Kurşun Üretimi

Öncelikle tüm takipçilerimizin, bilim takipçilerinin ve yazar arkadaşlarımın yeni yılda sağlıklı, başarılı ve mutlu olmalarını temenni ediyorum. Kuark Bilim Topluluğu Bilim Sitesi’nde yazdığım yazılarıma bazı dönemlerde ara vermek zorunda kalıyorum. Son ayrılığımız diğerlerine nispeten daha kısa sürdü. Bir firmada kurşun üretiminde görev aldım ve hala görevime devam etmekteyim. Bu yazımda da kurşun üretimini kaleme alacağım.

Romalılar ne bilsin zehirlendiklerini… Bizler de az mı döktük yeni gelinlere, yeni doğanlara, askere gideceklere… Solunan buharlar, elle ve ağızla doğrudan temaslar kaç vakaya sebep oldu… Hatta sebep olduğu bile anlaşılamadı… 2000’lere kadar Avrupa ve Amerika’da dahil olmak üzere hem yakıtlarda hem de boyalarda kullandılar bu sinsi zehri! Fazla korkutmak gibi olmasın ama kurşunun şakası yoktur.

İnsanlığın en sevdiği metallerden biridir. Tarih sahnesine bakarsanız en basit bulunan, rafine edilen, işlenen ve geri dönüştürülen metallerin başındadır kurşun. “Kurşun” gibi de ağırdır üstelik. Litresi 11 kilogram civarı gelmektedir. Bükmek, dövmek için çokta babayiğit olmak gerekmez. Tuttun mu kıvırsın ucundan… Bilinmez ki çıplak elle tutulmamalıdır dahi!

Galendir ilk insanların tanıştığı kurşun fazı. Metale de benzer aslında bu sülfürlü kayaç. İndirgenmesi en basit mineraller arasındadır. Kavurupta kömür ekledin mi, dökersin gümüşi metali. 327 derece sıcaklık yeterlidir su koymasına.. Çabuk gelir tava, direnmez. Sinsidir, uçar. Sever uçmaları. Hele de oksitlendi mi!?

Çok fazla gittik üstüne belki.. Bu sektörde çalışanlara belki rehber olur, daha dikkatli olurlar diye bu şekilde başladım yazıma. Deneysel çalışmalarda düşük kütlelerde çalışılmasına karşın yine de dikkat edilmelidir. Kurşundur bu şakası yoktur dedim ya.

Yer kabuğunda 12,5 g / ton bulunma oranıyla hatrı sayılır bir doğal bulunur elementtir. Galen (PbS) fazında çok fazla rastlanır. Galende pirit veya sfaleritle kompleks halinde bulunur. Düşük ergime sıcaklığı kurşunu işlemeye itmiştir ilk insanları. Bu yumuşak metalden birçok kap kacak yapmışlardır. Oksitlenme eğilimi zayıftır. Atmosferde uzun süre oksitlenmeden kalabilir. Hele birde kalay katıldı mı başlar gümüş gibi parlar.. Antik Mısırlıların kurşundan boru yaparak su taşıdıkları bulunmuştur.. Hatta M.Ö. 3000 yıllarına dayanan bir geçmişi vardır kurşunun. Satürn’e atıfta bulunulmuştur kurşuna Satürn’ün simgesi verilerek..

Fazla edebiyat yaptık, biraz da gelelim metalürjiye. Galen’in tenörü yetersizdir genelde. %30 konsantrasyon ile üretime elverişli olmayan kurşun cevheri güzelce bir yüzdürülür (Flotasyon). %70–80 lere kadar arttırılan konsantrasyon tatmin edicidir. Ardına kavurma yapılarak sülfür uzaklaştırılır. Genellikle Kurşun (II) oksit’e (PbO) dönüştürülen cevher karbotermik indirgeme metoduyla %97 saflığa kadar saflaştırılabilir. Sonrasında birkaç ufak metalürjik numara ile safsızlıklar giderilir. Üzerinden hava üflenen eriyik kurşunun yüzeyine cüruf toplanmaya başlar. Safsızlıkların ayrışmaları kurşunun yüksek yoğunluğundan dolayı çok basittir. Üstünden cürufu sıyrılan kurşun artık %99.97 gibi çarpıcı bir saflığa ulaşmıştır. Çoğu metalin çok meşakkatli olan üretim metotları sonucu %99.9 gibi saflıklara ulaştırılmasıyla kıyaslandığında, kurşun çok daha düşük üretim maliyetine sahip bir metaldir.

Şimdi gelelim kullanım alanlarına ve çevreye olan zararına. En önemli ve yaygın kullanım alanı kurşun-asit akülerdir. Kurşun, elektrot olarak kullanılır ve sülfürik asitle reaksiyon vererek elektrik enerjisi üretilmesini sağlar. Tepkime tamamen tersinirdir ve şarj altında iyonlar tersine hareket ederek aküye yük depolanır. 2000’li yıllara kadar kurşunun en yaygın kullanım alanı benzine katkılanmasıyla elde edilen kurşunlu benzinlerdir. Düşük oktanlı benzinlere ilave edilen tetraetil kurşun kompleksi, benzinin buharlaşmasını geciktirir. Böylece yüksek sıkıştırma oranlarında dahi vuruntu engellenmiş olunur. Fakat silindir içerisinde oksitlenen kurşun oldukça uçucu olan kurşun oksite yükseltgenmiştir ve yayınımı dudak uçuklatacak şekilde fazladır.

Nadide parçalarda da kurşun gözümüze çarpar. Muazzam bir tını yarattığından ötürü bazı pnömatik piyanolarda farklı notaların tutturulması da kurşun borular sayesinde olmaktadır.

Peki ya camlara da kurşun katıldığını biliyor muydunuz?

Kurşun, boyalara parlaklık, korozyona karşı dayanım ve kurumayı hızlandırmak amacıyla eklenir. Bunun yanı sıra böbrek, karaciğer, sinir sistemi ve beyin gibi hayati organların ve sistemlerin çalışmasını bozar. İnsan metabolizmasında kalsiyum gibi davranır ve kemiklerde depolanır. Kanda azalan kalsiyum konsantrasyonuna bağlı artan parathormon salgısıyla birlikte kana ve dokulara geçmeye başlar. Kıyamet bu noktadan sonra yaklaşır.

Dünya Sağlık Örgütü’nün ağır metallerle ilgili 2009 yılındaki raporunda kurşun için kanda kabul edilebilir üst sınır yetişkinlerde 25 µg/dL, çocuklarda 5 µg/dL olarak tanımlanmıştır. Şelat yapıcı kimyasalların (Cu-EDTA kompleksi) kurşun zehirlenmesi yaşayan hastaya damar yoluyla (intravenöz) verilmesiyle, kurşun kanda çözünmeyen bir kompleks oluşturur ve çöker. Ancak bu şekilde böbrek vasıtasıyla yakalanıp vücut dışına atılabilir. (Ayrıca bkz: Şelasyon tedavisi)

Alışıla gelmiş şekilde demir esaslı metalleri yazdıktan sonra demir dışı birçok metali yazmaya çalıştım. Bu yazı dizisinin diğer Ekstraktif metalürji dizilerinden farklı olmasını sağlamaya çalışmaktayım. Bir sonraki yazımda sürpriz olsun…

Okan Gençoğlu
Ondokuz Mayıs Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü

Kaynaklar:

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Lead
2. Kişisel notlarım, Kurşun izabesi ve geri dönüşümü, 2013
3. Yukarıdan doldurulan kurşun izabe fırınlarında kokun yanışı Friedrich Johannsen, Gerd Waechter.
4. http://blogs.plos.org/speakeasyscience/2010/09/27/the-hour-of-lead