Nadir Toprak Elementleri

Nadir toprak elementlerini oluşturan elementlerde kendi içlerinde ağır (Y, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb ve Lu) ve hafif(Sc, La, Ce, Pr, Nd, Pm ve Sm) nadir toprak elementleri olarak gruplandırılır. Bu gruplandırma elementlerin atom numaraları ile doğada bulunma sıklıklarına göre yapılmıştır. Hafif nadir toprak elementleri doğada daha sık bulunur. Nadir toprak elementlerinin adlarında geçen nadir sıfatı doğada bulunma sıklığının azlığından çok cevherlerin işlenerek kullanıma sunumunun zorluğundan kaynaklanmaktadır. Çünkü, Bazı NTE'lerin doğada bulunma sıklıkları krom, nikel, kurşun ve bakır gibi metallerden daha yüksektir. 

Kullanım alanları nedeniyle NTE'ler modern malzeme ve enerji teknolojilerinin vazgeçilmezidir. Malzeme üretiminde ağırlıkça kullanım miktarlarının az olmasına karşın malzemeye kazandırdığı üst düzey mekanik, manyetik, elektrik ve optik özellikler nedeniyle nadir toprak elementleri malzemenin vitamini ve malzemenin tohumu olarak nitelendirilmektedir. Nadir toprak elementlerinin öne çıkan kullanım alanları aşağıdaki grafikte verilmiştir. 

Kullanım alanları değerlendirildiğinde mıknatıslar ve alaşımlar öne çıkmaktadır. Özellikle SmCo ve NdFeB mıknatıslarının üretiminde NTE kullanımı öne çıkmaktadır. Belirtilen mıknatıslar elektrikli motorlarda ve rüzgar türbinlerinde kullanılmaktadır. Özellikle yeni nesil rüzgar türbinlerinde NTE’lere daha fazla ihtiyaç duyulmaktadır. 

NTE piyasaları için yapılan gelecek projeksiyonlarında, emisyon ve çevre regülasyonlarının sıkılaşmasıyla çevre dostu enerji üretim sistemlerine (rüzgar enerjisi, katı oksit yakıt pilleri ve elektrikli araçlar) artan talebin, gelecekte NTE'lere olan talebi de artıracağı öngörülmektedir. Özellikle mıknatıs üretiminde kullanılan NTE'lere (Tb, Dy, Nd ve Pr) olan talebin artacağı ve bu elementlerin tedarikinde ise 2025 yılından itibaren tedarik sorunu yaşanacağı düşünülmektedir. NTE'lerin önemini artıran diğer faktör de nadir toprak elementleri üretiminin (ara ve uç ürün üretimi ve sanayii) %80 oranında Çin'de yoğunlaşmış olması ve 1990'lardan beri Çin'in elindeki NTE rezervlerini ticari, politik ve stratejik sorunların çözümünde silah gibi kullanmasıdır. En son 2010 yılında, Çin ile Japonya arasında Kuzey Çin Denizinde ortaya çıkan hakimiyet çatışması nedeniyle Çin'in NTE ihracatında (üretim kotası, ihracat kotası, üretim yapan şirketleri birleştirmesi, kaynak vergisi, ihracat lisansı gibi uygulamalar ile) kısıtlamaya gitmesi ile NTE fiyatlarında belirgin artışa neden olmuştur. Aşağıdaki grafikte AB, ABD ve Japonya’nın NTE ithalatına ödedikleri fiyatın yıllara göre değişimi verilmektedir. 

Çin'in NTE alanındaki ticari ve politik kısıtlamaları ve NTE'lerin kullanım alanlarının önemi nedeniyle NTE'ler, ABD Enerji Bakanlığı (DOE) ve Avrupa Komisyonu (European Commision) tarafından stratejik ham maddeler kategorisine alınmıştır.

Dünya'daki çevresel, ticari ve politik durum, NTE alanında yapılan çalışmaların tedarik güvenliği alanında yoğunlaşmasını sağlamıştır. Bu bağlamda ikame malzemeler, ikame teknolojileri alanında yapılan çalışmalar ile NTE'lere olan ihtiyacın azaltılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, yan ürün olarak diğer metaller ile birlikte NTE üretimi, diğer maden atıklarından (kömür külleri, boksit tesislerindeki kırmızı çamur vb.) NTE üretimi ve atıkların geri dönüşümü ile NTE üretimi alanlarında yapılan çalışmalar ile kısa vadede tedarik kaynaklarının çeşitlendirilmesi amaçlanmaktadır. 

Ülkemizde de NTE alanında yapılan arama ve teknoloji çalışmaları, dünyadakine benzer olarak son dönemde hızlanmıştır. Bu bağlamda Eti Maden İşletmeleri tarafından Eskişehir/Beylikova'da bulunan basnazit cevherinin işletilmesi için pilot tesis kurulmuştur. MTA'nın Malatya, Burdur ve Isparta'da arama çalışmaları devam etmektedir. 

Ayrıca, ülkemizde NTE alanında yapılan araştırmaları izlemek ve teşvik etmek amacıyla Nadir Toprak Elementleri Araştırma Enstitüsü (NATEN) kurulmuştur. 28 Mart 2020 tarihli Resmî Gazete ‘de yayımlanan 57 sayılı Cumhurbaşkanlığı Kararnamesine göre NATEN, yeni kurulan Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) bünyesinde faaliyetlerini sürdürecektir.

Güncelleme Tarihi: 22.06.2023