Doğal altının, insan oğlunun yararlandığı ilk metal olduğu düşünülmektedir. Bozulmaması, pırıltısı ve az bulunması, her dönemde ilgi görmesine neden olmuştur. Atom numarası Z=79, atom ağırlığı M=196,967, simgesi Au olan geçiş elementi; bakır ve gümüş gibi elementler çizelgesinin BI sütununda yer alır.

Siyanürleme yöntemi, cevherlerden altın - gümüş üretiminde yaklaşık 100 yıldan beri kullanılmaktadır. Son yıllarda işlevi daha ekonomik ve verimli kılan yeni proseslerin de geliştirilmesi sonucu bu yöntem, günümüz madenciliğinde özellikle, küçük tane boyutlu altın içeren düşük tenörlü yatakların değerlendirilmesinde tek seçenek olmuştur.

Genel olarak, cevherdeki altın ve gümüşün anyonik siyanür kompleksleri halinde çözündürülerek sulu faza özütlenmesi (liç) ve sulu fazdan kazanılması proseslerini kapsamaktadır. Çözünen altın ve gümüşün sulu faza özütlenmesi için uygulanacak proseslerin belirlenmesinde, cevherin rezerv ve tenörü ile mineralojik, geçirgenlik ve difüzyon gibi yapısal özellikleri dikkate alınmaktadır. Başlıca iki özütleme (liç) yöntemi uygulanmaktadır:

• Yığın özütleme
• Karıştırmalı özütleme

Geçirgenlik ve difüzyon yönünden sorun yaratmayan altın cevherlerine doğrudan yığın özütleme (Heap Leaching); daha yüksek tenörlerdeki cevherlere ise kırma - öğütme gibi cevher hazırlama ön işlemlerini takiben tank içerisinde karıştırmalı özütleme uygulanmaktadır. Yatak oluşum yapısının uygun olması koşuluyla çok düşük tenörlü cevherlerin düşük verimlilikle de olsa değerlendirilmesinde yerinde özütleme (In Situ Leaching) prosesi çözüm sağlamaktadır.

Siyanürleme sonucu katı fazdan sıvı faza özütlenen altın ve gümüşün sıvı fazdan geri kazanımı, altın - gümüş derişimlerine ve çözünme kinetiklerine bağlı olarak, CIP (Carbon In Pulp), CIL (Carbon In Leach) ve CIC (Carbon In Column) gibi aktif karbona yüzey soğurma (adsorption) ve geri sıyırma (Desorption) işlemleriyle ön zenginleştirmeden sonra veya doğrudan çinko tozu ile çöktürme veya elektroliz (electrowinning) ve ergitme yoluyla gerçekleşmektedir. Elde edilen külçe ürünler rafinasyon tesislerinde saflaştırılmaktadır.

Altın doğada çok yaygındır; ama yüzde oranlarının çok düşük olması nedeniyle, verimli işletmeciliğe elverişli bölgelere çok az rastlanır. Deniz suyunda altın oranı , bir ton su başına, yörelere göre 1-10 mg arasında değişir. Altın yatakları ikiye ayrılır : Birincil yataklar, ikincil yataklar. Birincil yataklar genelde kuvars bakımından zengin kayalardan oluşur; söz konusu kayalar, gümüş ve altın tellürürlerin (silvanit, kadaverit, krennerit, petzit, vb.) yanı sıra, çeşitli sülfürler (pirit, blend, stibit, galen, vb.) de içerir. İkincil yataklar birincil yatakların aşınmasından kaynaklanan alüvyon kökenli çökellerdir ve boyları milimetrenin 1/100 ünü geçmeyen altın tanecikleri, yoğunlukları nedeniyle toplaşarak, 25-30 kg lık kütleler oluşturabilir.

Dünyada üretilen altının aşağı yukarı tümü, kuvarslı yada şistli damarlardan ve altınlı kumlardan çıkarılır. Altını ayırmak için mineraller mekanik yada kimyasal işlemler uygulanır. Mekanik yöntemde, mineral öğütülerek ince toz haline getirilir, sonra su ve yağlı bir madde karışımında yıkanır. İkinci yöntemde, altın yataklarının işletme olanakları çok çeşitlidir. Minerali öğütme yada yıkama sırasında, malgamalama (cıvayla alaşım) işlemine başvurulabilir. Elde edilen malgama damıtılarak altın ayrılır. Ayrıca klor suyuyla (özellikle malgamaladan sonra) işleme olanağı verir (klorürleme). Günümüzde genellikle siyanürleme yöntemi uygulanır; metal, geniş havuzlarda potasyum siyanür yada sodyum siyanür içinde çözündürülüp, sonra bir başka metalle (çinko, alüminyum) işlenerek, altının çökelmesi sağlanır. Bazı karmaşık altın minarellerini işlemede kolay yükseltgenen metaller, gerek ayrımsal yükseltgeme yoluyla, gerek bazı asit yada buharların etkisiyle elenebilir. Altını arındırmak için, metal önce altın klorüre dönüştürülüp, bu bileşik elektrolizle ayrıştırılır; yabancı metaller çamur içinde toplaşır.

Arı altına (1 000′ de 1 000 ) “24 ayar altın” adı verilir. 1 000′ de 900 lük altın para (kesin değer 0,9166) 22 ayar altından basılır. Merkez bankalarına yatırılan ve kuyumculara verilen altının kapsamı, yaklaşık %99,5 tir. Arı altın kolay dövülür ve bu yüzden sertliğini artırmak için başka metallerle alaşım yapılır.

Kuyumculukta işlenen altının ayarı ülkeden ülkeye değişir: 22 ayar, 18 ayar, 14 ayar, 10 ayar. Altından üretilen şeylerin üstüne, ayarlarını belirten damgalar vurulur. Altın alaşımlarında en çok kullanılan metaller, bakır, platin (ender olarak) ve gümüş’ tür.Bakır, altın para yada sarı altında; gümüşse %10 oranında ingiliz altınında ve %50 oranında beyaz altında yer alır. Kuyumculukta beyaz altın formulune göre hazırlanmış altın-gümüş alaşımının kullanımı günden güne yaygınlaşmaya ve sanayide kullanılması nedeniyle çok pahalı olan platinin yerini almaya başlamıştır.

Arı altın, yansıma nedeniyle sarı, saydamlığı yüzünden yeşil görünen, çok yoğun (19 300 kg / m³) ve yumuşak bir metaldir. 1 063 °C’ de erir, 2 600 °C de, olağan basınç altında kaynar ve yeşilimsi sarı bir buhar çıkarır. Altın tel çekmeye en elverişli (1 gr altından 1 km tel çekilebilir), en kolay dövülen metaldir. 0,1 um kalınlığında yapraklar elde adilebilir.(yani bir milimetrelik kalınlığa ulaşmak için bu yapraklarda 10 000 tanesini üst üste koymak gerekir).

Altın elektropozitif özelliği en zayıf metal olduğundan, kimyasal etkinliği çok düşüktür ve doğal olarak bozunmaz. B ileşiklerini oluştururken +I , +II (ender olarak) ve +III değerleriyle yükseltgenir. Holejenler altınla doğrudan doğruya bileşen aşağı yukarı tek element grubunu oluşturur. Altının önemli bileşiklerinden biri altın III klorürdür. Söz konusu bileşiğin hidrokilorik asit çözeltilerinden birinin hidrazi, fosfor, formik aldehit, vb indirgenmesi sonucunda, altının sudaki kolloyidal çözeltisi hazırlanabilir. Söz gelimi Cassius kırmızısı, rengini altın taneciklerinden alan sulandırılmış bir kalay IV oksittir ve altın II klorürün, kalay klorürle indirgenmesiyle elde edilir.

Bir altın III klorür çözeltisine hidroklorik asit katılmasıyla elde edilir. Halojenlerin altın üstündeki etkisi, bu maddeler oluşurken kolaylaşır. Olay altın suyunun altına etki etmesinin nedenini açıklar. Siyanür çözeltileri, oksijen eşliğinde altını çözündürür ve çok kararlı siyonorat iyonları oluştururlar; tepkimeden, mineralleri siyanürleme işleminde yararlanılır. Altının civayla bir araya gelmesini önlemek gerekir; çünkü bileşerek toz halinde bir alaşım (malgama) oluştururlar.

Gümüş, elementlerin periyodik tablosunda simgesi Ag (Ag sembolü Latince argentum kelimesinden gelir.) olan beyaz, parlak, değerli bir metalik element. Atom numarası 47, atom ağırlığı 107,87 gramdır. Erime noktası 961,9 °C, kaynama noktası 1950 °C ve özgül ağırlığı da 10,5 g/cm³’tür. Çoğu bileşiklerinde +1 değerliklidir.

Türkiye’de bugüne kadar bulunan işletilebilir altın sahaları için öngörülen teknoloji ile temelde benzerlik göstermekte olup her ikisi de siyanürleme yöntemine dayanmaktadır. Siyanürleme yöntemi, cevherlerden altın – gümüş üretiminde yaklaşık 100 yıldan beri kullanılmaktadır. Son yıllarda işlevi daha ekonomik ve verimli kılan yeni proseslerin de geliştirilmesi sonucu bu yöntem, günümüz madenciliğinde özellikle, küçük tane boyutlu altın içeren düşük tenörlü yatakların değerlendirilmesinde tek seçenek olmuştur. Üretim akım şeması, genel olarak, cevherdeki altın ve gümüşün anyonik siyanür kompleksleri halinde çözündürülerek sulu faza özütlenmesi (liç) ve sulu fazdan kazanılması proseslerini kapsamaktadır. Çözünen altın ve gümüşün sulu faza özütlenmesi için uygulanacak proseslerin belirlenmesinde, cevherin rezerv ve tenörü ile mineralojik, geçirgenlik ve difüzyon gibi yapısal özellikleri dikkate alınmaktadır. Başlıca iki özütleme (liç) yöntemi uygulanmaktadır:

• Yığın özütleme
• Karıştırmalı özütleme

Geçirgenlik ve difüzyon yönünden sorun yaratmayan altın cevherlerine doğrudan yığın özütleme (Heap Leaching); daha yüksek tenörlerdeki cevherlere ise kırma –öğütme gibi cevher hazırlama ön işlemlerini takiben tank içerisinde karıştırmalı özütleme uygulanmaktadır. Yatak oluşum yapısının uygun olması koşuluyla çok düşük tenörlü cevherlerin düşük verimlilikle de olsa değerlendirilmesinde yerinde özütleme (In Situ Leaching) prosesi çözüm sağlamaktadır. Siyanürleme sonucu katı fazdan sıvı faza özütlenen altın ve gümüşün sıvı fazdan geri kazanımı, altın – gümüş derişimlerine ve çözünme kinetiklerine bağlı olarak, CİP (Carbon In Pulp), CIL (Carbon In Leach) ve CIC (Carbon In Column) gibi aktif karbona yüzey soğurma (adsorption) ve geri sıyırma (Desorption) işlemleriyle ön zenginleştirmeden sonra veya doğrudan çinko tozu ile çöktürme veya elektroliz (electrowinning) ve ergitme yoluyla gerçekleşmektedir. Elde edilen külçe ürünler rafinasyon tesislerinde saflaştırılmaktadır. Eti Holding–Gümüşköy tesisinde halen uygulanmakta olan üretim teknolojisi, başlıca; kırma-öğütme, karıştırmalı özütleme, katı-sıvı ayırımı, çinko ile çöktürme ergitme ve rafinasyondur.

Bakırın insanlık tarihinde kullanılması çok eski çağlarda başlamıştır. İnsanlar, bakırı günlük yaşamlarında süs eşyası, silah ve el sanatlarında kullanmış olup uygarlık ilerledikçe bakıra olan ihtiyaç daha da artmıştır. Günümüzde tüketimi 13 milyon tonun üzerine çıkan bakır en çok kullanılan ikinci metal durumuna gelmiştir.Bakıra olan devamlı talep artışı endüstrileşmedeki gelişmelerle orantılıdır. Bakırın endüstrileşme ve makinalaşmadaki yeri artık tartışmasız kabul edilmiştir.

Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği özellikleri bakırı, elektrik santralları ve iletken malzemenin vazgeçilmez girdisi haline getirmektedir. Soğuk hava makina ve teçhizatında, paslanmaz özelliğinden ötürü nakliye vasıtalarında ve dış kaplamalarda bakırın büyük kullanım alanları bulunmaktadır. Bunlara ilaveten bakırın kaynak işlerinde, metalurjide ve bronz üretiminde önemli yeri olup, daha bir çok kullanım alanlarını saymak mümkündür. En geniş kullanım alanları sırasıyla; elektrik üretim ve iletimi ile ilgili tesislerde, inşaatta, ulaşım makina ve teçhizatındadır. Bundan on yıl önce bakıra olan ihtiyaç hiç de bu kadar önemli görülmemekte ve bakırın yerine kullanılabilecek bir çok ikame maddesi ileri sürülmekteydi. Alüminyum, plastik, fiber-optik gibi malzemeler bakır yerine kullanılmış, ancak bakıra duyulan ihtiyaç ve talepte hiçbir azalma olmamış, bilakis devamlı artma görülmüştür.

Sonuçta, ekonomik gelişmelere bağlı olarak hayat standardının sürekli yükseldiği günümüz dünyasında bakıra olan talebin devamlı olarak artacağı, bazı kullanım alanlarında ikame malzemesi bulunsa bile bakırın güncelliğini daima muhafaza edeceği gerçeği anlaşılmış bulunmaktadır.Bakır insanların eski çağlardan beri çeşitli amaçlarla kullandığı ve günümüzde de sanayinin temel girdileri arasında yer alan önemli metallerden biridir. Endüstride bakırın önemli rol oynamasının ve çeşitli alanlarda kullanılabilmesinin nedeni, çok çeşitli özelliklere sahip olmasıdır. Bakırın en önemli özellikleri arasında yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, aşınmaya karşı direnci maddeden çekilebilme ve dövülebilme özelliği antikorozif özellikleri sayılabilir. Ayrıca alaşımları çok çeşitli olup endüstride değişik amaçlı kullanılmaktadır.

Bakırın Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri:

• Simgesi : Cu
• Sertliği : 2.5-3
• Yoğunluğu : 8.93 gr/cm3
• Ergime noktası : 1083 °C
• Kaynama noktası : 2300 °C
• Ergime ısısı : 43 k.cal (1 kg’ının ergimesi için gerekli ısı)
• Elektrik iletme özelliği : %99.95

Bakır doğada az miktarda nabit, genellikle sülfürlü, oksitli ve kompleks halde bulunur.

Bakır Ürünleri:

• Tüvenan cevher (maden sahasından çıkmış hali)
• Konsantre bakır cevheri
• Blister Bakır
• Rafine bakır
• Katot bakır

Bakırın Kullanım Alanları:

• Elektrik ve elektronik sanayii %50 Toplam kullanımdaki payı
• İnşaat sanayii %17 “
• Ulaşım sanayii %11 “
• Endüstriyel ekipmanlarda %14 “
• Askeri ve diğer sanayii kolları %8 “

Bakırın yerine kullanılabilen ürünler, sırasıyla alüminyum, fiber optikler, plastik borular ayrıca özel durumlarda bazı metal alaşımlarıdır.

Çinko kullanım açısından demir dışı metaller içerisinde alüminyum ve bakırdan sonra gelen en önemli üç metalden birisidir. Bu üç metal başlıca, demir ve çeliğin korozyona karşı direncinin artırılmasında, döküm sanayinde kullanılan özel alaşımlar ile pirinç alaşımların yapımında kullanılmaktadır.

Çinko ayrıca, çinko plakaların yapımında, çatı kaplama malzemelerinde ve lastik sanayiinde de (ZnO olarak) kullanım alanı bulmaktadır. Çinko alaşımları ve bileşiklerinin kullanım açısından özelliklerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Ticari açıdan çinkonun öneminde herhangi bir gerileme gözlenmemektedir. Bazı uygulama alanlarında, diğer metallerle arasında bir yarış olmasına rağmen, çinkonun önemi hiç azalmamaktadır.

Toplam çinko tüketimininin hemen hemen %50’si galvanize çelik üretiminde kullanılmakta, %20’si pirinç üretiminde, %15’i döküm, %8’i çinko oksit üretiminde, %7’ si yarı fabrikasyon ürünlerde kullanılmaktadır. Ekotoksik etkisi nedeniyle çinko, bazı alanlarda sınırlı tüketilmektedir (özellikle yapı ve inşaat sektörü gibi). Günümüzde çinko ikame materyali olarak; alüminyum, mağnezyum ve plastikler, özellikle otomotiv sektöründe kullanılmaktadır.

Ülkede üretilmekte olan sülfürlü cevherlerin yurt içinde izabe imkanı bulunmadığından, zenginleştirilmiş çinko-kurşun cevherleri veya konsantreleri olarak geçici veya doğrudan ihraç yolu ile yurt dışına satılmaktadır. Ayrıca tuvenan, ayıklanmış konsantre, kalsine ürün olarak da çinko ihracatı yapılmaktadır.

Çinko ilk olarak M.Ö. 2000 yıllarında Çinliler ve Romalılar tarafından alaşım materyali olarak, prinç yapımında kullanılmıştır. Bilinen en eski çinko arkeolojik kalıntı Romanya Transilvanya’da Doroseh şehrindeki prehistorik Dacian yerleşim merkezinde bulunmuştur. Bu heykel parçası üzerinde yapılan analizler sonucunda, % 87.5 Zn, % 11.5 Pb ve % 1 oranında Fe içerdiği tesbit edilmiştir. Hindistanda ise MS 1000-1300 yıllarında çinkonun metal olarak kullanıldığı ve 14. yy.’da ticari amaçla izabesinin yapıldığı bilinmektedir. Çinko metali hakkında ilk bilimsel çalışmalar Paracelsus (1490-1541) tarafından yapılmıştır. Çinkonun Avrupa pazarına girişi 17. ve 18. yy.’a rastlamaktadır.

Günümüzde çinko; çelik, alüminyum ve bakırdan sonra Dünya’da miktar olarak yıllık tüketimi en fazla olan metaldir. Kimyasal yönden aktif olması ve diğer metallerle kolayca alaşım yapabilmesi nedeniyle çinko, endüstride birçok alaşımın ve bileşiğin üretiminde kullanılmaktadır. Kuvvetli elektropozitif özelliğinden dolayı diğer metallerin özellikle demirçelik ürünlerinin aşınmaya karşı korunmasında kullanılmaktadır. Üretilen çinko metalinin ana ürün olarak tüketildiği belli başlı beş alan bulunmaktadır. Bunlar; galvanizleme, pres döküm alaşımları, pirinç ve bronz alaşımları, çinko oksit ve haddelenmiş çinko alaşımlarıdır. Çinko, atom ağırlığı 65.39 g/mol ve atom numarası 30 olan gümüş renkli bir metaldir. Düşük kaynama sıcaklığı dikkat çekicidir. Bu değer özellikle pirometalurjik metal üretiminde çok belirleyici bir etmendir. Dökülmüş halde sert ve kırılgandır. 120oC’de şekillendirilebilir. Elektrokimyasal potansiyel dizisinde demirden daha negatif değerdedir. Böylece çinko anot olarak katodik korozyon korumada önemli bir kullanım alanı bulur. Galvanizleme bu tür uygulamalardan biridir.

Kurşunun ana kullanım alanı akü imalatı olup, yeraltı haberleşme kablolarının kurşunla izolasyonu, diğer önemli tüketim alanıdır. Korozyonu önleyen kurşun oksit boyalar, kabloların kaplanmasında, kurşun tetraetil ve tetrametil formlarında benzin içinde oktan ayarlayıcı bileşikler olarak, radyasyonu en az geçiren metal olması nedeniyle x-ışınlarından korunmada, renkli televizyon tüplerinin yapımında ve mühimmat imalinde önemli kullanım alanları bulmuştur.

Yeryüzünde rastlanan elementler arasında 34.sırayı alan kurşunun, atom numarası 82, atom ağırlığı 207.21 dir. Doğada özgün kristal yapısına ender rastlanan kurşun kübik sistemde kristalleşir. Gri renkli olup, metalik parlaklığa sahiptir. Ergime noktası düşük (327 °C), kaynama noktası (1 atmosferde) 1525°C dır. Korozyona karşı dayanıklı, kolayca şekillendirilebilen, yüksek özgül ağırlığı (11,4 t/m3) ile kurşun, değişik alaşımlar olarak kullanılabilme özelliklerine sahiptir. Düşük bir çekme mukavemetine (1 t/in2) sahip olması nedeniyle gerilmenin önemli olduğu hallerde kullanım sahası sınırlıdır. Adi metaller arasında korozyona en dayanıklı olması yanında yassılaşma ve tel çekme özelliğine de sahip bir metaldir. Kurşun, PbO, Pb203, Pb04, Pb02 ve Pb20 olmak üzere 5 tipte oksitli bileşik oluşturur. En dayanıklısı PbO’dur. Doğada izlenen başlıca kurşun minerallerine ait genel özellikler aşağıda özetlenmektedir;

Galen (PbS): % 86.6 Pb ve % 13.4 S içerir. Az miktarda demir, çinko, antimuan, selenyum, gümüş ve altın içerebilir. Gümüş içeriği genellikle % 0.01-2.0 arasında değişir. Bu nedenle simli kurşun adını alır. Sertliği 2.3; özgül ağırlığı 7.4-7.6, gümüş grisi rengindedir. Kübik sistemde kristalleşen galen, üfleç alevinde kolayca erir.

Serüzit (PbCO3): Serüzit, galen filonlarının üzerinde bazen kristaller, bazen de yoğun ve stalaktit şekilli kütleler halinde bulunur.Tek veya gruplar halinde kristalleri izlenen serüzit, rombik kristal yapısındadır. Gevrek yapılı, sertliği 3-3.5, özgül ağırlığı 6.5'tur. Sarı, gri esmer ve beyaz renklerde olan mineralin saf olanı beyaz renklidir.

Kurşun Ürünleri ve Ticari Sınıflandırması

Gelişen teknolojiler ve metal fiyatlarına bağlı olarak, %2 Pb + %5 Zn veya %3 Pb + %2 Zn ile azda olsa Ag ve Au içeren yataklar ekonomik olarak işletilmektedir. Son yıllarda artan yatırım maliyetleri ve düşük metal fiyatları nedeniyle gümüş içeren ve Pb+Zn tenörü %10'dan büyük yatakların işletilmesine ağırlık verilmektedir. Kurşun konsantreleri için tenör %70-80 Pb'dir. Satış imkanı bulabilen bulk (toplu) konsantreler % 30 Pb, % 30-40 Zn, % 4-5 Cu içerebilmektedir.

Konsantre ürünlerin, metale geçişte uygulanan izabe proseslerine (Imperial Smelting) bağlı olarak baz tenör ve diğer empüritelerinin limiti sınırlandırılmıştır. Kurşun konsantrelerinde arsenik ve antimuan, çinko konsantrelerinde ise klor ve flor; istenmeyen ana empüritelerdir. Kurşun; yumuşak, ağır, dövülebilir ancak tel haline getirilemeyen ve korrozyona çok dayanıklı bir metaldir. Ticari olarak sınıflandırılması aşağıda verilmektedir.

Rafine kurşun: Metalurjik yöntemlerle içindeki safsızlıklar çıkarılmış olan kurşundur. Rafine kurşunun derecesi en az % 99.85 Pb'dir. Rafine kurşun dört ayrı grupta pazarlanmaktadır:

• Saf Kurşun: Yüksek saflık derecesinde rafine edilmiş kurşundur.
• Kimyasal Kurşun: Oldukça yüksek saflıkta, fakat bünyesinden gümüş çıkarılmamış kurşun olarak tanımlanmaktadır. Bu tip kurşun genellikle Güney Missuri’de çıkarılan kurşun cevherinden elde edilmektedir.
• Asit-Bakır Kurşun: Rafine kurşuna bakır eklenerek elde edilen kurşundur.
• Normal Gümüşsüz Kurşun: Rafine edilmiş ve içinden gümüşü alınmış kurşun olarak tanımlanır.

Yukarıda yapılmış sınıflama külçe kurşun için hazırlanmış olan ASTM B29-55 şartnamesinde kimyasal gereksinimlere göre ortaya konulmuştur.Kurşun aşağıdaki şekillerde de piyasada bulunur:

• İngot kurşun Pudra kurşun
• Külçe (Pig) kurşun Levha kurşun
• Yaprak kurşun (foil) Yün kurşun
• Saçma (kurşun) Kaplama (kurşun)
• Boyalar (kurşun) Ektrüzyon kurşun (Extrusions)
• Döküm kurşun

Kurşunun çoğunlukla antimuan, kalsiyum ve kalay ile alaşımları yapılır. Bu alaşımlar“antimuanlı” veya “sert kurşun”, “beyaz metal”, “ergitilebilir alaşımlar” veya “yumuşak lehim” olarak adlandırılır.

Kurşunun Kullanım Alanları

Kurşun'un ana kullanım alanı akü imalatı olup, yeraltı haberleşme kablolarının kurşunla izolasyonu, diğer önemli tüketim alanıdır. Korozyonu önleyen kurşun oksit boyalar, kabloların kaplanmasında, kurşun tetraetil ve tetrametil formlarında benzin içinde oktan ayarlayıcı bileşikler olarak, radyasyonu en az geçiren metal olması nedeniyle x-ışınlarından korunmada, renkli televizyon tüplerinin yapımında ve mühimmat imalinde önemli kullanım alanları bulmuştur.

Akü imalatı: Kurşun aküleri yalnız otomobillerde değil, ışıklandırma, haberleşme sistemleri ve elektrik enerjisi depo edilecek bir çok endüstriyel ve askeri sistemlerde kullanılmaktadır. Kurşun-asit akülerinin plakaları kurşun alaşımından dökülmüş levhalardır. Bu alaşım; % 6-12 antimuan, ve az miktarda arsenik, kalay ve diğer elementleri içermektedir. Antimuan levhaya sertlik vererek aşınmaya karşı direnci arttırır. Kalay eriyiğin düzgün kalıp haline gelmesini sağlar.

Tetraetil kurşun (Pb(C2H5)4): Hidrokarbon yakıtları hava ile karıştırıldığı zaman elektrik kıvılcımı olmaksızın uygun ısı ve basınçta tutuşur. Bu olay dizel motorların çalışma esasını oluşturur. Hava-benzin karışımında istenen yanma, otomobil silindiri içinde karışımın tutuşmasıyla başlar. Bununla beraber, eğer yakıtın yanması buna bağlı diğer faktörlere göre düzenlenmemişse meydana gelen ısı ve basınç şiddetli patlamaya neden olur. Bu olaya knock (vurma) , bunu azaltmak için kullanılan bileşimlere ise antiknock (antinok) denir. Tetraetil (tetrametil) kurşun bu bileşimin aktif maddesini oluşturur. Süper benzin, bir galonda (3.6 litre) 2-4 ml; normal benzin ise 0.5-1.5 ml tetraetil kurşun içerir.

Litarj (Kurşun oksit): Akülerin pozitif ve negatif levhalarının yapımından başka, seramik, kurşun kromat, vernik, böcek ilacı, lastik imalatı ve petrol rafinerisinde kullanım alanları vardır. Ayrıca altın'ın ateş analizi "Fire Assay" yönteminde eritiş için kullanılan ana kimyasaldır.

Kablo kaplaması: Telefon ve telgraf haberleşmelerinde, elektrik ileteci ve dağıtıcı kablolarda kurşun kaplaması olarak kullanılır. Kurşun kılıfının başlıca fonksiyonu; nem ve tahrip edici diğer etkenlere karşı dayanıklı olmasıdır. Bu özelliğiyle yeraltı kablolarının yapımında kullanılır. Bazı hallerde sertlik kazandırılmak için antimuan (%1), kalsiyum (% 0.04) ve arsenik (% 0.1-0.2) ilave edilir.

Kalafat Kurşunu: Aşındırıcı etkenlere karşı direnci, esnekliği, düşük erime noktası ile kurşun su borularının eklem yerlerinde kullanılır.Kalafat kurşunu % 99.73 saf kurşun ile % 0.08 den az olmak üzere arsenik, antimuan, kalay, bakır, çinko, demir ve gümüş içermektedir. Bizmut içeriği maksimum % 0.25 olmalıdır. Genel bir koşul olarak boru kalafatlanmasında boru çapının her bir inçi için yaklaşık 1 pound (0.454 kg) kurşun gerekmektedir.

Kurşun yünü: Erimiş kurşunun elekten geçirilmesiyle kurşun iplikleri elde edilir. Bu iplikçikler petrol kuyularının musluklarında sızıntıyı önlemek için kullanılır.

Lehim: Genel olarak lehim, % 30-40 Pb, % 60-70 Sn içerir. Plastik derece istenen lehimlerde kalay % 40'ın altında, kurşun % 60'ın üzerindedir. Erime noktası 183oC'dır.

Milyatağı alaşımları: Makinenin hareketli ve sabit bölümleri arasında bağlantı sağlayan ve hareketli bölüme destek olarak kullanılan bu malzemeler kurşun, kalay ve bakır esaslı alaşımlardır.

Ergiyen alaşımlar: Çapa kalıbı, mıknatıs, zımba, gaz silindirlerini kompreslemek için tıpa, ve ateşe dayanıklı kapı yapımı ve benzeri alanlarda kullanılır.

Kurşun yaprak: Kalınlığı 0.01 mm kadardır. Bazı tip elektrik kondansatörlerde kullanılır. Neme ve radyasyona karşı direnci nedeniyle tıpta paketlemede ve fotofilmde, dişçilikte ve radyografi endüstrisinde kullanılmaktadır.Ayrıca askeri alanda ordonat malzemesinin ışık ve nemden korunmasında, iyi kaliteli çayların paketlenmesinde kullanılır.

Balast: Yüksek özgül ağırlığı, döküm kolaylığı ve düşük maliyeti ile balast malzemesi olarak kullanımı yaygındır. Bir buhar lokomotifinin tekerleklerinin her bir çifti için bir ton kadar kurşun kullanılır. Makine balansları, otomobil tekerlekleri balansları, uçaksavar topları, gemi omurgası, ve uçak pervanelerinde kullanılmaktadır.

Radyasyon kalkanı: Kurşunun tehlikeli radyasyonu özellikle de gama ışınsamasını azaltma özelliği vardır. Gama ve nötron ışınları iyonize özellikleri dolayısıyla canlı dokuları bozarlar. Kurşun bu ışınları absorbe eder. Kirlenmeden ve radyoaktif hale gelmeden devamlı kullanılabilir. Kaplamada kullanılan kurşun yüksek enerji radyasyonu karşısında radyoaktif hale gelebilecek maddeleri içermesi gerekir. Kadmiyum veya parafin, su gibi hidrojenli maddeler nötronlara karşı koruyucu olarak kullanılırlar. Fakat nötronlar absorbe edildiği zaman gama ışınları yaydığından bu ışınların kurşun kalkan ile durdurulması gerekmektedir.

Titreşim önleyici: Tren yolları gibi titreşim kaynakları yakınındaki yapılarda sütun kaideleri altında kurşun ve asbest bloklar yeralmaktadır. Çeşitli duyarlı aletler kurşun bloklar üzerinde monte edilir veya kurşun kılıflarla kaplanarak titreşimlerden korunur. Gemilerde boru sistemi yerleştirilirken makine titreşimini önlemek için borular kurşun kayışlarla yalıtılır.

Cam, sır ve cila: Kırmızı kurşun, beyaz kurşun, litarj ve kurşun silikatlar cam, sır ve cilada kullanılırlar. Kurşunlu cam yüksek bir kırılma indisine sahiptir, ısı iletkenliği ve kimyasal stabilitesi kurşunsuz cama göre daha azdır. Cama parlaklık, rezonans verir. İyi kalite kristal % 30 litarj içerebilir. Cam ve cilada kullanılan kurşun, rengin bozulmaması için yüksek saflıkta olmalıdır.

İşlenebilir pirinç: Pirinç ortalama % 61.5 Cu, % 3 Pb ve % 35.5 Zn içerir. Pirinçlerin işleme özelliğini arttırmak için genellikle % 0.25-6 arasında kurşun ilave edilir. Kesici aletlerde kurşunlu malzemelerden yapılmaktadır.Alüminyum ve çeliğin işlenebilme özelliğini arttırmak için de kurşun ilave edilmektedir. Kurşunlu kalay bronzu (% 88 Cu, % 6 Sn, % 1.5 Pb, % 4.5 Zn) sübap, destek parçaları, dirsek yapımında; kurşunlu nikel pirinç (% 57 Cu, % 2 Sn, % 9 Pb, % 20 Zn, % 12 Ni-alman gümüşü) döküm alaşımında kullanılmaktadır. Kurşun bronzlar milyataklarında kullanılmakta olup, Pb oranı % 30'un üzerindedir. Kurşunlu kırmızı ve sarı pirinçler boru takımları, madeni eşyalar, karbüratörlerde kullanılırlar.

Yarı iletken kurşun: Termoelektrik kurşun tellürid nükleer reaksiyon ısısından doğrudan doğruya elektrik elde etmekte kullanılır. ABD'de Nike-Cojun roketlerinin uçuşunda atmosfer içindeki su hakkında bilgi toplamak için kurşun sülfit kullanılmıştır. Kurşun sülfidin elektrik çıktısı atmosferlerin su buharına uygun olarak değişmektedir.

Kurşun Boyalar:

• Beyaz kurşun (Üstübeç): Kaba formülü 2PbCO3.Pb(OH)2 dir. Bazik kurşun karbonat veya beyaz kurşun uzun yıllardır kullanılan beyaz bir boyadır. Ayrıca çömlek sırrı, cila ve camcı macunu yapımında kullanılır.
• Kırmızı kurşun (Sülüğen): Boya endüstrisinde önemli yer tutar. Demir köprüler, çelik yapılar, gemi tekneleri, su ve yakıt tanklarında aşınma ve pasa engel olmak üzere kullanılan standart bir boya cinsidir. Boya filminin direncini arttırarak esneklik kazandırır.
• Oranj mineral: Parlak kırmızı bir kayaç olup renk vermede ve baskı mürekkebi yapımında kullanılır. Kimyasal bileşimi ve yapımı kırmızı kurşuna benzer.
• Kurşun kromat (PbCrO4): Parlak sarı bir kayaç olup kurşun asetat (veya nitrat) çözeltisine potasyum veya sodyum bikromat ilavesiyle çökelek oluşturulur. Eğer çözelti bikromat ilave edilmeden önce sodyum hidroksitle tamponlanırsa sarı-portakal çökelek oluşur.
• Bazik kurşun kromat: Amerikan kırmızısı, Çin kızılı, veya krom kırmızısı gibi isimler alır ve beyaz kurşundan yapılır. Krom yeşili, sarı kurşun kromat ve Prusya veya Çin mavisinin karışımdır.
• Bazik kurşun silikat: Kurşun oksit ve silisin kompleks bir tuzunu oluşturan boya litarj, silis ve sülfürik asitle yapılır.
• Bazik kurşun sülfat: Bazik kurşun karbonatla aynı özelliklere sahip beyaz, opak bir boyadır. Galen konsantrelerinin yakılması veya püskürtülen kurşunun sıcak havada sülfürdioksitle muamelesi ile elde edilir. Bazı plastikleri stabilize edici olarak kullanılır.
• Mavi kurşun: Bazik kurşun sülfatla az miktarlarda kurşun sülfit, çinko oksit ve karbon içeren mavimsi gri renge sahiptir. Pas önleyici olarak kullanılır.

Kurşun Yerine Kullanılan Maddeler

Bazı alanlarda kurşun yerine kullanılan çeşitli maddeler bulunmaktadır. Örneğin akülerde kurşun yerine, nikel-kadmiyum, civa, nikel-çinko, gümüş-çinko, demir ve karbon-çinko bileşimleri kullanılabilmektedir. Ancak bunların elektrik özellikleri farklı olup, elde edildikleri hammadde kaynakları da yeterli değildir. Ayrıca bir çoğu kurşundan daha pahalıdır. Yalnız yüksek enerjinin gerektiği özel uygulamalarda, büyük hacimli kurşun-asit akülerin yerine daha pahalı olan diğer maddeler tercih edilebilir. Elektrik araçlarında muhtemel kullanımlar için geliştirilmekte olan aküler arasında lityum sülfür, sodyum sülfür ve çinko klorür aküleri, kurşun-asit akülerine göre teorik olarak daha çok enerji kapasitesine sahiptir. Ancak lityum sülfür ve sodyum sülfür tipleri yüksek sıcaklıklarda (300°C’nin üzerinde), çinko klorür tip ise düşük sıcaklıklarda (0-10°C) daha verimlidir. MMT denilen bir manganez bileşiği ise benzin katkısı olarak kullanılmaktadır. Diğer bazı metal bileşikleri de katkı malzemesi olarak kurşun yerine kullanılabilir. Ancak bunlar kurşuna oranla daha az elverişli, çok daha pahalıdır ve çevre sorunları yaratmaktadır. Rafinerilerde oktan derecesi arttırılabilir, ancak kurşun ilave edilmezse benzin verimi düşer. 1974 yılından beri kurşunsuz benzin kullanacak şekilde otomobil tasarımları yapılmakta, kurşunsuz benzin ticareti gittikçe artmakta ve bütün yakıtlardaki ortalama kurşun oranları düşürülmektedir.

Dahili boyalarda, zehirli etkileri nedeniyle, artık kurşun kullanılmamaktadır. Dış boyalarda da titanyum ve çinko tercih edilmektedir. İnşaat ve karayollarında paslanma ve korozyona karşı dayanıklılığı nedeniyle kurşun boyaları temel malzeme olma özelliğini korumaktadır. Yüksek korozyonun bir sorun oluşturmadığı yeraltı ve haberleşme kablolarında kurşun yerine polietilen ve metalik veya organik malzemelerin bileşikleri kullanılmaktadır. İnşaatta kurşun, plastikler, galvanize çelik, bakır ve alüminyum ile rekabet etmektedir. Plastik ve asbest çimentolu borular da kurşun boruların yerini almıştır. Aşındırıcı kimyasal ortamlarda, kurşun yerine, paslanmaz çelik, titanyum, plastikler ve çimento, kalafatlama ve eklemelerde ise plastikler kullanılmaktadır. Demir ve çelik, cephanelerde kurşunun yerini almıştır. Tüp ve benzeri kaplarda, plastikler, alüminyum, kalay ve cam tercih edilmektedir.