Тальк , или тальк , представляет собой глинистый минерал , состоящий из гидратированного силиката магния , с химической формулой Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 . Тальк в порошкообразном виде, часто в сочетании с кукурузным крахмалом , используется в качестве детской присыпки . Этот минерал используется в качестве загустителя и смазки . Он входит в состав керамики , красок и кровельного материала . Это основной ингредиент многих косметических средств . [6] Встречается как в виде расслоенных до волокнистых масс, так и в исключительно редкой кристаллической форме. Он имеет идеальное базальное расщепление и неровный плоский излом, имеет двумерную пластинчатую форму.
Шкала твердости минералов Мооса , основанная на сравнении твердости по царапинам , определяет значение 1 как твердость талька, самого мягкого минерала. При соскабливании с пластины тальк оставляет белую полосу; хотя этот показатель не имеет большого значения, поскольку большинство силикатных минералов дают белую полосу. Тальк бывает полупрозрачным или непрозрачным, цвета варьируются от беловато-серого до зеленого, со стеклянным и жемчужным блеском . Тальк не растворяется в воде и слабо растворим в разбавленных минеральных кислотах . [7]
Мыльный камень — метаморфическая горная порода , состоящая преимущественно из талька.
Слово «тальк» происходит от персидского : تالک tālk . В древние времена это слово использовалось для обозначения различных родственных минералов, включая тальк, слюду и селенит . [8]
Тальк преимущественно образуется в результате метаморфизма магнезиальных минералов, таких как серпентин , пироксен , амфибол и оливин , в присутствии углекислого газа и воды. Это известно как «карбонизация талька» или «стеатизация» и приводит к образованию группы пород, известных как карбонаты талька .
Тальк в основном образуется в результате гидратации и карбонизации по этой реакции:
Тальк также может образовываться в результате реакции между доломитом и кремнеземом, что типично для скарнификации доломитов путем заводнения кремнеземом контактных метаморфических ореолов:
Тальк также может быть образован из хлорита магния и кварца в ходе метаморфизма голубых сланцев и эклогитов путем следующей метаморфической реакции :
Тальк также встречается как диагенетический минерал в осадочных породах, где он может образовываться в результате трансформации метастабильных гидратированных предшественников магниевой глины, таких как керолит , сепиолит или стевенсит , которые могут осаждаться из морской и озерной воды в определенных условиях. [9]
В этой реакции соотношение талька и кианита зависит от содержания алюминия , при этом более глиноземистые породы способствуют образованию кианита. Обычно это связано с минералами высокого давления и низкой температуры, такими как фенгит , гранат и глаукофан в нижней фации голубого сланца . Такие породы обычно белые, рыхлые и волокнистые и известны как белые сланцы .
Тальк — триоктаэдрический слоистый минерал; его структура близка к пирофиллиту , но с магнием в октаэдрических местах композитных слоев. [2] Кристаллическая структура талька описывается как ТОТ , что означает, что он состоит из параллельных слоев ТОТ , слабо связанных друг с другом слабыми силами Ван-дер-Ваальса . Слои ТОТ , в свою очередь, состоят из двух тетраэдрических листов ( Т ), прочно связанных с двумя гранями одного триоктаэдрического листа ( О ). Именно слабая связь между слоями ТОТ придает тальку идеальную прикорневую декольте и мягкость. [10]
Тетраэдрические листы состоят из тетраэдров кремнезема, которые представляют собой ионы кремния, окруженные четырьмя ионами кислорода. Каждый из тетраэдров разделяет три из четырех ионов кислорода с соседними тетраэдрами, образуя шестиугольный лист. Оставшийся ион кислорода ( апикальный ион кислорода) доступен для связи с триоктаэдрическим листом. [11]
Триоктаэдрический лист имеет структуру листа минерала брусита . Апикальный кислород заменяет некоторые гидроксильные ионы, которые должны присутствовать в листе брусита, плотно связывая тетраэдрические листы с триоктаэдрическим листом. [12]
Тетраэдрические листы имеют отрицательный заряд, так как их объемный состав Si 4 O 10 4- . Триоктаэдрический лист имеет одинаковый положительный заряд, поскольку его объемный состав Mg 3 (OH) 2 4+ . Таким образом, объединенный слой ТОТ электрически нейтрален. [13]
Поскольку шестиугольники в листах Т и О немного различаются по размеру, листы слегка деформируются при склеивании в слой ТОТ. Это нарушает гексагональную симметрию и сводит ее к моноклинной или триклинной симметрии. [14] Однако первоначальная гексаэдрическая симметрия различима в псевдотригональном характере кристаллов талька. [3]
Тальк — распространенный метаморфический минерал в метаморфических поясах, которые содержат ультраосновные породы , такие как мыльный камень (порода с высоким содержанием талька), а также в метаморфических террейнах из белых и голубых сланцев . Яркие примеры белых сланцев включают францисканский метаморфический пояс на западе Соединенных Штатов, западноевропейские Альпы , особенно в Италии, некоторые районы блока Масгрейва и некоторые коллизионные орогены , такие как Гималаи , которые простираются вдоль Пакистана , Индии , Непала и Бутана . .
Талькокарбонатные ультраосновные породы типичны для многих районов архейских кратонов , особенно для коматиитовых поясов кратона Йилгарн в Западной Австралии . Тальк-карбонатные ультраосновники известны также из складчатого пояса Лахлан , восточная Австралия , из Бразилии , Гвианского щита , а также из офиолитовых поясов Турции , Омана , Ближнего Востока .
Китай является ключевой мировой страной-производителем талька и стеатита с объемом производства около 2,2 млн тонн (2016 г.), что составляет 30% от общего мирового производства. Другими крупными производителями являются Бразилия (12%), Индия (11%), США (9%), Франция (6%), Финляндия (4%), Италия, Россия, Канада и Австрия (по 2%). . [15]
Известные экономические месторождения талька включают тальковую шахту Маунт-Сибрук в Западной Австралии, образовавшуюся на полидеформированной слоистой ультраосновной интрузии. Французская группа Luzenac является крупнейшим в мире поставщиком талька. Крупнейшая тальковая шахта в Тримуне недалеко от Люзенака на юге Франции производит 400 000 тонн талька в год.
Добыча в спорных районах провинции Нангархар в Афганистане побудила международную группу мониторинга Global Witness объявить тальк конфликтным ресурсом , поскольку доходы используются для финансирования вооруженной конфронтации между Талибаном и Исламским государством . [16]
Тальк используется во многих отраслях промышленности, включая производство бумаги, пластмасс , красок и покрытий (например, для металлических литейных форм), резины, продуктов питания, электрического кабеля, фармацевтических препаратов, косметики и керамики. Грубая серовато-зеленая порода с высоким содержанием талька — мыльный камень или стеатит , используемый для изготовления печей, раковин, электрических распределительных щитов и т. д. Его часто используют для поверхностей лабораторных столов и электрических распределительных щитов из-за его устойчивости к теплу, электричеству и кислотам.
В тонкоизмельченном виде тальк находит применение в качестве косметического средства ( тальк ), смазки и наполнителя при производстве бумаги. Его используют для покрытия внутренней части камер и резиновых перчаток во время производства, чтобы предотвратить прилипание поверхностей. Тальк, прошедший тщательную очистку, использовался в детской присыпке, вяжущем порошке, используемом для предотвращения опрелостей (опрелостей). Американская академия педиатрии рекомендует родителям избегать использования детской присыпки, поскольку она создает риск респираторных проблем, включая проблемы с дыханием и серьезное повреждение легких при вдыхании. Небольшой размер частиц затрудняет их попадание в воздух при нанесении порошка. Мази на основе оксида цинка являются гораздо более безопасной альтернативой. [17]
Мыльный камень (массивный тальк) часто используется в качестве маркера при сварке или металлообработке . [18] [19]
Тальк также используется в качестве пищевой добавки или в фармацевтических продуктах в качестве средства, способствующего скольжению . В медицине тальк применяют как средство для плевродеза для предотвращения рецидивов плеврального выпота или пневмоторакса . В Европейском Союзе аддитивный номер — E553b .
Тальк можно использовать при обработке белого риса в качестве полирующего средства на стадии полировки.
Из-за своей низкой прочности на сдвиг тальк является одним из старейших известных твердых смазочных материалов. Кроме того, тальк ограниченно используется в качестве присадки, снижающей трение, в смазочных маслах. [20]
Тальк широко используется в керамической промышленности как в массе, так и в глазури. В тугоплавких художественных изделиях он придает белизну и увеличивает тепловое расширение, чтобы противостоять растрескиванию . В керамических изделиях небольшое количество талька используется для флюса и, следовательно, улучшения прочности и стеклования . Является источником флюса MgO в высокотемпературных глазурях (для контроля температуры плавления). Он также используется в качестве матирующего вещества в фаянсовых глазурях и может использоваться для производства магнезиального штейна при высоких температурах.
Стандарт качества ISO (ISO 3262)
Ожидаются патенты на использование силиката магния в качестве заменителя цемента. Его производственные требования менее энергозатратны, чем у обычного портландцемента (при необходимости нагревания около 650 °C для талька по сравнению с 1500 °C для известняка для производства портландцемента), при этом он поглощает гораздо больше углекислого газа при затвердевании. В целом это приводит к отрицательному углеродному следу , поскольку заменитель цемента удаляет 0,6 тонны CO 2 на тонну использованного материала. Это контрастирует с положительным углеродным следом в размере 0,4 тонны на тонну обычного цемента. [21]
Тальк используется в производстве материалов, которые широко используются в интерьерах зданий, таких как краски с базовым содержанием в настенных покрытиях. Другими областями, в которых в значительной степени используется тальк, являются органическое сельское хозяйство , пищевая промышленность, косметика и средства гигиены, такие как детская присыпка и стиральный порошок .
Тальк иногда используется в качестве примеси к нелегальному героину , чтобы увеличить объем и вес и тем самым повысить его уличную стоимость. При внутривенном введении это может привести к легочному талькозу — гранулематозному воспалению легких .
Стерильный тальк ( НДЦ 63256-200-05) — склерозирующее средство, используемое в процедуре плевродеза . Это может быть полезно при лечении рака для предотвращения плеврального выпота (аномального скопления жидкости в пространстве между легкими и грудной стенкой ). Его вводят в плевральную полость через дренажную трубку, в результате чего она закрывается и жидкость не может там собираться. Изделие можно стерилизовать сухим жаром, оксидом этилена или гамма-облучением . [22]
Высказывались подозрения, что употребление талька способствует развитию определенных типов заболеваний, в основном рака яичников и легких. По данным IARC , тальк, содержащий асбест, классифицируется как агент группы 1 (канцерогенный для человека), использование талька в промежности классифицируется как группа 2В (вероятно канцерогенный для человека), а тальк, не содержащий асбеста, классифицируется как агент группы 3 (неклассифицируемый). относительно канцерогенности для человека). [23] Обзоры Cancer Research UK и Американского онкологического общества показывают, что некоторые исследования обнаружили связь, но другие исследования - нет. [24] [25]
В исследованиях обсуждаются проблемы легких , [26] рак легких , [27] [28] и рак яичников . [29] Одним из них, опубликованным в 1993 году, был отчет Национальной токсикологической программы США , в котором было обнаружено, что тальк косметического качества, не содержащий асбестоподобных волокон, коррелирует с образованием опухолей у крыс , которых заставляли вдыхать тальк по 6 часов в день, пять дней. в неделю в течение как минимум 113 недель. [27] В статье 1971 года были обнаружены частицы талька, внедренные в 75% изученных опухолей яичников. [30] Исследования, опубликованные в 1995 и 2000 годах, пришли к выводу, что вполне вероятно, что тальк может вызывать рак яичников, но никаких убедительных доказательств представлено не было. [31] [32] В 2015 году экспертная группа по обзору косметических ингредиентов пришла к выводу, что тальк в концентрациях, которые в настоящее время используются в косметике, безопасен. [33] В 2018 году Министерство здравоохранения Канады выпустило предупреждение, не советующее вдыхать тальк или использовать его в области промежности у женщин. [34]
В Соединенных Штатах Управление по безопасности и гигиене труда и Национальный институт безопасности и гигиены труда установили пределы профессионального воздействия вдыхаемой пыли талька на уровне 2 мг/м 3 в течение восьмичасового рабочего дня. При уровнях 1000 мг/м 3 вдыхание талька считается непосредственно опасным для жизни и здоровья . [35]
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США считает, что тальк (силикат магния), общепризнанный как безопасный (GRAS), можно использовать в качестве противослеживающего агента в поваренной соли в концентрациях менее 2%. [36]
Одной из проблем коммерческого использования талька является его частое размещение в подземных месторождениях вместе с асбестовой рудой. Асбест — это общий термин для различных типов волокнистых силикатных минералов, которые используются в строительстве из-за их термостойких свойств. [37] Существует шесть разновидностей асбеста; Самый распространенный в производстве сорт белого асбеста относится к семейству змеевиков . [38] Серпентиновые минералы представляют собой листовые силикаты ; хотя тальк не относится к семейству серпентинов, он также представляет собой листовой силикат с двумя листами, соединенными катионами магния. Частое соседство отложений талька с асбестом может привести к загрязнению добытого талька белым асбестом, который представляет серьезную угрозу для здоровья при попадании в воздух и вдыхании. Строгий контроль качества с 1976 года, в том числе отделение талька косметического и пищевого качества от талька «промышленного» качества, в значительной степени устранил эту проблему, но она остается потенциальной опасностью, требующей смягчения последствий при добыче и переработке талька. [39] Исследование FDA США в 2010 году не выявило асбеста в различных продуктах, содержащих тальк. [40] В расследовании Reuters , проведенном в 2018 году, утверждалось, что фармацевтическая компания Johnson & Johnson на протяжении десятилетий знала о наличии асбеста в своей детской присыпке, [41] и в 2020 году компания прекратила продавать свою детскую присыпку в США и Канаде. [42] Крупнейшим акционерам Johnson & Johnson раздавались призывы заставить компанию прекратить глобальные продажи детской присыпки и нанять независимую фирму для проведения аудита расовой справедливости, поскольку она продавалась афроамериканцам и женщинам с избыточным весом. [43] 11 августа 2022 года компания объявила, что к 2023 году прекратит производство порошков на основе талька и заменит их порошками на основе кукурузного крахмала. Компания заявила, что порошок на основе талька безопасен в использовании и не содержит асбеста. [44]
В 2006 году Международное агентство по исследованию рака классифицировало тальк как возможный канцероген для человека при его использовании в области женских половых органов. Несмотря на это, ни одно федеральное агентство в США не предприняло никаких действий по удалению талька с рынка или добавлению предупреждений. [45]
В феврале 2016 года по иску против компании Johnson & Johnson (J&J) присяжные Сент-Луиса присудили 72 миллиона долларов семье женщины из Алабамы, умершей от рака яичников . Семья утверждала, что причиной ее рака стало использование талька.
В мае 2016 года женщина из Южной Дакоты получила 55 миллионов долларов в результате еще одного иска против J&J. [46] Женщина пользовалась детской присыпкой Johnson & Johnson более 35 лет, прежде чем в 2011 году у нее диагностировали рак яичников. [47]
В октябре 2016 года жюри Сент-Луиса присудило 70,1 миллиона долларов калифорнийской женщине с раком яичников, которая использовала детскую присыпку Johnson's в течение 45 лет. [48]
В августе 2017 года присяжные Лос-Анджелеса присудили 417 миллионов долларов калифорнийской женщине Еве Эчеверрии, у которой развился рак яичников как «непосредственный результат неоправданно опасного и дефектного характера талька», говорится в ее иске против Johnson & Johnson. [49] 20 октября 2017 г. судья Верховного суда Лос-Анджелеса Марен Нельсон отменила приговор. Судья заявил, что Эчеверрия доказала, что «в научном и медицинском сообществе продолжаются дебаты о том, является ли тальк скорее причиной рака яичников и, таким образом, (дает) основанием для обязанности предупреждать», но недостаточно, чтобы поддержать наложение присяжными заявила об ответственности Johnson & Johnson и пришла к выводу, что Эчеверрия не доказала должным образом, что тальк вызывает рак яичников. [50] [51]
В июле 2018 года суд в Сент-Луисе присудил иск на сумму 4,7 миллиарда долларов (4,14 миллиарда долларов в виде штрафных убытков и 550 миллионов долларов в качестве компенсации) против J&J 22 женщинам-истцам, заключив, что компания скрывала доказательства наличия асбеста в своей продукции на протяжении более чем двух лет. четыре десятилетия. [52]
По состоянию на 2016 год на рассмотрении находилось как минимум от 1200 до 2000 других исков, связанных с тальком [обновлять]. [48] [53]
В июле 2023 года J&J подала в суд на исследователей, которые связали тальк с раком, утверждая, что они использовали ненужную науку , чтобы дискредитировать продукцию компании, в то время как ответчики утверждают, что иски направлены на то, чтобы заставить ученых замолчать. [54]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )