5.Ulusal Sanayi Odaklı Ar-Ge ve İnovasyon Proje Yarışması

Şahan H., Türkmen A. R.

Adana Hacı Sabancı Organize Sanayi Bölgesi Bölge Müdürlüğü , Mayıs 2025

Ödülün Kapsamı: Proje Yarışmalarından Alınan Ödül
Ödül Türü: Sürekli Düzenlenen Bir Yarışmada İlgili Alanda Üçüncülük Ödülü
Ödül Veren Ülke: Türkiye
Ödülü Veren Organizasyon: Adana Hacı Sabancı Organize Sanayi Bölgesi Bölge Müdürlüğü
Araştırma Alanları: Kimya Mühendisliği ve Teknolojisi, Maden Mühendisliği ve Teknolojisi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Kimya, Fizikokimya, İnorganik Kimya, Temel Bilimler, Mühendislik ve Teknoloji
Ödülün Tarihi: Mayıs 2025
Açıklama: Türkiye, krom yatakları bakımından zengin bir ülkedir ve krom metali ve ferrokrom alaşımının ekonomik olarak üretilebildiği tek mineral ise kromittir. Türk kromit cevherleri; karbon tarafından kolay indirgendiğinden metal kurtarma veriminin yüksek olması, tüvanan olarak direkt ferrokrom üretiminde kullanılabilmesi, düşük silisyum içeriği nedeni ile kaliteli metal (FeCr) üretme imkanının olması, yüksek Cr/Fe oranından dolayı yüksek tenörlü metal elde edilmesi, sert olmasının daha az tozlaşmaya yol açması ve cürufun rahat çalışılabilir olması nedenleri ile piyasa avantajı sağlamaktadır. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının verilerine göre Türkiye'nin krom cevheri üretimi 2022 yılında bir önceki yıla göre %19 artarak yaklaşık 8,28 milyon ton olarak gerçekleşmiştir. 2023 yılında ise %1.5’lik bir düşüşle 8,16 milyon ton üretim yapılmıştır.<span style="font-family: Arial, sans-serif; color: rgb(61, 61, 61); background-image: initial; background-position: initial; background-size: initial; background-repeat: initial; background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial;"> Türkiye üretmekte olduğu kromitin bir kısmını cevher ve ara-uç ürün olarak ihraç etmektedir. 2023 yılında yaklaşık 1,55 milyon ton ürün ihraç edilirken yalnızca 123 bin ton ithalat gerçekleştirilmiştir. Türkiye Maden Mühendisleri odası verilerine göre uluslararası piyasalarda 2025 yılı Türk kromit cevher fiyatı (% 46-48 Cr2O3, parça) ton başına satış fiyatı  395-410 dolar olarak belirlenmiştir. Uluslararası piyasalarda artan metalik maden fiyatları ve stratejik madenler için, üretici ülkeler daha fazla katma değer sağlamak amacı ile ihraç edilen maden ve konsantrelerle ilgili çeşitli tedbirler almış ve almaya devam etmektedirler. Hindistan ihraç edilen 1 ton krom cevheri için 50 dolar vergi uygulaması getirmiştir. 2025 yılı itibari ile düşük karbonlu ferrokrom satış fiyatı nakliye masrafları hariç Çin’de ton başına 2500 ile 4000 dolar arasında yüksek karbon ferrokrom fiyatları ise ton başına 1700 ile 2000 dolar arasında değişmektedir  Anlaşılacağı gibi dünyada söz sahibi olmak isteyen ülkeler yer altı zenginlikleri olan cevherlerini daha değerli inovatif  kimyasal ürünlere dönüştirmek için alternatif üretim yöntemleri geliştirerek ülke cevherlerini dünyaya daha katma değeri yüksek arz etmeye çalışmaktadır. <o:p></o:p>Düşük karbonlu ferrokrom yüksek sıcaklık oksidayonuna ve korozyona dayanıklı yüksek kaliteli çeliklerin üretiminde en çok kullanılan demir alaşımı olarak bilinir. Ferrokrom sektöründe, işletme maliyetleri dört farklı maliyet faktörüne ayrılabilir. Avrupa şartlarında bunların maliyet faktörleri ve etkileri sırası ile kromit cevheri % 30, elektrik %30, indirgeyici madde % 20 ve diğer giderler %20, şeklinde sıralanabilir. Bu rakamlardan işletme maliyetlerinin yaklaşık yarısını elektrik ve indirgeyici maddenin oluşturduğu görülmektedir. Günümüz teknolojisine göre düşük karbonlu ferrokrom üretiminde yaklaşık 8.200 kWh/t enerji tüketimi olup, alaşımının daha ekonomik ve yüksek hızda üretim olanağı sağlayan araştırma ve endüstriyel proseslere olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Yüksek karbonlu ferrokrom üretimi için enerji gereksinimi ton başına 40 - 59 GJ olup sera gazı emisyonu ise ton başına 1,8 -5,5 ton CO2 gazıdır. Paris iklim anlaşmasına göre artan çevre sorunları ve yakın gelecekte karbon ayak izi oranına göre getirilecek ek yükümlülükler de düşünüldüğünde çevreye zararı minimum olan üretim yöntemlerini araştırılması ve bilgi birikiminin sanayiye aktarılması son derece önemlidir. Bu motivasyonlarla Kayseri Pınarbaşı bölgesi Demircili işletmesinde krom cevheri üretimi yapan Elmacı Madencilik A.Ş. girişimi ve teşvikleri ile bir üniversite sanayi işbirliği gerçekleştirilmiştir. <o:p></o:p> <span style="font-size:12.0pt;line-height:115%;font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:SimSun;mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-ansi-language: TR;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA;mso-bidi-font-weight: bold">Bu proje çalışmasında, kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS; self propagating high temperature synthesis) yöntemi ile katma değeri her geçen gün artmakta olan düşük karbonlu ferrokrom sentezinin üretim şartları optimize edilerek her bir girdi malzemesinin reaksiyon verimine etkisi araştırılmıştır. Yöntem basit ve düşük yatırım maliyetine sahip olmasına rağmen düşük karbonlu ferrokrom üretiminde kullanımı ile ilgili çalışmalar çok azdır. Projede ilk defa hammadde olarak dünyanın en yüksek tenör değerlerinden birine sahip ağırlıkça %54-56 Cr2O3 kromit cevheri kullanılmıştır.<span style="font-size:12.0pt;line-height:115%;font-family:"Times New Roman",serif; mso-fareast-font-family:Calibri;mso-fareast-theme-font:minor-latin;mso-ansi-language: TR;mso-fareast-language:EN-US;mso-bidi-language:AR-SA"> Krom (III) oksit içeriğinin yüksek silisyum (IV) oksit içeriğinin düşük olması reaksiyon sonucu oluşan ferrokrom alaşımın kalitesini artırmaktadır. İndirgeyici olarak geleneksel yöntem aksine alüminyumun kullanılması oluşan ferrokrom alaşımının düşük karbonlu olmasına ayrıca reaksiyon esansında oluşan Al2O3 ün yüksek oluşum enerjisi sayesinde reaksiyonun dışarıdan enerji almadan kendiliğinden ilerlemesini sağlamaktadır. <span style="font-size:12.0pt; line-height:115%;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast-font-family: SimSun;mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-ansi-language:TR;mso-fareast-language: ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA;mso-bidi-font-weight:bold">Düşük karbonlu ferrokrom üretimi için laboratuvar ve pilot ölçekli deneylerde kullanılan hammaddeler ve kimyasal maddelerin özellikleri aşağıda belirtilmiştir.