KOBALT

Kobaltın, atom ağırlığı 58,93, atom numarası 27’dir. Kobaltın kristal yapısı genellikle kübik, masif, kompakt ve taneseldir. Sertliği 5-5.5, yoğunluğu 8,90 gr/cm3‘tür. Dövülgen bir katılığa sahip, gri renkli, metalik parlaklıktadır. Erime noktası 1495°C, kaynama noktası 2927°C’dir ve 300°C oksitlenir; oksitlenme kabiliyeti demirden azdır. En iyi bilinen mineralleri Skutterudit ((Co,Ni)As3) ve Kobaltit (CoAsS)’tir. Kobaltın ortalama olarak en yüksek bulunduğu kayaçlar sırasıyla ultramafik kayaçlar (dünit, serpantinit (110 ppm), mafik magmatik kayaçlar, bazalt (47 ppm), şeyl (19 ppm) ve granit (3 ppm) şeklindedir. Kobalt esas olarak sülfitler, kobalt içeren demir sülfitler, sülfo-arsenürler ve arsenürler olarak gözlense de ikincil olarak karbonat ve diğer mineral tiplerinde de bulunur. Ayrıca az miktarda nikel ve bakır cevherinde bulunur. Diğer elementlerden ayrılması zor olduğundan, saf kobalt elde etmek için çok fazla işlem gerektirir. Yerkabuğunda %0,001 oranında yer alan kobalt; demir, nikel, bakır, çinko ve mangan gibi cevherlerden bir yan ürün olarak sağlanır. Saf kobaltın maden halinde kullanıldığı yerler az olup farklı alaşımların bileşiminde yüksek oranlarda kullanılır.

Kobaltit: Kobalt sülfo-arsenit minerali olup, demir yaygın olarak yüksek sıcaklık çökeltilerinde oluşan kobaltın [(Co, Fe) AsS] bir kısmının yerini alır. Kristal biçimi genellikle kübik kristalli, masif, kompakt ve taneseldir. Sertliği 5.5 yoğunluğu 6.33 gr/cm3‘tür. Gümüş beyazı, gri soluk kırmızımsı renktedir. Çizgi rengi Gri-siyah renge sahiptir. Metalik parlaklıktadır. Pirit ile yakından ilişkilidir. Daha düşük sertliği, dilinimi, gümüş beyazı rengi ile piritten ayrılır. Nadir olmasına rağmen, stratejik olarak önemli metal kobaltın önemli bir kaynağı olarak çıkarılır. Skutterudit, arsenopirit ve nikelin ile birlikte yüksek sıcaklıktaki hidrotermal damarlarda oluşur. Kontakt metasomatik yataklarda dissemine olarak bulunur. Manyetit, sfalerit, kalkopirit, skutterudit, allanit, zoisit, skapolit, titanit ve kalsit ile birlikte çok sayıda diğer Co-Ni sülfit ve arsenit ile birlikte oluşur. Başlıca İsveç, Norveç, Almanya, Cornwall, İngiltere, Kanada, Şili, Avustralya, Demokratik Kongo Cumhuriyeti ve Fas'ta bulunur.

Skutterudit: Kimyasal bileşimi ((Co,Ni)As3)’tür. Mineralin parlaklığı metalik parlaklıktadır. Kalay beyazı veya açık çelik grisi renkte olup çizgi rengi grimsi ve siyahtır. Özgül ağırlık 6.1-6.9 gr/cm3 ve sertlik 5.5-6'dır. Kristal yapısı küp ile izometriktir ve pirite benzer oktahedron formları vardır. Arsenik içeriği ısıtıldığında veya ezildiğinde sarımsak kokusu verir. Skutterudit, orta sıcaklıklarda oluşan damarlarda nikelin ve kobaltin ile birlikte bulunur. Kalay beyazı ve gümüş grisi rengiyle tipiktir. Kimyasal test yapmadan arsenopiritten ayırmak mümkün değildir.

Günümüzde gelişen teknoloji şartlarıyla metal sektörünün günlük hayatımızdaki önemi gitgide artmaktadır. Bu önemle beraber bazı metallere duyulan ihtiyaç da daha büyük bir önem taşımaktadır. Bu metallerden biri olan kobalt ise yüksek erime sıcaklığı, yüksek sıcaklıklardaki sağlamlığı ile kesim malzemesi, süper alaşım, yüzey kaplama, yüksek hız çelikleri ve daha birçok malzemenin üretiminde yer almaktadır. Bütün bu bahsi geçen kullanım alanlarının ötesinde kobalt daha yaygın olarak lityum-iyon bataryaların üretiminde oynadığı anahtar rol ile bilinmektedir. Ayrıca kobaltın günümüzdeki ve önümüzde öngörülen teknolojik gelişmeler ışığında gün geçtikte önemi daha da artacak bir maden olduğu öngörülmektedir. Batarya endüstrisindeki yüksek kullanımına ek olarak kobalt yüksek sıcaklığa ve oksitlenmeye karşı yüksek dayanıklılığı sayesinde süper alaşım olarak uçak parçalarında ve jet motorlarının belirli parçalarında kullanılmaktadır. Ayrıca kobalt cam ve metal birleştirilmelerinde, paslanmaz çelik üretiminde, mıknatıslar ve veri saklama cihazlarında, eloktrolizle kaplama işlemlerinde, boya sektründe ve renk verici pigmentlerde, petrol seramik ve cam sanayiinde, insan ve hayvan vücudunda B12 vitamini depolanabilmesi için anahtar bir rol oynamasının yanı sıra kanser ışın tedavilerinde de kullanılmaktadır.

Bilinen kobalt kaynakları ise şu şekilde listelenebilir. Derin deniz nodülleri ve tabanı, Tortul (sedimanter) kaya Cu-Co yatakları, Ni-Co lateritleri, Magmatik Ni-Cu sülfit yatakları, Deniz tabanı masif sülfit yatakları (SMS) ve Diğer karasal yatakları (demir oksit bakır-altın (DOBA) yatakları, metasedimanter Co-Cu-Au yatakları vb.).

Tanımlanan dünya karasal kobalt kaynakları yaklaşık 25 milyon tondur. Bu kaynakların büyük çoğunluğu, Kongo (Kinshasa) ve Zambiya'daki tortularda barındırılan tabakalı bakır yataklarındadır; Avustralya ve yakın ada ülkeleri ve Küba'daki nikel içeren laterit yatakları; Avustralya, Kanada, Rusya ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki mafik ve ultramafik kayalarda barındırılan magmatik nikel-bakır sülfit yatakları. Atlantik, Hint ve Pasifik Okyanuslarının tabanındaki manganez yumruları ve kabuklarında 120 milyon tondan fazla kobalt kaynağı tespit edilmiştir. En büyük kobalt rezervleri açık deniz ve okyanuslarda bulunmasına karşın günümüz teknoloji ve yasal konuların bu kaynakları ekonomik kılmadığı için mevcut rezervlerin çok büyük kısmı karasaldır.

Kobalt maden kaynaklarına göre dünyada başı çeken ülke dünyadaki 2019 yılında 100.000 tonluk üretim ile dünya üretiminin yarısından daha fazlasını gerçekleştiren Demokratik Kongo Cumhuriyeti’dir. Kongo’yu sırasıyla 6.100 ton Rusya, 5.100 ton Avustralya, 4.600 ton Filipinler, 3.500 ton Küba, 3.300 ton Madagaskar, 3.100 ton Papua Yeni Gine, 3.000 ton Kanada, 2.400 ton Güney Afrika, 2.100 ton Fas, 2.000 ton Çin, 1.600 ton ile Yeni Kaledonya izlemektedir (Şekil 2). Kobalt tüketiminin %80’ini gerçekleştiren Çin dünyadaki en büyük üreticilerden biri durumundadır.

Ülkemizde ise Bitlis (Pancarlı), Gaziantep (Ortaklar), Elazığ (Maden), Bursa (Orhaneli), Gümüşhane (Şiran), Kastamonu (Küre), Manisa (Merkez), Manisa (Turgutlu), Manisa (Gördes), Sivas (Divriği) ve Uşak (Banaz) başta olmak üzere birçok ilimizde kobalt emarelerine rastlanmıştır.
MTA verilerine göre Kastamonu Küre’de kobalt tenörü ortalama değer %0,3 iken Bursa Meryem sırtında bu değerler %0,01 ile %0,02 arasında, Çaldağ’da ise %0,04 ile %0,06 aralığındadır. Son yapılan çalışmalarla belirtilen madenlerde cüruflardan geri kazanımın mümkün olduğu tespit edilmiştir. Küre’de mevcut izabe cüruflarından çeşitli yöntemlerle bakırın %60 ile %75 arasında geri kazanımının mümkün olduğu ortaya konurken bu oranın kobaltta ise %75 olduğu tespit edilmiştir. Bununla beraber Özel Sektör tarafından işletilen maden yatağında liç yöntemiyle 900 ton kobalt metali kazanımı öngörülmektedir.
Kobalt tüketiminde de başı çeken ülkelerden biri olan ve dünyada kobalt rafine tedarikinin %58’ini yapan Çin yüksek batarya üretim teknoloji ve kapasitesi sayesinde sektörde çok önemli bir yere sahiptir. Amerika Birleşik Devletleri'nde tüketilen kobaltın süper alaşımlarda, özellikle uçak gaz türbin motorlarında yaklaşık %46; kesme ve aşınmaya dayanıklı uygulamalar için semente karbürlerde %9; Çeşitli diğer metalik uygulamalarda %14 ve çeşitli kimyasal uygulamalarda %31’dir.

Türkiye’nin kobalt özelinde ihracat ve ithalat rakamları ise oldukça düşük seviyelerdedir.

Son yıllardaki teknolojik gelişmeler, yakın ve uzak gelecekteki gereksinimler de düşünüldüğünde dünyada kobalta duyulan ihtiyacın gün geçtikçe artacağı öngörülmektedir. Bu ihtiyacın büyük bir kısmını Kongo'daki üretim günümüzde karşılıyor olsa da özellikle elektrikli araç teknolojilerine hızlı geçişin doğurduğu batarya üretim artışı ve temiz enerji ihtiyacı yakın geleceğimizde kobalta duyulan gereksinimin artacağını gösteriyor. Bu bağlamda USGS raporlarında yerini stratejik mineral listesinden kritik mineraller arasına kaydıran kobalt için yeni kaynak arayışları hız kazanmaktadır.