Türkiye ’de Nadir Toprak Elementlerin Keşfi ve Önemi

Prof. Dr. Esat ARSLAN'ın 1 Mayıs 2023 tarihli yazısı: Türkiye ’de Nadir Toprak Elementlerin Keşfi ve Önemi

Türkiye’yi bir üst lige, hatta daha da geniş bir perspektifle birinci lig değil, süper lige çıkaran “Nadir Toprak Elementlerin Keşfi ve Önemi” Türk kamuoyunda pek uzun boylu tartışılmadı, pek de anlaşılamadı, gibime geliyor. Sizce de öyle değil mi? Lisede kimya dersinden periyodik tabloyu hatırlamayanımız yoktur, sanırım. Redoks dersini dün gibi anımsıyorum. Hani canım, kimyasal elementlerin sınıflandırılması için geliştirilmiş “Periyodik Cetvel ya da Tablo”yu kastediyorum. Adı üstünde bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe, atom numarası artarken, proton, nötron sayıları ve kütle numarası artan tablodan bahsediyorum. Periyodik tablodan bahsederken, bu tablonun gelişimine büyük katkı sağlayan, Çanakkale Savaşı'nda genç yaşta ölen fizik dehası Henry Moseley’ anımsamamak mümkün değil. Adıyla anılan fizik yasasıyla, elementlerin özelliklerini belirleyen ana unsurun proton sayısı olduğunu göstermiştir. Bu keşfi, "atom numarası" denen temel özelliğin, o zamana kadar düşünüldüğü gibi bir elementin sadece periyodik tablodaki yerinden çok daha fazlası olduğunu göstermiş ve adeta periyodik tabloya ilk defa anlam kazandırmıştır. Ama gelin görün ki, Birinci Dünya Savaşında Çanakkale’ye asker bulmakta güçlük çeken İngiliz yönetimi askerliğini yapmayanları kamu görevine atanamaz, kuralını koymuştur.  1914'te Oxford Üniversitesi'nde fizik bölümü başkanlığı yapması önerilen Moseley, aynı yıl bu nedenle Birinci Dünya Savaşı başladığında İngiliz Ordusu'na gönüllü olarak katılmıştır. Aslında zorunlu olarak askere yazılmıştır, denilenebilir. Üzülerek ifade etmek gerekir ki hem fizik hem de kimya alanında büyük bir dönüşüm gerçekleştiren bilim insanı 10 Ağustos 1915 tarihinde İngilizlerin Suvla taarruzunda sadece 27 yaşındayken ölmüştür. Bu durum üzerine İngiliz Hükümeti ilim insanlarının askere gitme mecburiyeti kararını iptal etmiştir, ama iş işten geçmiştir. Malum, savaş dolayısıyla 1916 yılında verilecek olan Nobel Ödülleri iptal edilmiştir; ancak eğer Henry Moseley hayatta olsaydı ve eğer savaş şartları ödülleri iptal etmeseydi, bu ödüllerden birini alma ihtimalinin çok yüksek olduğu düşünülmektedir. (1)

“Nadir Toprak Elementleri” (NTE) de bu periyodik tablo içerisinde, lantanitlerle birlikte itriyum ve skandiyum elementlerinin oluşturduğu bir grubu kapsamaktadır. Lantanitler atom numaraları 57 ‘den 71’e kadar olan ve kimyasal olarak benzer elementlerin oluşturduğu bir gruptur. Atom numarası 39 olan itriyum ve atom numarası 21 olan skandiyum da lantanitlerle benzer kimyasal özellikleri nadir toprak elementlerinin içine dâhil edilmiştir. Yerkabuğunda diğer minerallere oranla daha fazla bulunmadıkları sanıldığından dolayı bu ismi almışlardır. (2) Nadir toprak elementleri, fiber optikten uydu haberleşmesine, akıllı füzelerden yakıt hücrelerine kadar 20’den fazla alanda kullanılmaktadır. (3)

En başından söyleyelim, bir üst lige boşuna geçilmiyor, süper güç, mega güç nadir elementlere sahip olunmadan da olunmuyor. Bir devletin arazi büyüklüğünden çok o ülkede nadir element sayısı da son derece önemli olduğunu hemen ilk bakışta söyleyelim. Bu arada söyleyelim, Rusya da nadir element bakımında zengindir. Hatırlayın, ABD ile Çin arasında ticaret savaşlarının kızıştığı geçen yıl dünyada nadir element üretiminde tekele sahip olan Çin'in, ABD’ye misilleme olarak bu elementlerin ihracatına kısıtlamaya gidebileceği yönünde iddialar ortaya atılmıştı. Çin Komünist Partisi’nin resmi yayın organı 'Halkın Günlüğü' gazetesinin, "ABD, Çin’in misilleme yapma kapasitesini küçümseme" başlıklı yazısında "Nadir elementler, Çin’in ABD’nin sebepsiz yere uyguladığı baskıya karşı koyması için karşı silah haline gelecek mi? ABD Çin’in ticaret savaşında kapasitesini hafife almamalıdır" gibi ifadeler kullanılmıştı. Rusya Bilimler Akademisi Uzak Doğu Enstitüsü Başkanı Prof. Aleksey Maslov, 2021 yılında Vzglyad gazetesine açıklamasında Çin’den ithal edilen nadir toprak elementlerinin ABD’de F-35 savaş uçakları dahil çok sayıda askeri donanım üretiminde kullanıldığını belirttiğini, anımsamakta yarar var. (3) Sanırım, nadir toprak elementinin önemi şimdi daha iyi anlaşılıyordur.

ABD’nin Türkiye’ye parası ödendiği halde F 35 uçaklarını vermemesi ve tam bağımsızlığının gereği olarak yerli ve millî sanayi hamlesine girişince “Nadir Toprak Elementler”in keşfine girişilmiştir. Ve de aranınca bulunmuştur da. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı Fatih Dönmez, Eskişehir’in dünyada tarihe geçen bir keşifle karşı karşıya olduğunu belirterek, “2011’de başlayan çalışmalarımızda toplam 6 yıl içerisinde 125 bin 193 metre sondaj yapıldı. 59 bin 121 numune toplandı sahadan. Bunların analizleri yapıldı ve analizler sonucunda da 694 milyon ton nadir toprak elementi keşfi gerçekleştirilmiş oldu. Bu keşifle dünyanın en büyük ikinci rezerv sahası oldu.” (3)

Düşünebiliyor musunuz, Türkiye bir anda rezerv bakımından Çin’den sonra ikinciliğe yükselerek, ticaret savaşlarının önemli bir aktörü haline gelmiştir.

Toparlayacak olursak, en başta havacılık, savunma ve uzay sanayisi, biyomedikal gibi alanlarda kullanılan nadir toprak elementlerinin keşfedildiği Eskişehir'in Beylikova ilçesindeki sahada kurulan pilot tesisin açılışı Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan tarafından 18 Nisan'da yapılmıştır. Beylikova Florit, Barit ve Nadir Toprak Elementleri Tesisi’nin açılması. Dünyada 800 milyon tonluk rezerve sahip Çin'deki Bayan Obo sahasından sonra 694 milyon ton nadir toprak elementi rezerviyle ikinci sırada bulunan, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığına bağlı Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü Beylikova Florit, Barit ve Nadir Toprak Elementleri İşletmesi'nde çalışmalar sürmektedir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı Fatih Dönmez, sadece Mavi Vatan’daki  doğalgaz ve anavatandaki, yenilenebilir enerji ve fosil  yakıt çalışmaları ile değil, nadir toprak elementlerinin keşfiyle de yakından ilgilenmekte ve takip etmektedir. Onun veciz bir biçimde ifade ettiği gibi, “cevheri işlemeden sattığınızda 1 birim kazanıyorsanız bunu ara ürün haline getirdiğinizde 10 kat, uç ürün haline getirdiğinizde de 100 kat daha değerli hale getirebiliyorsunuz.” demek suretiyle Türkiye’nin kazanımlarını ortaya koymaktadır. Kuşkusuz bu konu biliniyordu, önemi şimdiye kadar bu şekilde algılanmamakta idi.  Bu cümleden olmak üzere “British Geological Survey” baş jeoloğu Kathryn Goodenough, yüksek dereceli nadir toprak elementlerinin Türkiye'de varlığını kabul etmekle birlikte, bu buluşun daha önce bilinmeyen devasa yeni bir rezerv olduğu fikrinin tamamen yanlış olduğunu iddia etmektedir. Doğrudur, Türkiye Cumhuriyeti bu konunun varlığını biliyor, ancak işlemesi, iktisadiyatı, ekonomisi üzerine odaklanamıyordu. Şimdi bunlar olacak haberiniz olsun.

Burada sorulması gereken soru, nadir elementleri bulduk da nadide toprak rezervinin işlenmesi nasıl olacak?  Az bulunan metaller konusunda araştırmalar ve danışmanlık yapan Stormcrow Capital şirketinin Başkanı Jon Hykawy ise “Türkiye veya başka bir ülke, nadir toprak yüklü minerallerin çıkarılmasını artırmayı başarırsa, bu hâlâ nerede işlenecekleri sorusunu akla getiriyor. Çin bu konuda hala dünyaya öncülük ediyor.” Demiştir. Jon Hykawy, nadir toprak minerallerini ayırmak için birden fazla olası yöntem bulunduğunu ancak Çin'de “solvent ekstraksiyonun” en fazla tercih edilen yöntem olduğunu da belirtmiştir. Ayrıca, Hykawy, Çin’in nadide toprak elementlerinin prosesini yapma konusunda uzmanlaştığını belirterek, pazara girecek ülkelerin bu konudaki maliyeti de iyi hesaplaması gerektiğini, pazardaki yeni ülkelerin Çin ile rekabet konusunda zorluk yaşayabileceği uyarısında bulunmuştur.

Bir başka konu ise, Çin’in, Türkiye'nin rekabetinden korkup korkmama meselesidir. Buradaki cevherin Çin'deki bazı büyük üretim yataklarına benzediğini kaydeden Goodenough, bu kaynakta nadir toprak elementi bulunduğunu teyit etmiş olmasıdır. Çin Komünist Partisi’nin yayın organı Global Times’da çıkan ve içinde devletin desteklediği bir Bao Gang Birleşik Çelik Grubu’nun (United Steel Group) yaptığı açıklamada ise Enerji Bakanı Dönmez’in açıklamaları eleştirildikten sonra dünya çapında çeşitli endüstriler tarafından kolayca tüketilen bu metalleri içeren rafine bileşiklere atıfta bulunuldu ve “bu rezervler gerçekten nadir toprak oksitleri şeklinde ise bu rezerv ölçeği dünyada bir numara olmalı.” denilmektedir.

Düşünebiliyor musunuz, toplam 17 bin 600 dönüm maden alanına sahip işletmede 2011-2017 yıllarında 310 lokasyonda 125 bin metre sondaj yapılarak 60 bin numune alınıp, 694 milyon ton rezerv rakamına ulaşılmıştır. (4) Rakamlar öylesine büyük ki, bütün bunların insan kaynaklı çalışmalar olduğunu hatırlatmama gerek yok sanırım.

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı Fatih Dönmez'in de yakından takip ettiği projede yıllık 1200 ton cevherin işlem göreceği pilot tesisin montaj çalışmaları tamamlanmıştır. İşletmede, işlenmek üzere 600 ton nadir toprak elementi cevheri de çıkartılarak hazır hale getirildiğini de bu arada belirtelim. İşte Sayın Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan’ın bu tesisleri açmasının gerekçesi budur, Türkiye dünyada çok farklı bir şekilde algılanmaktadır.  Delaware Üniversitesi’nde görevli araştırmacı Julie Klinger, Türkiye’nin buluşunu “izlenmeye değer” bulduğunu belirterek, Türkiye’de hükümetin bu konuda yabancı yatırımcıların ilgisini çekmeyi planladığı görüşünde olduğunu ifade etmiştir.

Bu konu neden bu kadar önemlidir. Öncelikle söylemekte yarar var. Cevherin işleneceği pilot tesisin montaj çalışmaları bitmiş durumdadır. Bir kez daha hatırlatmakta yarar var. Beylikova Florit, Barit ve Nadir Toprak Elementleri İşletme Müdürü Lütfi Tozar, Beylikova'nın Çin'deki Bayan Obo sahasından sonra 694 milyon ton nadir toprak elementleri rezerviyle dünyadaki ikinci büyük saha olduğunu belirtmesi yanında dünyanın iki mega gücü ÇHC ve ABD’nin bu cevherlerin peşinde olduğunu söylemesi bu bakımdan son derece önemlidir. Sahada 2011-2017 yıllarında yaptıkları çalışmalar sonucunda 694 milyon ton rezerve ulaştıklarını anlatan İşletme Müdürü Tozar, konunun önemini aşağıdaki şekilde vurgulamıştır:

"Cevherin işleneceği pilot tesisin montaj çalışmaları bitti. Devreye alma çalışmalarına başladık. Pilot tesiste kullanacağımız yaklaşık 600 ton cevher sahada hazır durumda. Madenciliği yapıldı. Pilot tesisimiz yıllık 1200 ton cevher işleme kapasitesine sahip. Çıkarttığımız cevherimizde bulunan florit, barit, nadir toprak elementleri ki biz de ağırlıklı olarak lantan, seryum, praseodimyum, samaryum, gadolinyum, evropiyum, neodimyum var. Bunlar üretilebilir düzeylerde. Ayrıca diğer 17 nadir toprak elementi de belli oranlarda mevcut. Bunun yanı sıra toryum da bu tesiste işlenecek. Bu tesiste cevheri işleyerek elde edeceğimiz elementler yüksek teknoloji ürünlerde kullanılan yeşil enerji dönüşümünde, savunma sanayisinde, lazer, güdüm sistemlerinde, her türlü elektronikte kullanılan malzemeler ki bunların en önemli özelliği de bunların ikamesi yok." (5)

Tesis Müdürü Tozar bu önemli keşfi sürdürmekte olduklarını, ihtiyaç durumda hazır olan 600 tonun dışında daha fazla cevheri pilot tesise nakledebileceklerini de ifade etmiştir. Pilot tesisin projede ilk aşama olduğunu dile getiren Tozar, "Pilot tesiste üretime başladıktan sonra esas bizim amacımız 570 bin ton cevher işleyerek yıllık 10 bin ton nadir toprak oksidi, 72 bin florit, 70 bin ton barit ve 250 ton toryum üretecek büyük tesisi kurmak. En kısa zamanda pilot tesis çalışmalarının arkasına bu tesisin planlamasını da yapıyoruz." diye konuşmasını sürdürmüştür. (5)

Bir başka önemli noktanın da altını çizen Müdür Lütfi Tozar, nadir toprak elementleri sayesinde yeni teknolojilerin üretilebildiğini de vurgulamıştır. Kuşkusuz neredeyse ultra stratejik öneme anılan madenlerin sahip olduğumuzu ifade eden Tozar, "Başta Çin, ABD olmak üzere ülkeler bu madenlerin üretimi için büyük mücadele veriyor. Böyle büyük bir saha ve rezervin ülkemizde olmasından dolayı avantajlı durumdayız." demiştir. (5)

Evet sevgili okurlar bu nadir toprak elementlerine önem atfedilmesinin nedeni sadece havacılık, savunma ve uzay sanayisi, biyomedikal gibi alanlarda kullanılan madenler olmasından değil, aynı zamanda fiber optikten uydu haberleşmesine, akıllı füzelerden yakıt hücrelerine kadar 20’den fazla alanda kullanılmasından ileri gelmektedir. ABD Jeolojik Araştırması'na göre, 2017 ve 2020 yılları arasında ABD’ye ithal edilen tüm nadir toprak malzemelerinin yüzde yetmiş sekizi Çin menşeliydi. Çin şimdiye kadar ayrıca dünyanın toplam nadir toprak rafine ürünlerinin yüzde 80'inden fazlasını üretmekteydi. Türkiye’nin sahaya inişi ile birlikte birçok şeyin değişebileceğini söylemek için sanırım, müneccim olmaya da gerek yok. Efendim, Türkiye Yüzyılı işte böyle bir şey, bu bir başlangıç, enseyi karartmadan geleceğe umutla bakalım, derim sevgili okurlar.

Dipnotlar

(1) Meltem Çetin Sever, “Henry Moseley: Çanakkale Savaşı'nda Genç Yaşta Ölen Fizik Dehası!”, Evrim Ağacı; https://evrimagaci.org/henry-moseley-canakkale-savasinda-genc-yasta-olen-fizik-dehasi-10909/ Erişim Tarihi: 30.04.2023

(2)Nadir Toprak elementi nedir? Nadir element nedir? Hangi ülkelerde var? Nerede var? Aydınlık Gazetesi, 27 Haziran 2022; https://www.aydinlik.com.tr/haber/nadir-toprak-elementi-nedir-nadir-element-nedir-hangi-ulkelerde-var-nerede-var-323598/ Erişim Tarihi: 26.04.2023

(3) https://tr.euronews.com/2022/07/16/turkiyenin-694-milyon-tonluk-nadir-toprak-elementleri-rezervi-icin-yabanci-uzmanlar-ne-diy/ Erişim Tarihi: 26.04.2023

(4) Yeni Birlik Gazetesi, “Çin ve ABD Peşinde 694 Milyon Ton Türkiye’de Keşfedildi” 17 Nisan 2023, s.1; https://www.gazetebirlik.com/haber/beylikova-florit-barit-ve-nadir-toprak-elementleri-tesisi-18-nisanda-acilacak-7627/ Erişim Tarihi:  26.04.2023

(5) Yeni Birlik Gazetesi, “Çin ve ABD Peşinde 694 Milyon Ton Türkiye’de Keşfedildi” 17 Nisan 2023, s.9; https://www.gazetebirlik.com/haber/beylikova-florit-barit-ve-nadir-toprak-elementleri-tesisi-18-nisanda-acilacak-7627/ Erişim Tarihi: 26.04.2023