İçeriğe atla

İzabe

İzabe, maden cevherinin metal içeriğini yüksek sıcaklıkta indirgenme tepkimesi yardımıyla cevherin geri kalanından ayırma süreci.[1] Pirometalurjinin yöntemlerinden biridir. Kimi metal oksitlerin indirgenmesi için yüksek sıcaklık yeterliyken pek çoğu için süreçte ısının yanında indirgeyici madde kullanılması da gerekir. Karbon genellikle kullanılan indirgeyicilerdendir.

Demirin yüksek fırında izabesi demir üretiminde kullanılan en yaygın yöntemdir. Bunun yanında bakır, çinko, fosfor, cıva üretiminde de kullanılmaktadır.

Süreç

Bir metalin izabesi ile o metale ait cevherin ısıtılıp ergitilmesi birbirinden farklı süreçlerdir. Cevheri eritmek cevheri oluşturan elementlerin kütle oranlarını değiştirmeyecektir ancak metalin izabesi ile saflaştırma, metalin kütle oranını artırma amaçlanmaktadır. Diğer bir deyişle ergitme tek başına fiziksel bir dönüşümken izabe kimyasal bir dönüşümdür.[2]

Geçmişi

İlk çağda bilinen yedi metalden yalnızca altın doğada sıkça arı bir biçimde bulunur. Diğerleri – bakır, kurşun, gümüş, kalay, demir, civa – çoğunlukla mineral olarak çıkarılır. Bu mineraller genelde silika ve alüminyum oksit ile metalin karbonatı, sülfiti ya da oksitinin karışımı biçimindedir. Karbonat ya da sülfiti havada kavurmak onları oksite çevirir. Oksitler de kullanılabilir metale ergitilir. İndirgeyici ayıraç olarak geçmişte karbon monoksit yeğlenmiştir, bu günümüzde de böyledir. Cevheri ısıtma sürecinde kendiliğinden ortaya çıkar.

Kalay ile kurşun

Eski Dünya'da ergitilmiş ilk metaller kalay ile kurşun idi. Bilinen en eski dökülmüş kurşun boncuklar Çatalhöyük'de bulunmuştur ve MÖ. 6500 yılında üretildikleri düşünülmektedir.[3]

Bu keşif yazıdan binlerce yıl önce bulunduğu için sürecinin yazılı bir kaydı yoktur. Kurşun ile kalay düşük erime noktalarından dolayı odun alevinde ergitilebilir, dolayısıyla keşif yanlışlıkla yapılmış olabilir.

Kurşun sıkça bulunabilen bir metaldir ancak keşfi eski çağlara çok etki etmemiştir. Yapısal bileşenler ya da silahlarda kullanılamayacak kadar yumuşaktır, ancak yüksek yoğunluğu sayesinde oldukça iyi bir sapan taşıdır. Dökmesi ve biçimlendirmesi kolay olduğundan Eski Yunanistan ile Roma'da sıkça boru yapımında kullanılmıştır. Ayrıca taş yapılarda harç olarak da kullanılmıştır.[4][5]

Kalay kurşundan çok daha seyrek görülen bir metaldi ve tek başına daha bile düşük bir etkisi oldu.

Bakır ile tunç

Ding kazanı dökümü, Song Yingxwing'in 1637'de yayınlanan Tiangong Kaiwu adlı Çince ansiklopedisinden.

Kalay ile kurşundan sonra ergitilen metal bakırdır. Bu keşfin nasıl yapıldığı tartışma konusudur. Odun alevi tek başına gereken sıcaklığın yaklaşık 200 °C altında olduğundan kil ocaklarda ergitildiği düşünülüyor. And Dağları dolayında Eski Dünya'dan etkilenmeden gelişen bakır ergitilmesi de aynı süreç ile yapılmış olabilir.

Bakır ergitilmesinin en erken kanıtı günümüzdeki Sırbistan içerisinde bulunmuştur, MÖ. 5500 ile 5000 yılları arasından olduğu düşünülmektedir.[6][7] Günümüzdeki Türkiye'de bulunan ve MÖ. 5000 yılında yapılmış, bir ara bakır ergitilmesinin en eski kanıtı olduğu düşünülen bakır bir topuz başının artık çekiçle biçimlendirilmiş, arı olarak çıkarılmış bakırdan olduğu düşünülüyor.[8]

Bakırı doğru oranlarda kalay ve/veya arsenik ile karıştırmak bakırdan çok daha sert bir alaşım olan tunç üretir. İlk bakır/arsenik tuncu Anadolu'dan MÖ. 4200 dolayında çıkmıştır. İnka uygarlığının tunç alaşımları da bu türdendir. Arsenik genelde bakır cevherleri içerisinde bir katışıklık olarak bulunur, o yüzden tuncun keşfi yanlışlıkla yapılmış olabilir.

Daha sert ve sağlam olan bakır-kalay tuncu Anadolu'da MÖ. 3500 dolayında gelişmiştir.

Eski demircilerin bakır/kalay tuncunu geliştirmeyi nasıl öğrendikleri bilinmemektedir. Bu keşif de kalay katışıklı bakır cevherlerinden yanlışlıkla yapılmış olabilir. Ancak en geç MÖ. 2000'de kalayın tunç üretmek için bilerek kazılmaya başlandığı bilinmektedir. Kalay oldukça seyrek bir metaldir, eski çağlardaki en büyük kalay madenleri günümüzdeki İngiltere ve Afganistan dolaylarındaydı, ikisi de Tunç Çağı'nın en güçlü yaşandığı Yakın Doğu'dan oldukça uzak.

Tuncun keşfi Eski Dünya'yı oldukça güçlü etkilemiştir. Tunçtan silahlar odun, taş ya da kemikten yapılan silahlardan daha ağır ve çok daha dayanıklı ve güçlüdür. Birkaç binyıl boyunca silah ve zırh yapımında yeğlenen madde tunç olmuştur. Ayrıca tunç ev ve iş araç gereçlerinin yapımında da odun, taş ve kemiğin yerini almıştır. Bakır ile kalay ticareti Avrupa ile Asya'nın büyük bölgelerini kapsayan ticaret ağlarının ortaya çıkmasını sağlamıştır, bu da bireyler ve ulusların arasında varlığın dağılımını etkilemiştir.

Demir

Demir yapımının en erken kanıtı Kaman Kalehöyük'ün Eski Hitit katmanında bulunan, içerisinde uygun oranlarda karbon olan, MÖ. 2200-2000'de yapılmış demir parçalarıdır.[9] Demir araçlar MÖ. 1800'de İç Anadolu'da çok sınırlı sayılarda üretilmiştir ve bunlar Hitit İmparatorluğu döneminde (MÖ. 1400-1200) toplumun seçkin kesimi tarafından kullanılmıştır.[10]

Karbon çeliği üretiminin en erken örneklerinden biri MÖ. 1000-500 dolaylarında günümüzdeki Tanzanya'nın Kuzeybatısında izlenmiş bir üretim sürecidir. Bu süreç karmaşık ön ısıtma ilkeleri üzerine kurulmuştu.[11]

Avrupa ile Afrika'daki en erken süreçlerde demir cevherleri demiri eritmeyecek kadar düşük sıcaklıklarda ısıtılırdı. Bunun sonucunda süngerimsi bir demir kütlesi ortaya çıkardı. Sonra bu kütle bir çekiç ile dövme demir haline getirilirdi. Bu sürecin en erken kanıtı günümüzdeki Ürdün'deki Hammeh Höyüğünde bulunmuştur. Bunların karbon-14 tarihlemesi MÖ. 930 dolayındadır.

İlk yüksek fırınlar MÖ. 200'de Çin Hanedanında yapılmıştır. MS. 13.yy'da Çin'den bu fırınlar Orta Çağ Avrupasına tanıtılmıştır, bununla birlikte demir yapımı çağdaş süreçlere geçmeye başlamıştır.

Kaynakça

  1. ^ Babich, A. (2008). Ironmaking - Textbook (İngilizce). Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen. 
  2. ^ Williams, AK. "Melting and Smelting". 19 Nisan 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Nisan 2010. 
  3. ^ Gale, N.H.; Stos-Gale, Z.A. (1981). "Ancient Egyptian Silver". The Journal of Egyptian Archaeology. 67 (1): 103–115. doi:10.1177/030751338106700110. 15 Ağustos 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Nisan 2024 – Sage Journals vasıtasıyla. 
  4. ^ Browne, Malcolm W. (9 Aralık 1997). "Ice Cap Shows Ancient Mines Polluted the Globe (Published 1997)". The New York Times (İngilizce). ISSN 0362-4331. 8 Ekim 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Nisan 2024. 
  5. ^ Loveluck, Christopher P.; McCormick, Michael; Spaulding, Nicole E.; Clifford, Heather; Handley, Michael J.; Hartman, Laura; Hoffmann, Helene; Korotkikh, Elena V.; Kurbatov, Andrei V.; More, Alexander F.; Sneed, Sharon B. (December 2018). "Alpine ice-core evidence for the transformation of the European monetary system, AD 640–670". Antiquity (İngilizce). 92 (366): 1571–1585. doi:10.15184/aqy.2018.110. ISSN 0003-598X. 
  6. ^ "Stone Pages Archaeo News: Ancient metal workshop found in Serbia". stonepages.com. 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  7. ^ "Belovode site in Serbia may have hosted first copper makers". archaeologydaily.com. 29 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  8. ^ Sagona, A.G.; Zimansky, P.E. (2009). Ancient Turkey. Routledge. ISBN 9780415481236. 6 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  9. ^ Akanuma, Hideo (2008). "The significance of Early Bronze Age iron objects from Kaman-Kalehöyük, Turkey" (PDF). Anatolian Archaeological Studies. Tokyo: Japanese Institute of Anatolian Archaeology. 17: 313–320. 26 Mart 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 28 Nisan 2024. 
  10. ^ Souckova-Siegolová, J. (2001). "Treatment and usage of iron in the Hittite empire in the 2nd millennium BC". Mediterranean Archaeology. 14: 189–93. .
  11. ^ Schmidt, Peter; Avery, Donald H. (1978). "Complex Iron Smelting and Prehistoric Culture in Tanzania". Science. 201 (4361): 1085-1089. 9 Nisan 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakır</span> Atom numarası 29 olan, 1B geçiş grubundaki metalik element

Bakır, Cu sembollü ve 29 atom sayılı bir kimyasal elementtir. Çok yüksek termal ve elektrik iletkenliği olan yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir. Yeni açığa çıkmış saf bakır yüzeyi pembemsi-turuncu renklidir. Bakır, ısı ve elektrik iletkeni olarak yapı malzemelerinde, çeşitli metal alaşımların bileşiminde, som gümüş gibi kuyumculukta, kupronikel denizcilik donanımı ve madenî para yapımında ve konstantan yük ölçerlerde ve sıcaklık ölçen termokupllarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Tunç Çağı</span> Tarihsel dönem (yaklaşık MÖ 3300-1200)

Tunç Çağı veya Bronz Çağı, bölgeden bölgeye fark etmekle birlikte yaklaşık olarak MÖ 3300'den MÖ 1200'e kadar süren, bronz kullanımı, bazı bölgelerde yazı'nın varlığı ve diğer erken kentsel uygarlığın özellikleriyle tanımlanan tarihi bir dönemdir.

<span class="mw-page-title-main">Metal</span> Birçok kimyasal elementin ait olduğu grup

Metal, yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kendine özgü parlaklığı olan, şekillendirmeye yatkın, katyon oluşturma eğilimi yüksek, oksijenle birleşerek çoğunlukla bazik oksitler veren elementler.

<span class="mw-page-title-main">Demir</span> sembolü Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal element

Demir, simgesi Fe ve atom numarası 26 olan kimyasal bir elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Gümüş</span> sembolü Ag ve atom numarası 47 olan kimyasal element

Gümüş, elementlerin periyodik tablosunda simgesi Ag olan, beyaz, parlak, değerli bir metalik element. Atom numarası 47, atom ağırlığı 107,87 gramdır. Erime noktası 961,9 °C, kaynama noktası 1950 °C ve özgül ağırlığı da 10,5 g/cm³'tür. Çoğu bileşiklerinde +1 değerliklidir. Günümüzde Dünya'da 55 yıllık gümüş rezervi kaldığı tahmin ediliyor. Yeni gümüş rezervleri keşfedilmezse 2078 yılında Dünya'daki gümüş rezervlerinin tükenebileceği tahmin ediliyor. En çok gümüş üretimi yapan ülkeler Meksika, Çin, Peru Şili ve Avustralya'dır.

<span class="mw-page-title-main">Nikel</span> atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir element

Nikel, atom numarası 28 olan ve simgesi Ni olan kimyasal bir elementtir.

<span class="mw-page-title-main">Çinko</span> Element

Çinko, sembolü Zn, atom numarası 30 olan kimyasal bir elementtir. Oda sıcaklığında hafif kırılgan bir metaldir ve oksidasyon giderildiğinde parlak gri bir görünüme kavuşur. Periyodik tablonun 12. (IIB) grubunun ilk elementidir. Bazı açılardan çinko kimyasal olarak magnezyuma benzer: her iki element de yalnızca bir normal oksidasyon durumu (+2) gösterir ve Zn2+ ve Mg2+ iyonları benzer boyuttadır. Çinko, Dünya kabuğundaki en bol bulunan 24. element olup beş kararlı izotopu vardır. En yaygın çinko cevheri, bir çinko sülfür minerali olan sfalerittir.

<span class="mw-page-title-main">Pirinç (alaşım)</span> bakıra çinko katılarak elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismi

Pirinç, bakıra çinko katılarak elde edilen sarı renkteki alaşımların genel ismi. Pirinçte bulunabilen diğer bazı elementler, kalay, kurşun, nikel, mangan, demir, alüminyum, arsenik, antimon ve fosfordur. Mangan ihtiva eden bazı pirinçlere tunç da denilmektedir. Aslında tunç bakır-kalay alaşımıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bronz</span> metal alaşımı

Bronz ya da tunç, bakırın önemli bir alaşımıdır. Tarihi bağlamda bakır ile kalay ve/veya arsenik'den oluşan bakır alaşımlarına tunç denir. Bununla birlikte günümüzde bronz kavramı çağdaş kullanımda bakırın bakır-nikel, bakır-berilyum ve bakır-çinko (pirinç) alaşımı dışındaki bütün alaşımları için kullanılmaktadır. Pirinç bakırın çinkoyla yaptığı alaşımdır. %10 çinko bulunduran pirince ticari bronz da denilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Çelik</span>

Çelik, demir elementi ile genellikle %0,02 ila %2,1 oranlarında değişen karbon miktarının bileşiminden meydana gelen bir alaşımdır. Çelik alaşımındaki karbon miktarları çeliğin sınıflandırılmasında etkin rol oynar. Karbon genel olarak demir'in alaşımlayıcı maddesi olsa da demir elementini alaşımlamada magnezyum, krom, vanadyum ve tungsten gibi farklı elementler de kullanılabilir. Karbon ve diğer elementler demir atomundaki kristal kafeslerin kayarak birbirini geçmesini engelleyerek sertleşme aracı rolü üstlenirler. Alaşımlayıcı elementlerin, çelik içerisindeki, değişen miktarları ve mevcut bulundukları formlar oluşan çelikte sertlik, süneklilik ve gerilme noktası gibi özellikleri kontrol eder. Karbon miktarı yüksek olan çelikler demirden daha sert ve güçlü olmasına rağmen daha az sünektirler.

Demir Çağı, demirin çeşitli alet ve silah yapımında esas malzeme olarak kullanıldığı bir arkeolojik devirdir.

<span class="mw-page-title-main">Bizmut</span>

Bizmut sembolü Bi ve atom numarası 83 olan kimyasal elementtir. 15. grupta, 6. periyotta yer alan bir metaldir. Pentavalent geçiş metalidir ve azot grubundadır; aynı gruptaki arsenik ve antimon ile benzerlik gösterir. Her ne kadar önemli ticari cevherler sülfür ve oksit formlarından oluşsa da elementer bizmut doğal olarak ortaya çıkabilir. Serbest element formundaki kurşunun %86'sı yoğunluğuna sahiptir. Yeni üretildiğinde gümüşi beyaz renkli ve kırılgan bir metaldir ancak yüzey oksidasyonu ona birçok renkte yanardöner renkler verebilir. Bizmut en doğal diyamanyetik elementtir ve metaller arasındaki en az termal iletkenlik değerlerinden birine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek fırın</span>

Yüksek fırın, metal cevherlerini işlemekte kullanılan dikey izabe fırını.

Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element ile birleşmesiyle oluşan homojen karışımıdır. Elde edilen malzeme yine metal karakterli malzeme olur. Alaşımlar karışıma giren metallerin özelliklerinden farklı özellikler gösterirler. En bilinen alaşımlara; tunç (bakır-kalay), pirinç (bakır-çinko), lehim (kalay-kurşun) ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımlar, uygulamaların gerektirdiği fiziksel özelliklere sahip malzemeler üretilmesinde yaygın olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Karaz kültürü</span>

Karaz Kültürü,Erken Tunç Çağı'na ait bir kültürdür. Sovyet arkeolog Boris Kuftin'in çalışmalarında ortaya konulan, Geç Kalkolitik Çağ ve Tunç Çağı boyunca Doğu Anadolu Bölgesi, Transkafkasya, Azerbaycan ve Kuzeybatı İran'ı içine alan bir yayılma gösteren kültürdür.

<span class="mw-page-title-main">Lehimleme</span>

Lehimleme iki ya da daha fazla sayıda metal parçanın, görece düşük erime sıcaklığına sahip bir dolgu metali eritilip bağlantı yerine akıtılarak, tutturulması işlemidir.

<span class="mw-page-title-main">Kimya tarihi</span> kimya biliminin tarihi

Kimya tarihi, antik çağdan günümüze kadar uzanan zaman aralığında kimya biliminin ortaya çıkışı ve gelişimini konu alır. MÖ 1000 yılına gelindiğinde antik uygarlıklar ileride kimyanın çeşitli dallarının temelini oluşturacak teknolojileri kullanmaktaydı. Ateşin keşfi, cevherlerden metal elde edilmesi, çömlek ve sır yapımı, bira ve şarabın fermantasyon ile elde edilmesi, ilaç ve parfüm yapmak için bitkilerden kimyasalların özütlenmesi, yağın sabuna dönüştürülmesi, cam imâli ve bronz gibi çeşitli alaşımların üretimi bu teknolojiler arasında sayılabilir.

Azerbaycan'da Tunç Çağı MÖ 4. Binyıl'ın ikinci yarısında başladı ve MÖ 2. Binyıl'ın ikinci yarısında sona erdi, Demir Çağı ise MÖ yaklaşık 7-6. yüzyıllarda başladı. Bugünkü Azerbaycan topraklarındaki Tunç Çağı, Erken Tunç Çağı, Orta Tunç Çağı ve Geç Tunç Çağı olarak bölümlere ayrılmıştır. Tunç Çağı Nahçıvan, Gence, Daşkesen, Mingeçevir, Kobustan, Kazah ve Karabağ'da araştırmılıştır.

Kalsinasyon, katı kimyasal bileşiklerin ısıl işlemine atıfta bulunur; bu sayede bileşik, genellikle safsızlığı veya uçucu maddeleri uzaklaştırmak ve/veya termal ayrışmaya maruz kalmak amacıyla, ortamdaki sınırlı oksijen kaynağı altında erimeden yüksek sıcaklığa yükseltilir.

Simya çalışmaları sayesinde daha sonra belirli kimyasal bileşikler veya bileşik karışımları olarak sınıflandırılan birçok kimyasal madde üretilmiştir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.