Nadir toprak elementleri: Türkiye’nin yükseliş stratejisi-1

Dünyanın en güncel konularından biri haline gelen nadir toprak elementlerini üç haftalık bir yazı dizisiyle ele alacak ve ülkemizin yeni bir sanayi devrimi, enerji bağımsızlığı, milli savunma hamlesi inşa etme fırsatını aktarmaya çalışacağız.

GİRİŞ: NADİR TOPRAK ÇAĞININ DOĞUŞU İnsanlık tarihi, medeniyetin ulaştığı en ileri teknolojik aşamayı belirleyen hammaddeye göre evrilmiştir: Taş Çağı, Bakır ve Tunç Çağı, Demir Çağı, Çelik ve Kömür Çağı… Her bir dönem, o çağın “ölçü birimini” tanımlamıştır.

Bugün bu ölçü, ton değil, gramdır (nanogram seviyeleri).

Maddenin kütlesi değil, atomik düzeydeki karakteristik özellikleri (manyetik, elektronik, optik, optoelektronik, tribolojik vd.) medeniyetin omurgasını oluşturmaktadır.

Bu bağlamda, 21. yüzyılın enerji ve güvenlik paradigması, artık yalnızca petrol ve doğal gaz ile şekillenmemektedir.

Nadir toprak elementleri-NTE’ler (periyodik tablonun 57 ila 71 numaraları arasındaki lantanitler ile skandiyum ve itriyumdan oluşan 17 element grubu) günümüzün yüksek teknoloji, savunma ve yeşil enerji devrimini omuzlayan “yeni petrol” olarak kabul edilmektedir.

Ancak günümüzde NTE’lerin çıkarılması yeterli değildir; ayrıştırılması, saflaştırılması ve son ürün haline getirilmesi hem teknolojik hem de jeopolitik bir üstünlük alanı sağlamaktadır.

Eskiden petrol kuyuları için mücadele edilirken, bugün savaş alanı, bu karmaşık elementlerin ayrıştırıldığı ve işlendiği teknolojik altyapıdır.

NTE potansiyelinin doğru değerlendirilebilmesi için öncelikle bu elementlerin temel kimyasal ve jeolojik özelliklerinin doğru anlaşılması gerekmektedir.

Bu bağlamda, NTE’lerin tanımı, sınıflandırılması ve doğal ortamdaki dağılım biçimleri hem madencilik hem de ileri teknoloji politikaları açısından başlangıç noktasıdır. 1- TANIM VE SINIFLANDIRMA      “NTE’ler, periyodik tabloda 15 lantanit (Lantanyum (La), Seryum (Ce), Praseodimyum (Pr), Neodimyum (Nd), Prometyum (Pm), Samaryum (Sm), Evropiyum (Eu), Gadolinyum (Gd), Terbiyum (Tb), Disprosyum (Dy), Holmiyum (Ho), Erbiyum (Er), Tulyum (Tm), İterbiyum (Yb), Lütesyum (Lu)), Skandiyum (Sc) ve İtriyum (Y) elementlerinden oluşmaktadır (Tkacheva vd., 2025).

Kimyasal benzerlikleri nedeniyle genellikle birlikte bulunurlar ve ayrıştırılmaları zordur.” Uygulama alanlarına göre iki gruba ayrılmaktadır: - Hafif NTE’ler (HNTE): La, Ce, Pr, Nd, Sm - Ağır NTE’ler (ANTE): Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu ve Y Farklı jeokimyasal davranış göstermesi nedeniyle Skandiyum genellikle ayrı değerlendirilmektedir. 2- JEOLOJİK OLUŞUM VE YATAK TİPLERİ Dünya genelinde ekonomik olarak çıkarılabilecek NTE kaynakları, oluşum süreçlerine göre dokuz farklı jeolojik grupta (metallojenik tipte) sınıflandırılmaktadır.

Bu yazıda, stratejik ve ticari açıdan en kritik olan altı gruba odaklanılmaktadır: - Karbonatit yataklar (örneğin Çin’in Bayan Obo’su veya ABD’nin Mountain Pass’ı): Genellikle hafif nadir toprak elementleri (HNTE) bakımından zengin olan ve dünya üretiminin büyük kısmını karşılayan yatak tipleridir. - İyon adsorpsiyonlu killer (özellikle Çin ve Vietnam’da görülür): Ağır nadir toprak elementleri (ANTE) bakımından zengin ve düşük radyoaktivite (özellikle toryum açısından) içeren yatak tipleridir. - Alkali-granitik yataklar (örneğin Grönland’daki Kvanefjeld): ANTE’ler bakımından zengin olup, özellikle terbiyum ve disprosyum gibi pahalı elementler açısından stratejik öneme sahip yatak tipleridir. - Plaser yataklar (Hindistan, Avustralya gibi kıyı bölgelerinde): Monazit mineralleriyle zengin yatak tipidir; ancak yüksek toryum içeriği nedeniyle çıkarımı çevresel ve radyolojik güvenlik önlemleri gerektirir. - Fosfatit ve fosfojipsler: Günümüzde, gübre üretiminden sonra kalan atık maddeler (fosfojips), NTE açısından değerlendirilebilir düzeydedir.

Rusya, bu atıklardan NTE üretimi başlattığı için bu kaynak giderek önem kazanmaktadır. - Kömür külleri ve elektronik atıklar: “Kentsel maden” olarak da adlandırılan bu ikincil kaynaklar, hem atık yönetimi hem de sürdürülebilir madencilik açısından geleceği şekillendirecek potansiyele sahiptir.

Aşağıdaki tabloda ülkelere göre dünya NTE cevheri çıkartma (Metrik Ton, Nadir Toprak Oksit Eşdeğeri) kapasiteleri yer almaktadır.

Türkiye ise Tethys metallojenik kuşağı adı verilen, Eski Dünya’dan kalan tektonik bir zon üzerinde yer alır.

Bu coğrafya hem karbonatit (Eskişehir/Beylikova) hem de iyon-adsorpsiyon tipi kil yataklarına (Karaman/Bolkardağı) ev sahipliği yapmaktadır.

Beylikova yatağı, Eosen yaşlı volkanik kayaçların hidrotermal alterasyonu sonucu oluşmuş olup hafif NTE’lerece (özellikle neodimyum ve praseodimyum) zengindir.

Buna karşın, Bolkardağı bölgesinde Triyasik jeolojik formasyonların ayrışmasıyla oluşan kil zonları, düşük toryum içeriği ve ağır NTE potansiyeliyle dikkat çeker. 3- ÜRETİM VE ZENGİNLEŞTİRME TEKNOLOJİLERİ NTE üretim zinciri şu aşamalardan oluşur.

Madencilik: Açık işletme yöntemiyle cevher çıkarımı. - Kırma-öğütme ve konsantrasyon: Flotasyon ya da manyetik ayırma. - Asidik liçleme: Genellikle sülfürik asit (H2SO4) kullanılsa da, kaynak malzemenin mineralojisine göre nitrik asit (HNO3) ya da hidroklorik asit (HCl) gibi alternatif asitler de tercih edilebilir.

Özellikle fosfojips ve kırmızı çamur gibi ikincil kaynaklardan NTE geri kazanımında HNO3 ve HCl, daha yüksek seçicilik ve düşük atık üretimi açısından avantajlıdır. - Çözücü ekstraksiyon: İyon değiştirici reçinelerle NTE’ler ayrılır. - Metalürji: Oksit, metal veya alaşım üretimi.

NTE rafinasyon yeteneğine sahip ülke sayısı oldukça sınırlıdır.

Hem hafif hem ağır NTE’yi rafine edebilir düzeyde olan Çin, en gelişmiş çözücü ekstraksiyon tesislerine sahip lider ülkedir.

Devam edecek…