تالک ( Talc )

تاريخچه:

 تالک يا سنگ صابون در قديم توسط سرخ پوستان در جزاير سانتاکاتالينا در امريکا به منظور مصارف زينتي و ظروف مورد استفاده قرار مي‌گرفته است. اين ماده در اواسط سال هاي 1800 به وسيله مهاجرين سفيدپوست در صنايع ساختماني،سنگ هاي زينتي و روکش کوره ها مورد استفاده قرار مي گرفت.

اکتشاف و استخراج کانسارهاي تالک درايران قدمت چنداني ندارد و به سال 1345 شمسي بر مي گردد. 
نخستين معدن تالكي كه شناسايي شده و براي آن گواهي كشف صادر گرديده، معدن تالك ده موسي مي‌باشد. متعاقب آن اكتشافات ديگري در زمينه شناسايي تالك و بهده‌برداري از آنها صورت گرفت. ولي باوجود اين تا پيش از سال 1364 بررسي زمين شناسي واكتشافي منظمي بر روي هيچ يك از معادن تالك كشور صورت نگرفت. در واقع به محض اكتشاف ذخيره قابل قبول، پس از دريافت گواهينامه كشف، عمليات اكتشافي تعطيل شده و شروع به بهره‌برداري واستخراج به صورت غير اصولي مي‌نمودند.
بنابراين ارقام ذخيره چنين معادني نمي‌تواند ذخيرة قطعي يا احتمالي واقعي آن معادن را نشان دهد. از طرف ديگر وجود عناصر زيانبخش و ناخالص بودن درخور توجه تالك استخراجي و همچنين نبودن امكانات كانه آرايي و عرضه تالك مناسب با نياز صنايع مصرف كننده، سبب شده كه بهره‌برداري درتعدادي از اين معادن در مقياس كوچك و با وسايل و روشهاي ابتدايي انجام و در شمار ديگري از آنها به توقف كشيده شود.
تالك يك كاني سيليكات منيزيم آبدار تالك كمتر در طبيعت بصورت خالص يافت مي‌شود و غالباً داراي ناخالصي هاي آهن، A12O3، CaO،كربن، كوارتز و اكسيد منگنز مي‌باشدو به دليل خصوصيات منحصر به فرد فيزيكي و شيميايي كاربرد بسيار زيادي در صنايع مختلف نظير سراميك سازي، كاغذسازي، لاستيك سازي، پلاستيك سازي، لوازم آرايشي، بهداشتي و دارويي، ديرگدازها، مواد پوشاننده سقف ها و ديگر صنايع دارد.
تالك از نظر نحوه تشكيل يك كاني ثانويه است كه از دگرساني سنگهاي اولترامافيك و يا دگرگوني سنگهاي رسوبي غني از منيزيم نظير دولوميتها، مارنها. آهكهاي دولوميتي وشيل هاي غني از منيزيم حاصل مي‌شود.
تالكي كه در صنعت بكار مي‌رود از نظر كاني شناسي علاوه بر كاني تالك، شامل طيف وسيعي از كانيها مي‌شود نظير: پيروفيليت، سرپانتين، آنتوفيليت، كلريت، ترموليت و آكتينوليت، از طرف ديگر خود كاني تالك به توجه به تركيب كاني شناسي، شكل ظاهري، درجه خلوص و كاربرد آن در صنعت، انواع متفاوتي دارد مانند: استئاتيت، سنگ صابون، پات استون، رنسلائريت، گچ خياطي، لاوا، تالك مخلوط، تالك رشته‌اي و تالك نرم - ورقه‌اي.

مشخصات تالک:

 كاني تالك داراي تركيبات شيميايي سيليكات منيزيم آبدار به فرمول Mg3(Si4O10)(OH)2 مي‌باشد که در سيستم منوكلينيك متبلور شده است. اين كاني كمتر در طبيعت بصورت خالص يافت شده و به طور كلي در سنگهاي دگرگوني وجود دارد و در رده سيليكاتهاي ورقه اي قرار مي‌گيرد. 

تركيب خالص اين كاني داراي 36/63 درصد سيليس و 98/31 درصد اكسيد منيزيم و 75/4 درصد آب مي‌باشد. رنگ آن معمولاً سفيد، سفيد نقره اي، سبز كمرنگ، خاكستري متمايل به سبز و سبز تيره مي‌باشد( بسته به نوع ناخالصي ودرجه خلوص آن). رنگ تالك درحالت كلوخه ممكن است خاكستري يا سبز باشد ولي به حالت پودري و خالص داراي رنگ سفيد درخشان مي‌باشد.
تالك داراي جلاي مرواريدي نيمه شفاف و لمس چرب دارد. وزن مخصوص نوع خالص آن بين 7/2 تا 8/2 متغير است. در صورت خالص بودن، تالك داراي سختي يك مي‌باشد ( نرمترين كاني در جدول موهس كه با ناخن خط برمي‌دارد).
از لحاظ شكل ظاهري تالك بندرت داراي بلورهاي مسطح مي‌باشد. اغلب توده‌اي با ساختمان داخلي ورقه‌اي، همچنين توده‌اي دانه‌اي، فشرده و مخفي بلورين (كريپتوكريستالين) است. كليواژ تالك كامل است. يعني باعث صفحات نازك قابل انحناء ولي بدون خاصيت ارتجاعي مي‌گردد. 

تالكي كه در صنعت بكار مي‌رود از نظر كاني شناسي، فزون بر خود كاني تالك، طيف وسيعي از كانيها را شامل مي‌شود كه بهترين آنها عبارتند از: 
تالك مورد استفاده در صنعت علاوه بر خود تالك طيف وسيعي از كاني ها را شامل مي‌گردد كه مهمترين آنها پيروفيليت، سرپانتين، آنتوفيليت، ترموليت و آكتينوليت مي‌باشند. اين كانيها در طبيعت معمولاً با تالك همراه هستند.
تالك يك كاني خنثي، غيرساينده و نرم است كه به راحتي پودر مي‌شود و به عنوان پركننده در رنگ، پلاستيك، كاغذ، لاستيك، چسب، داروسازي و گچ بكار مي‌رود.

کاني هاي تالک:

 با توجه به تركيب كاني شناسي، درجه خلوص، وجود ناخالصي مختلف و نوع ناخالصي ها و كاربرد، تالك انواع مختلفي دارد كه به شرح زير مي‌باشد:

•تالک Talc ( Steatite )
اين کاني سيليکات منيزيم آب دار با فرمولMg3Si4O10(OH)2 است که در سيستم مونوکلينيک و تري کلينيک متبلور مي شود و به رنگ سبز کم رنگ تا سبز تيره يا خاکستري متمايل به سبز و همچنين سفيد، سفيد- نقره اي، خاکستري، متمايل به قهوه اي و در حالت پودري معمولاً به رنگ سفيد است. تالک داراي جلاي مرواريدي و لمس چرب بوده و نيمه شفاف است و داراي سختي 1 و چگالي 83/2 – 58/2 مي باشد. اين کاني در رده سيليکات هاي ورقه اي قرار مي گيرد.
تالک کمتر در طبيعت به صورت خالص يافت مي شود. اين کاني اگر به صورت خالص باشد از 36/63% SiO2 =،98/31 % MgO = و 75/4 % H2O = تشکيل شده است.
کاني هاي : ترموليت Ca Mg3 (SiO3)4، سرپانتين 3MgO.2SiO2.2H2O، منيزيت MgCO3، کلسيت CaCO3، آنتوفيليتMg7(Si4O11)2(OH)2، ميکاK(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH,F)2، کلريت 5(Mg,Fe)O.Al2O3.3SiO2.4H2O، دولوميت )2 (Ca,Mg)(CO3به عنوان کاني همراه و در پيوند با تالک در ذخاير اين ماده معدني به چشم مي خورند.
ناخالصي هاي آهن مانند ليمونيت FeO(OH).nH2O، منيتيتFe2O3، پيريت FeS2، کربن، کوارتز و اکسيد منگنز MnO نيز ممکن است همراه تالک وجود داشته باشد.

•استئاتيت (Steatite) يا سنگ صابون Soapstone

سنگ صابون (Soap Stone) اصطلاح اصطلاحي است براي سنگهاي توده‌اي که کاني تالک در آن از مقادير متفاوت در حد خالص تا کمتر از 50 % را در بر مي گيرند.
در واقع معمولاً واژه سنگ صابون براي سنگهاي توده‌اي تالكي و ناخالص و بسيار نرم بكار مي‌رود. حال آنكه تالک هاي توده اي با خلوص بالا را استئاتيت (Steatite)مي گويند. به سنگهاي صابون، طلق گدازه نيز اطلاق مي‌گردد.
از اين سنگ روي دستشوئي آزمايشگاههاي شيمي، سطح نيمكت‌ها، جعبه و تابلوهاي برق و سطح سنگها براي مصارف مخصوص كشيده مي‌شود.
رنگ آن سفيد يا خاكستري با سايه‌هاي مختلف، گاهي اوقات متمايل به سبز يا متمايل به قرمز با حالت چوبي يا صابوني است. استئاتيت غالبا بصورت متبلور است و كمتر از 5/1 درصد كلسيت، 5/1 اكسيدهاي آهن و 4 درصد آلومينا دارد. به آساني سوراخ شده، اره گرديده و به راحتي خرد مي‌شود. از اين نوع تالك عموماً در ساخت عايق‌هاي الكتريكي و الكترونيكي استفاده مي‌شود. 
اخيراً استئاريت به نوعي تالک که براي ساخت عايق هاي الکترونيکي مناسب است، اطلاق مي شود.

•پات استون: 
نمونه ناخالص توده‌اي تالك يا سنگ صابوني است. معمولا رنگ آن متمايل به خاكستري، سبز تيره، خاكستري آهني يا سياه متمايل به خاكستري مي‌باشد.

•رنسلائريت: 
نمونه پذير و مورف (شكل كاذب) سنگ صابوني مي‌باشد. رنگ آن سفيد، سياه بوده و از تالك معمولي سخت‌تر است داراي حالت رشته‌اي بوده و جلاي زيادي دارد كه براي جا قلم و ادوات ونيز وسايل تزئيني بكار مي‌رود.

•گچ خياطي (گچ فرانسوي):
نوعي سنگ صابون نرم و توده‌اي است كه در خياطي براي نشان گذاشتن پارچه و لباس بكار مي‌رود. همچنين از گچ فرانسوي در توليد مواد شمعي و قلم ابرو استفاده مي‌گردد.

•پيروفيليت:
پيروفيليت يك سيليكات آلومينيوم آب دار(نمونه آلومينيوم‌دار تالك) به فرمول Al2Si4O10(OH)2 با ساختمان شبيه تالك ( به جاي منيزيم، آلومينيوم جانشين آن شده است) است.
پيروفيليت شباهت و تفاوت‌هاي زيادي با تالک دارد و به شكل‌هاي مختلف ظاهر مي‌شود، خواص آن به مواد همراه آن بستگي دارد.
پيروفيليت داراي خواص مشابهي با تالك نظير: عدم تاثير پذيري از لحاظ شيميايي، قدرت عايق‌پذيري بالا، نقطه ذوب بالا و قابليت هدايت الكتريكي پايين مي‌باشد و به همين جهت اغلب با تالك اشتباه مي‌شود. بيشترين كاربرد آن در صنايع سراميك و اجسام نسوز و مقاوم است. اين كاني با توجه به اينكه داراي خصوصيات مشابه با تالك است ولي از نظر ژنز متفاوت مي‌باشد و بيشتر در سنگهاي دگرگوني با تركيب اسيدي يافت مي‌شود.

كاني هاي مهم پيروفيليت :
پيروفيليت کلريتي 
در اين نوع پيروفيليت مقدار 28-24 % , Al2O3 = 5/0-2/0 % , K2O = 2/0% Fe2O3 = مي باشد و به عنوان پرکننده در لاستيک، رنگ و پلاستيک استفاده مي شود.

پيروفيليت کلسدوني
در اين نوع پيروفيليت مقدار 15-13 % , Al2O3 = 5/0-2/0 % , K2O = 4/0% Fe2O3 = مي باشد و به عنوان نسوزهاي تماسي استفاده مي شود.

پيروفيليت کلسدوني
در اين نوع پيروفيليت مقدار 20-15 % , Al2O3 = 8/0-4/0 % , K2O = 5/0% Fe2O3 = مي باشد.

پيروفيليت سرسيتي
در اين نوع پيروفيليت مقدار 22-18 % , Al2O3 = 3-5/0 % , K2O = 5/0% Fe2O3 = مي باشد و به عنوان سفيد آلات، کاشي کف، چيني هاي الکتريکي استفاده مي شود.

ذخاير پيروفيليت به دو صورت گرمابي و دگرگوني يافت مي شوند. به هنگام آلتراسيون، در سنگهاي آذرين اسيدي و حد واسط به ويژه توفها و در شرايط مناسب در زونهاي مشخص، پيروفيليت تشكيل مي شود. 
ذخاير پيروفيليت گرمابي بيشتر در زونهاي گسلي تشكيل مي شوند. در بيشتر ذخاير پيروفيليت، زون بندي منظم ديده مي شود. اين زون بندي از سطح به سوي عمق شامل: زون سيليسي، زون آلونيت، زون كائولينيت، زون پيروفيليت، زون سرسيت و سرانجام زون مونتموريونيت است. كاني هايي كه همراه با پيروفيليت پيدا مي شوند شامل: پيروفيليت، آلونيت، كلسدوني، كائولينيت، كلريت، دياسپور و سريسيت مي شوند. ذخاير پيروفيليت نوع دگرگوني از اهميت كمتري برخوردارند. توفهاي اسيدي در شرايط مناسب به پيروفيليت شيست دگرگون مي شوند.

•سرپانتين: 
سيليكات منيزيم آبدار به فرمول Mg6(Si4O10)(OH)2 مي‌باشد. سرپانتين داراي شكستگي صدفي و لمس كمي صابوني است. ناخالصي‌هاي سرپانتين معمولا كلسيت و كوارتز مي‌باشد. موارد استفاده آن بطور عموم كارهاي زينتي و گاه بعنوان ساختماني است. نمونه‌هاي رشته‌اي آن كريزوتيل نام دارد كه به عنوان آزبست هاي تجارتي مورد استفاده واقع مي‌گردند.

•آنتوفيليت: 
آنتوفيليت جزء دسته آمفيبولهاي ارتورومبيك است. تركيب شيميايي آن سيليكات آهن منيزيم است به فرمول (Mg,Fe)77Si8O22)(OH)2 شكل ظاهري آن معمولاً بصورت اجتماعي از سوزنهاي منشوري و يا رشته‌اي شعاعي است. آنتوفيليت يكي از انواع آزبست ها (پنبه نسوز) است و داراي خاصيت انعطاف‌پذيري اندك مي‌باشد و از مقاومت شيميايي بالايي در مقابل اسيدها و آلكالي‌ها برخوردار است. همچنين مقاومتش در مقابل افزايشي دما بسيار خوب مي‌باشد.

•ترموليت: 
اين كاني جزو دسته آمفيبول هاي منوكلينيك است. تركيب شيميايي آن سيليكات منيزيم كلسيم‌دار به فرمول Ca2Mg5Si8O22(OH)2 مي‌باشد. ترموليت معمولي‌ترين و پايدارترين كاني گروه تالك است كه بصورت رشته‌اي يا لايه‌‌هاي بسيار نازك ديده مي‌شود. تالك ترموليتي كه گاهي تالك سخت خوانده مي‌شود، حاوي 6 تا 10 درصد كلسيت و مقداري دولوميت است و درصدهاي مختلفي از تالكهاي ورقه‌اي نرم، سرپانتين‌هاي گروه تالك و مواد آمفيبولي غير آزبستي را نيز دارد.

•لاوا: 
اصطلاحي است كه دربازرگاني تجارتي براي بلوك‌هاي تالك يا فرآورده‌هاي تالك هاي بلوكي بكار برده مي‌شود.

•تالك مخلوط: 
تالك مخلوط در واقع مخلوطي از تالك نرم، روشن شيستي، تالك نرم ورقه‌اي، سرپانتين، دولوميت، كلسيت و تعدادي كانيهاي فرعي مي‌باشد. تالك مخلوط با درجه خلوص پايين حاوي تالك، كلريت و دولوميت است.

•تالك رشته‌اي: 
تالك رشته ای به تالك هايي اطلاق مي‌شود كه حاوي مقدار گسترده‌اي كانيهاي آزبستي باشد.

•تالك نرم - ورقه‌اي: 
تالك نرم - ورقه‌اي حاصل متاسوماتيسم سنگهاي كربنات منيزيم‌دار رسوبي است كه غالبا حاوي كلريت مي‌باشد و بيشترين مورد استفاده را در بين ديگر انواع تالك دارد.

تأثيرات زيست محيطي:

از نظر ايمني در محيط هاي كار حد آستانه اي براي ذرات تالك در نظر گرفته شده كه حدود 22 ميلي گرم در هر متر مكعب هوا مي باشد. مقدار حد در مورد تالك هاي صنعتي در بردارنده ناخالصيهاي مضر مثل سيليس آزاد كمتر از اندازه بالا است. در صورتي كه حداكثر مجاز ناخالصيهايي از الياف آزبست مانند كريزوتيل، آنتوفيليت و ترموليت عبارت از دو رشته با طول حدود 5 ميكرون در هر سانتي متر مكعب هوا است.

تاكنون پژوهش ها و انتشارات زيادي با سرطان زايي تالك هاي صنعتي صورت گرفته است. اين موضوع بيشتر به اين دليل مورد توجه قرار گرفته كه آثار بيماري زائي در تالك هاي ترموليتي ايالت نيويورک امريكا در كارگران ديده شده است. 
تالك به ‌دليل داشتن كاني‌هاي رشته‌اي مانند ترموليت، آنتوفيليت و آكتينوليت قوانين تحت قوانين زيست‌ محيطي قرار گرفت. 
در ژوئن 1992، OBHA آمريكا قانون نهايي براي حذف انواع غيرآزبستي آنتوفيليت، ترموليت و آكتينوليت را از استانداردهاي آزبست به تصويب رساند. انواع غيرآزبستي تحت محدوديت‌هايي قرار مي‌گيرد كه بويژه براي انواع تالك ترموليت‌دار كه در سراميك بكار مي‌رود مهم است.
از نظر ايمني در محيط‌هاي كار حد آستانه‌اي براي ذرات تالك در نظر گرفته شده كه طبق استانداردهاي جهاني حدود 2 ميلي گرم در هر متر مكعب هوا مي‌باشد. اين مقدار در مورد تالك‌هاي صنعتي در بردارنده ناخالصي‌هاي مضر نظير سيليس آزاد كمتر از حد بالا است. در حاليكه حداكثر مجاز ناخالصي‌هاي از الياف پنبه نسوز نظير كريزوتيل، آنتوفيليت و ترموليت عبارت از دو رشته با طول حدود 50 ميكرون در هر سانتي متر مكعب هوا است. 
تاكنون مطالعات زيادي درخصوص آثار سرطان‌زايي تالك‌هاي صنعتي انجام پذيرفته است و اين امر به دليل پيدايش آثار اين بيماري در كارگران معادن تالك‌هاي ترموليتي نيويورك آمريكا بيشتر مورد توجه قرار گرفته است.
تا زماني كه طي فرآوري، درصد سيليس متبلور در پيروفيليت كمتر از 1% شود، پيروفيليت تحت قانون فوق قرار مي‌گيرد.