Demir Nedir? Demir’in Çıkarıldığı Yerler

Demir, periyodik tabloda atom numarası 26 olan simgesi Fe ile gösterilen bir elementtir. Nemli havada paslanan parlak, grimsi bir metaldir. Kolay paslanır ancak tüm metallerin en önemlisidir. Günümüzde rafine edilen tüm metallerin %90’ınını içerir. Bu maden, yerkabuğunda kütlece en bol bulunan dördüncü elementtir. Yerkabuğunda %5.06 oranında bulunur. Bu elementin yerkabuğunda bol miktarda bulunması, demir’in çıkarıldığı yerler araştırıldığında, Dünyanın birçok yerinde bulunduğu gerçeğini gözler önüne sermektedir.

• Simgesi: Fe
• Atom numarası: 26
• Erime noktası: 1538°C, 2800°F, 1811 K
• Kaynama noktası: 2861°C, 5182°F, 3134 K
• Yoğunluğu (g cm^-3):87
• Elektron dizilişi: [Ar] 3d⁶4s²
• CAS numarası: 7439-89-6

Ülkemiz açısından, demir’in çıkarıldığı yerler incelendiğinde özellikle Doğu Anadolu bölgesi göze çarpmaktadır. Dünyanın çekirdeğinin büyük ölçüde nikel ve kükürt içeren demirden oluştuğu düşünülmektedir. En yaygın demir içeren cevher hematittir, ancak manyetit ve takonit gibi diğer minerallerde de yaygın olarak bulunur. Ticari olarak, hematit veya manyetitin kok (karbon) ve kireçtaşı (kalsiyum karbonat) ile ısıtılmasıyla bir yüksek fırında üretilir. Bu, yaklaşık %3 karbon ve diğer safsızlıklar içeren, ancak çelik yapmak için kullanılan pik demiri oluşturur. Her yıl dünya çapında yaklaşık 1,3 milyar ton ham çelik üretilmektedir.

Bu element, tüm yaşam formları için gereklidir ve toksik değildir. Ortalama bir insanda bulunması gereken yaklaşık 4 gramdır. Bunların çoğu hemoglobinde, kanda yer alır. Hemoglobin, oksijeni akciğerlerimizden doku solunumu için gerekli olan hücrelere taşır. İnsanların her gün 10-18 miligram ihtiyacı vardır. Eksik olması durumu, aneminin gelişmesine neden olur. Karaciğer, böbrek, melas, bira mayası, kakao ve meyankökü gibi besinler çok miktarda demir içerir.

Demir’in Tarihçesi

Mısır’da MÖ 3500 yıllarından kalma demir nesneler bulunmuştur. Yaklaşık %7,5 nikel içerirler, bu da meteorik kökenli olduklarını gösterir.

Bugünün Türkiye’si olan Küçük Asya’nın antik Hititleri, MÖ 1500 civarında bu cevheri ilk çekenlerdi. Daha güçlü olan bu metali onlara ekonomik ve politik anlamda güç verdi. Demir Çağı başlamıştı. Bazı türleri, takdir edilmemesine rağmen, karbon içeriğine bağlı olarak diğerlerinden açıkça üstündü. Bazı demir cevherleri, kılıçlar için ideal olan Şam çeliği üreten vanadyum içeriyordu.

Bu madenin çeşitli türlerini açıklayan ilk kişi, 1722’de konuyla ilgili bir kitap yazan René Antoine Ferchault de Réaumur’du. Bu, çelik, dövme demir ve dökme demirin kömür (karbon) miktarıyla nasıl ayırt edileceğini açıklıyordu. Aynı yüzyılda başlayan Sanayi Devrimi, büyük ölçüde bu metale dayanıyordu.

Demirin Çıkarıldığı Yerler

Bu madenin, Dünyadaki en büyük rezerv sahibi Avustralya’dır. Bu ülkedeki, ham cevher rezervlerinin 2021’de yaklaşık 51 milyar mt olduğu tahmin ediliyordu. Bu miktarın 25 milyar mt içeriğe çevrildi.

Bu madenin rezervleri ve üreticileri incelendiğinde, Avustralya ve Brezilya ülkelerinin önemli bir yere sahip olduğunu görürüz. Bu ülkeler, hem Dünyadaki rezervlerinin büyük bir bölümünü elinde bulundurmakta hem de Dünyanın en büyük üreticileri arasında yer almaktadır. Avustralya, dünyanın demir cevheri ihracatının yarısını oluşturuyor. Brezilya, Dünyanın toplam demir ihracatının yaklaşık yüzde 23’ünü ihraç etti. 2021 itibariyle Brezilya’nın 15 milyar mt demir içeriği ve 34 milyar mt ham cevher rezervi vardı. Brezilya, 2021’de 380 milyon mt demir cevheri üretti.

Kuzey Brezilya’daki Vale’nin Carajas madeni gibi Dünyanın en büyük demir madenlerinden bazıları Brezilya’da bulunuyor. Carajas’ın yaklaşık 7.2 milyar mt kanıtlanmış demir cevheri rezervi var. Maden, günde yaklaşık 300.000 mt demir cevheri malzemesi üretiyor. Carajas Ulusal Ormanı’na yakınlığı, sürdürülebilir çevresel eylemlere yol açmıştır. Vale, eski maden sahalarındaki bitki örtüsünü eski haline getirmek için bir programın yanı sıra hava ve su kalitesi, gürültü kirliliği gibi faktörler hakkında veri sağlamak için bir izleme ağı uygulamıştır.

Demir’in çıkarıldığı yerler açısından Dünya’daki diğer ülkelerden bahsettik. Demir’in çıkarıldığı yerleri bir de ülkemizi ele alarak inceleyelim. Bu element sadece Dünya’da değil, Türkiye’de de en çok çıkarılan madenlerden biridir. Dünya’da olduğu gibi ülkemizde de çok kullanılan bu maden, en fazla Doğu Anadolu bölgesinden çıkarılmaktadır. Özellikle; Sivas (Divriği-Gürün), Malatya (Hekimhan-Hasan Çelebi), Balıkesir (Edremit-Havran-Eymir-Ayvalık-Ayazmant), İzmir (Torbalı), Kütahya (Simav), Hatay (Kırıkhan-Payas), Sakarya (Çam Dağı) Bingöl, Kahramanmaraş, Düzce, Kayseri gibi yerlerden çıkarılmaktadır.

Demir’in Kullanım Alanları

Çoğu çelik imalatında, inşaat mühendisliğinde (betonarme, kirişler vb.) ve imalatta kullanılır. Farklı özelliklere ve kullanımlara sahip birçok farklı çelik türü vardır. Sıradan karbon çeliği, az miktarda başka elementler içeren, karbonlu bir demir alaşımıdır. (yumuşak çelik için %0,1’den yüksek karbonlu çelikler için %2’ye kadar).

Alaşımlı çelikler, nikel, krom, vanadyum, tungsten ve manganez gibi diğer katkı maddelerine sahip karbon çelikleridir. Bunlar karbon çeliklerinden daha güçlü ve dayanıklıdır. Köprüler, elektrik direkleri, bisiklet zincirleri, kesici aletler ve tüfek namluları gibi çok çeşitli uygulamalara sahiptir.

Paslanmaz çelik korozyona karşı çok dayanıklıdır. En az %10,5 krom içerir. Nikel, molibden, titanyum ve bakır gibi diğer metaller, mukavemetini ve işlenebilirliğini arttırmak için eklenir. Mimaride, rulmanlarda, çatal bıçak takımlarında, cerrahi aletlerde ve mücevheratta kullanılır.

Dökme demir %3–5 karbon içerir. Borular, vanalar ve pompalar için kullanılır. Çelik kadar sert değildir ama daha ucuzdur. Mıknatıslar demirden ve alaşımlarından ve bileşiklerinden yapılabilir.

Demir katalizörler, amonyak üretmek için Haber prosesinde ve sentez gazını (hidrojen ve karbon monoksit) sıvı yakıtlara dönüştürmek için Fischer-Tropsch prosesinde kullanılır.