye karşı direnci artırır.
Bakırın Zn'dan başka diğer elemanlarla yaptığı alaşımlara bronz denir. En fazla bulunan alaşım elemanına göre isimlendirilir. Bronzlar içerisinde en fazla kullanılan kalay bronzudur. % 9'dan daha az Sn ihtiva eden alaşımlar soğukta ve sıcakta dövülebilir. Bunlara dövme alaşımları denir. % 9-20 arasında kalay ihtiva eden alaşımlar oldukça serttir ve döküm olarak imal edilirler. Bronzlar korozyon ve aşınmaya oldukça dayanıklıdırlar. Kaymalı yatakların önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Türbin, dişli, sonsuz vida ve benzeri uygulamalarda kullanılır. Kalayın fiatı çinkonun yaklaşık olarak 10 katı kadardır. Bu sebepten bronz alaşımları pirince göre çok pahalıdırlar.
Berilyum bronzu % 1-3 arasında berilyum ihtiva eder. Berilyum oranı düşüktür. Fakat nadir elementlerden olduğu için en pahalı ve aynı zamanda en mukavim bakır alaşımıdır. Mangan bronzu % 12'ye kadar mangan ihtiva edebilir ve 400°C'ye kadar sıcaklıklarda kullanılabilir. Kalay ve çinkonun toplam oranının % 15'i geçmediği bakır alaşımlarına kızıl döküm denir. Döküm kabiliyetleri ve korozyon dayanıklığı iyi olduğundan, gemi pervaneleri, kağıt haddeleri, vana imalatında kullanılırlar.
Elde edilmesi: Bakır filizleri genellikle % 1-2 civarında bakır ihtiva ettiklerinden, önce filizler zenginleştirilir. Mineraller önce kırılır, sonra öğütülür. Öğütülen mineraller flatasyon (yüzdürme) metodu ile zenginleştirilir. Bu metodla mevcut bakır minerallerinin % 90'ı diğer yabancı kısımlardan ayrılır ki, bu kısım % 32 bakır ihtiva eder. Okside bakır minerallerine ise flatasyon metodu uygulanmaz. Bunlar doğrudan doğruya asid ile yıkama ameliyesine gönderilir. Flatasyon yapmak için konulan 100 kg bakır cevherinden ancak 1 kg zengin bakır cevheri elde edilir ki bu da kırma, öğütme ve flatasyon işleminin maden ocaklarında yapılmasının gerektiğini gösterir. Flatasyon ile zenginleştirilmiş sülfürlü cevherler kavurma işlemine tabi tutulur. Bu da yüksek sıcaklıkta sülfürlü cevherlerin hava akımına tabi tutulmasıdır. Bu esnada erime olmamalıdır. Kavurma işleminde, cevherde bulunan kükürtlerin bir kısmı SO2 (kükürt dioksit) haline döndürülerek yok edilir. Geriye demir ve bakır oksid kalır. Kavurma fırınından gelen zenginleştirilmiş cevherler cevher fırınında eritmeye tabi tutulur. Burada ısıtma gazla veya pulvarize edilmiş kömürle yapılır. Eritme işleminin sonunda iki tabaka teşekkül eder ki, biri curuf, diğeri (altta) mattır. Matta demir ve bakır sülfürler bulunur. Ayrıca matta serbest bakırın çok olması istenmez. Bakır miktarı ekseri % 40-45'tir.
Elde edilen mat, ağırlığının 1/4'ü kadar silis mineralleriyle sıcak konvertere yüklenir. Yarım saat hava üflenir. Önemli miktarda curuf teşekkül eder. Bu curuf alındıktan sonra yeniden mat ve silis ilave edilerek tekrar hava üflenir. Bu işlemler tekrarlanarak 200-300 ton mat, 60-120 ton blister bakır elde edilir. Bu blister bakır % 98-99,5 saflıkta olabilir. Curufta ise % 1,5-2,5 bakır bulunabilir. Konvertere hava üflenmesiyle matta bulunan demir sülfür, FeO halini alır ki bu da SiO2 ile FSiO3 halini alır ve curufa geçer. Demir sülfürün (FeS) bu reaksiyonundan ve curufa geçişinden sonra bakır sülfürün (Cu2S) reaksiyonu başlar:
2Cu2S + 3 02 ® 2 Cu20 + 2SO2
Cu2S + CU20 ® 6 Cu + S02
Bu şekilde elde edilen bakır, yaklaşık olarak % 0,02-0,03 arsenik, % 0,015- 0,178 antimon, % 0,001-0,15 kurşun, % 0,005-0,05 nikel, % 0,002-0,12 çinko, % 0,03-0,25 demir, % 0,06-0,2 kükürt ihtiva eder. Ayrıca ton başına 70-3136 gram gümüş ve 0,56-8,68 gram altın bulunur. Elde edilen blister bakır, ateş rafinasyonuna veya elektrolit rafinasyona tabi tutularak % 99,99 saflıkta bakır elde edilir. Eğer bakır cevherleri karbonat halinde ise, kavurma işlemi ile Cu0 elde edilir. Kavurma ürünü:
3 CuO+Fe2(SO4)3+3H2O® 3CuSO4+2 Fe(OH)3
reaksiyonuna tabi tutulur. Bakır sülfat (CuSO4) suda çözünür ve çözelti halinde alınır. Bakır sülfat metalik demir ile reaksiyona sokulur:
Fe+CuSO4 ® Cu+FeSO4
Bileşikleri: Bakır-2-asetat (Cu(CH3COO)2H2O) yeşil toz veya koyu yeşil monoklinal kristal halindedir. Mantar öldürücü ve bazı organik reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılır. Tekstil boyalarında kullanılır. Bakır arsenat (Cu3(AsO4)24H2O) böcek öldürücü olarak, sümüklü böcek kontrolünde ve ahşapların korunmasında kullanılır. Bazik bakır karbonat (CuCO3Cu(OH)2) toz halinde veya koyu yeşil kristaller halindedir. Seramikte, pigment olarak, boya ve vernik endüstrisinde kullanılır. Mantar öldürücüdür.
Bakır-l-klorür (Cu2Cl2) beyaz tozdur. Nemli havada ve ışıkta renk değiştirir. Organik kimyada ve petrol endüstrisinde katalizör olarak kullanılır.
Bakır-2 klörür (CuCl2) sarımtrak esmer renkte olup nem çekicidir. Tekstil boyacılığında ve basmacılıkta mordan olarak, fotoğrafçılıkta, petrol endüstrisinde koku giderici olarak kullanılır.
Bakır-1 oksid (Cu2O) koyu kırmızı veya karmen kırmızısı kristaller veya granül halde bulunur.
Bakır-2 oksid (CuO) siyah renkte, granül veya toz halinde bulunur. Sun'i ipek endüstrisinde, seramik imalatında, renkli cam yapımında ve birçok kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak kullanılır.
Bakır-2 sülfat (CuSO4) ticari olarak en önemli bir bileşiktir. Çok kullanıldığı hali CuSO4.5H2O' dur. Bu hale göztaşı (mavitaş) da denir. Ziraatte kullanılan bordobulamacı, bakırsülfat ve kalsiyum hidroksitten yapılır. Bu bulamaç bahçe, bağ ve sebze ziraatinda ilaç olarak kullanılır. Sun'i ipek elde edilmesinde, yüzme havuzlarında üreyen bitkisel parazitlerle mücadelede kullanılır. Sun'i ipek elde edilmesinde, yüzme havuzlarında üreyen bitkisel parazitlerle mücadelede kullanılır. Azo boyalarının imalatında, deri debbağlamada ve ahşapların muhafazasında kullanılır.
Bakırın kullanılışı: Bakır, ısıyı ve elektriği en iyi ileten bir maden oluşu sebebiyle elektrik, telefon, telgraf, kablo ve telleri elektrik motorları, dinamolar, motor sargıları, şalterler ve daha birçok benzeri sınai araç ve gereçlerde, gemi yapımında da iç düzene ait tesislerde önemli yer tutmaktadır. Metal paraların yapımında da, diğer madenlerle birlikte alaşımlı olarak faydalanılmaktadır. Ayrıca atmosfer aşındırmasına karşı yeterli dayanıklılığı sebebiyle kanalizasyonlarda, binalarda, damlara konulan levhalarda ve bazı yapıların dış süslemelerinde de kullanılmaktadır.
Mobilyacılıkta 18. yüzyılda kaplama olarak kullanılmaya başlanılmış ise de, fiyatının yüksek oluşu sebebiyle imalatı sürdürülememiştir. Tekstil sanayiinde de bakırın ayrı bir yeri ve önemi vardır. Almanya'da Glanzstoff adını verdikleri "bakır ipeği" bir dizi işlemlerden sonra lifler haline getirilerek inceltilip, tekstil imalatında kullanılmaktadır. Bakır ipeğinin boyama maddelerine karşı çok iyi birleşme özelliği, vizkoz ipeğine oranla % 30 daha fazla olduğundan tekstilde öncelik taşımaktadır.
Bakırcılık: Bakırdan çeşitli alet, avadanlık, silah ve sanat ürünleri yapılmasıdır. Bulunması tarih öncesine uzanan bakırın, alet ve silah yapımında kullanılan ilk maden olduğu bilinmektedir. İlk örneklerin Kaldea'da M.Ö.4000'lerde yapıldığı sanılmakla birlikte bu tarihin daha da geriye gittiği bir gerçektir. Alet ve silah yapımında, önce tunç daha sonra demir tercih edilmiştir; ama yemek kabı, ev aletleri, ayna ve süs eşyasında bakır daha yaygın biçiminde kullanılmıştır. Döküm için elverişli olmamasına mukabil kolay işlenir bir madendir. Dövme, kabartma, oyma ve soğuk çekme yöntemleriyle biçim verebilir. Bakır eşyalar genellikle yaldızlanarak, mine kaplanarak ya da üstüne değerli taşlar kakılarak bezenirdi. Bakırın kendine has kızılımsı rengi kaplamada kullanılan yaldıza daha koyu bir ton kazandırıyordu. Avrupa'da yaldızlı bakır 15 ve 16. yüzyıllarda özellikle mücevher ve süs eşyalarının yapımında çok sık kullanıldı. Pirinçten ve başka madenlerden daha ucuz olması, gündelik ev eşyaları yapımında bakırın kullanılmasını ön plana çıkarmıştır.
18. yüzyılda bakırcılıkta Sheffield levhası geliştirildi. Bu teknikte ince gümüş levhalar eritilerek bakırla karıştırılıyor, sonra istenen biçim veriliyordu. Sheffield levhası kısa sürede çok tutularak yaygınlaştı. Bunun sebebi yalnızca gümüş kaplamalı bakırın daha ucuz olması değil, som gümüşle yapılan ve beğenilen tasarımların Sheffield levhasına da uygulanabilmesiydi.
Anadolu'da bakırcılığın tarihi günümüzden yaklaşık 10.000 yıl önceye kadar inmektedir. Üreticiliğe geçiş safhasının önemli bir kültür merkezi olan Çatalhöyük'te cevherden arıtma yoluyla bakır elde edildiği arkeolojik kazılar sonucunda ortaya çıkmıştır. Çayönü, Çatalhöyük ve Suberde kazılarında tabii bakırdan dövme tekniğiyle yapılmış M.Ö. 7000'e ait iğne, bız, kanca gibi küçük aletler ve bazı süs eşyaları bulunmuştur. Güneydoğu Anadolu'da yapılan kazılarda bulunan ve yaklaşık dokuz bin yıl öncesine ait olduğu sanılan üç bakır iğnenin, bilim adamlarınca dünyada bugüne kadar bilinen en eski madeni eşya niteliğini taşıdığı kaydedilmiştir.
Osmanlı döneminde önce, Anadolu'da, daha sonra da Balkanlar'daki bakır yataklarının yoğun olarak işletilmesi sonucu bakır işçiliği doruk noktasına erişmiş, pekçok merkezde yeni atölyeler açılmıştır. Anadolu'da bakırdan kap kacak yapımıdövme, dökme, sıvama (tornada çekme) ve preste basma teknikleri uygulanırdı. Ham bakır kalhanelerde ergitilip 50-60 cm büyüklükte yuvarlak ya da dikdörtgen tahta kalıplara dökülerek külçe haline getirilirdi. Sonra demir bir örs üstünde çekiççiler tarafından düzenli aralıklarla dövülerek inceltilirdi. Bu işlem genellikle 8 kişiden oluşan ve "dövücüler" veya "kol" denen bir ekip tarafından yapılırdı. Bu yöntem 20. yüzyılın başlarına kadar Anadolu'da ve Balkanlar'da varlığını korudu. Sonraları "şahmerdan" denen büyük otomatik çekiçler, insan gücüyle dövülerek yapılan inceltme işleminin güçlüğünü ortadan kaldırdı. Daha sonra "hadde silindirleri" adı verilen makinalarda, özel silindirler arasından geçirilen bakır külçeleri, istenen incelikte levhalar haline getirilmeye başlandı. Bugün yalnızca, Muğla'ya bağlı Yatağan ilçesinin Kavaklıdere bucağında, ağırlığı 100-120 kg arasında değişen 1 metre boyunda leblebici tavaları, külçenin uzun ağır çekiçlerle dövülmesiyle yapılmaktadır.
Dövme tekniğiyle kap yapımı çok zaman istediğinden, sonraları sıvama tekniği kullanılmaya başlanmıştır. Bu teknik, yapılacak kabın tornaya bağlanmış kalıbına özel demir çubuklar yardımıyla bakırın sıvanması yani bakır levhanın kalıbın biçimini almasının sağlanması işlemidir. Elde edilen ürün dövme olarak yapılan kaplar kadar dayanıklı olmasa da, böylece seri üretim nedeniyle maliyet düşürülmektedir. Daha seri bir üretim yolu olan preste basmada ise insan emeği hemen hemen yok gibidir.
Geleneksel bakırcılık sanatında ayrıca bakır kapların üstüne çeşitli süslemeler yapmak için kazıma, kabartma, zımba ile vurma, ajur (kesme) ve kakma gibi birçok bezeme tekniği geliştirilmiştir.
İstanbul'un Bayezit semtindeki Bakırcılar Çarşısı'nın tarihi geçmişi Osmanlı İmparatorluğu zamanına dayanmaktadır. Bu çarşıda bugün de işlenmekte ve satışa sunulmakta olan her tür bakır eşya doğunun havasını taşıyan nargile muhafazalıkları, biblolarda kullanılabilecek türüne kadar büyüklü küçüklü mangallar, semaverler, vazolar, çerçeveler asma mum fenerleri, yabancı turistlerin ilgilerini çeker. Halkımızın da ilgi gösterdiği çeşitli bakır eşya turizm açısından da böylece önem kazanmıştır. Ancak, bakırda el işletmeciliği, bakır dövmeciliği işleri ustalarının kişisel yetenekleriyle, becerileri yavaş yavaş yerini çarklı makinalı atölyelere bırakmaktadır.
Memleketimizde Maraş, Mardin, Diyarbakır ve özellikle Erzincan bakır el işlerinde ve işletmeciliğinde ünlü illerimizdir.
Dünyadaki bakır üretiminin ancak % 0,4 miktarı Türkiye'de çıkarılmaktadır. En önemli bakır yatakları Ergani çevresine yoğunlaşan ana yataklardır.Murgul yöresindeki bakır yatakları da ikinci derecede yer almaktadır.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.