Türkiye'de üretilen talkın jeokimyasal karakteristikleri ve kozmetik sanayinde ve farmakolojide kullanılabilme potansiyeli
The geochemical characterictics of talc produced in Turkey and its usage potential in cosmetic industry and pharmacology
Yazar: YASEMİN ŞİRİNOĞLU
Danışman: PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Talk tüm Dünya'da seramik, kimya, boya ve gıda gibi farklı bir çok sanayi kolunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok özel mineralojik ve kimyasal yapıya sahip talkın kullanıldığı bir diğer alan ise kozmetik ve farmakolojidir.  
Talk oluşumu için en uygun alanlar ultramafik kayaçlar ile dolomit ve manyezit içeren karbonatlı sedimanter kayaçların kontakları, fay ve makaslama zonlarıdır. Talk konusunda bilinen en iyi rezervler Avustralya, Avusturya, Brezilya, Çin, Finlandiya, Hindistan, İtalya, Japonya, Kuzey Kore, Rusya Federasyonu ve ABD'de bulunmaktadır. Pazara sunulan talkın miktar olarak küçük bir bölümü farmakoloji ve kozmetik sanayinde kullanılmakla birlikte, bu nitelikteki talkın yüksek kalite ve ekonomik olarak daha değerli olduğunu söylemek mümkündür.
Türkiye' de bilinen talk yatakları, ya metamorfizma sonucu yada hidrotermal ayrışma ile bazik ve ultrabazik kayaçlarda oluşmuştur. Ülkemizde her kalitede talkın varlığı bilinmekte ancak saf olmayan talklar flotasyon ve benzeri selektif ayrıcı metotlarla temizlenerek yüksek saflık elde edilmeye çalışılmaktadır.

Ülkemizde bilinen talk yatakları Aydın, Balıkesir, Bolu, Eskişehir, Sakarya ve Sivas illerinde bulunmaktadır. 106.000 tonu görünür olmakla üzere toplam rezerv 1.158.000 ton dur. Günümüzde bu yatakların bir kısmı işletilmekte, elde edilen talklar genelde boya sanayi ve seramik sanayinde kullanılmakta, ekonomik olarak daha değerli olan, kozmetik sanayii ve farmakolojide kullanılacak talklar ihraç edilmektedir. Oysa geçmişte Aydın ilinde üretilen talkın, zenginleştirilerek kozmetik sanayinde kullanılmak üzere iç piyasaya satıldığı bilinmektedir. Ancak zenginleştirme maliyetinin yüksek olması nedeni ile ekonomik olmadığı için kozmetik sanayii hammadde ihtiyacını başta Mısır olmak üzere yurtdışından karşılamaktadır. İlaç sanayisi ise talk ihtiyacını ağırlıklı olarak Fransa ve Almaya'dan karşılamaktadır. 

Kozmetik sanayiinde ve farmakolojide kullanılacak talkın özellikleri uluslararası kuruluşlar tarafından belirlenmiştir. Kozmetik sanayiinde CTFA standartları, farmakolojide Avrupa ve ABD Farmakopeleri yanı sıra ulusal standartlar da kullanılmaktadır. Bu standartlarda Performans kriterleri ve sağlık&güvenlik kriterleri yer almaktadır. Performans kriterleri talkın tane boyutu yoğunluğu, rengi, parlaklığı gibi fiziksel özellikleri ile ilgilidir. Bu kriterler tüketicinin ihtiyaçlarını karşılamaya yöneliktir. Sağlık ve güvenlik kriterleri ise kimyasal saflık ve potansiyel zararlı mikroorganizmalar ile ilgilidir ve içerebileceği elementleri ve diğer kimyasal içerikleri belirler Talk üreticilerinin, ürünlerinin bu standartlara uygun performans kriterleri ve sağlık ve güvenlik kriterlerini sağladığını göstermesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında Türkiye'de üretilen talkların sağlıkvegüvenlik kriterlerine uygunluğu jeokimyasal özellikleri açısından değerlendirilmiştir. 
Talkın solunarak vücuda alınması ile akciğer kanseri ilişkisi, talk pudrasının genital bölgede kullanımı ve over kanseri ilişkisi, ruj ya da katı deodorantlar ya da diğer yarı sıvı ürünlerin insan sağlığına etkileri konusu çok tartışılan ve üzerine çalışmalar yapılan konulardır. Ek olarak ilaçlar ile ya da plörezi tedavisinde direk vücuda alınması söz konusu olduğunda sağlık üzerine etkisi daha da önem kazanmaktadır. 
Kozmetik sanayii ve farmakolojide kullanılacak talkın kimyasal yapısında bulunabilecek elementlerle ilgili sınırlamalar incelendiğinde As, Pb, Al, Ca, Fe, Mg miktarının ve kızdırma kaybı oranının dikkate alındığı görülmektedir. Kozmetik talkta en az %90 saf talk, kalan kısmın da doğal olarak birlikte bulunabileceği kalsit, klorit, dolomit, kaolen ve manyezit olması gerektiği belirtilmiştir. Fibroz amfibol minerallerini içermemesi gerekmektedir. Buna ek olarak kozmetik talkta en fazla % 6 asid-çözülebilir içerik: en fazla %6 kızdırma kaybı (LOI), en fazla 3 ppm arsenik, en fazla 20 ppm kurşun bulunabilir. İlaçlar için kullanılacak talkın içeriğinde ise en fazla %0,25 demir, %0,2 alüminyum  %0,9 kalsiyum, 10 ppm kurşun, %7 kızdırma kaybı (LOI), %17-19,5 arası magnezyum değerlerine ek olarak asbest içermediğinin gösterilmesi gerekmektedir. 
Çalışmanın amacı doğrultusunda Türkiye'de halen üretilmekte olan talk cevherinin mineralojik bileşimi ve jeokimyasal karakteristiklerini tanımlayarak kozmetik sanayinde ve farmakolojide kullanılabilme potansiyelini araştırmak için Maden İşleri Genel Müdürlüğün'den (MİGEM) alınan güncel bilgiler doğrultusunda halen talk üretimi yapılan Aydın-Bozdoğan, Kütahya-MerkezveTavşanlı ve Sivas-Hafik'de bulunan madenlerdeki üreticiler ile iletişime geçilmiş, örnekler temin edilmiştir.  
Yapılan optik mineralojik incelemeler, XRD analizleri ve kimyasal analizlerin sonuçları kozmetik için CTFA ve farmakolojik kullanım için Avrupa Farmakopesi'ne göre değerlendirilmiştir. Örneklerde tanımlanan diğer minerallerden dolomit, kalsit, manyezit, klorit ve benzeri mineraller de zaten talkın yapısında olmasına izin verilen minerallerdir ve optik mikroskopta tanımlanan bu minerallerin toplam miktarları incelenen örneklerde %5'in altındadır.
Örneklerin kozmetik sanayiinde kullanım için gereken fibroz amfibol içermemeli koşulunu sağladığı ortaya çıkmıştır. Jeokimyasal değerlendirmede ise Kütahya-Merkez KM1 ve KM2 nolu örnekler hariç diğer örneklerde tespit edilen değerlerin tümü 3 ppm As sınır değerinin altında kalmıştır. 
Kurşun açısından sonuçlar değerlendirildiği zaman ise Aydın-Bozdoğan, Sivas-Hafik ve Kütahya-Tavşanlı örneklerinde Pb değerlerinin <0.7 ppm  olduğu, Kütahya –Merkez örneklerinde tespit edilen 7.8 ppm ve 9.7 ppm değerlerinin de kozmetik sanayisi için istenen 20 ppm sınırının altında kaldığı ortaya çıkmıştır.
Kızdırma kaybı değerinin kozmetik amaçlı talkta <%6 olması istenmektedir. Örneklerin Kızdırma kaybı değerleri %4.5 (A1 nolu örnek) -%7 (KT2A nolu örnek) arasında değişmekte olup, her sahadan sınır değeri aşan örnek vardır. 
Topla ağır metal içeriği açısından incelendiğinde Ni, Co, kısmen Cu ve V elementlerinin katkısı nedeniyle örneklerin tümünün ağır metal içeriği toplamı <40 ppm sınır değerini aşmıştır.
Farmakolojik kullanımı için gereken hem serpantin hem amfibol grubu asbest minerallerinin bulunmaması koşulunu sağlamadığı ortaya çıkmıştır. S5 ve S6 örneklerinde göreceli olarak daha az olmakla birlikte tüm örneklerin optik mikroskop görüntülerinde serpantin grubu asbest minerali olan antigorit tespit edilmiş,   A3 ve A4 örneklerinde de buna ek olarak yine serpantin grubu asbest minerali olan lizardit tespit edilmiştir. XRD sonuçlarında ise A1, A2 ve S6 örnekleri dışındaki örneklerde antigorit tespit edilmiştir. Mevcut yöntemler ile cevherin zenginleştirilmesi ve farmakoloji için istenilen mineralojik bileşime getirilebilmesi konusu değerlendirilmelidir. Ancak A1, A2 ve S6 örneklerinin temsil ettiği cevherlerin göreceli olarak daha az antigorit içermesi sebebi ile zenginleştirilerek istenilen mineralojik bileşime ulaşılması daha mümkün görünmektedir. Elde edilen kimyasal analiz Avrupa Farmakopesi'ne göre değerlendirilmiştir. İlaç sanayiinde kullanılacak talkın kimyasal yapısında bulunabilecek elementlerle ilgili sınırlamalar incelendiğindde Al, Ca, Fe, Mg, Pb  ve kızdırma kaybı oranlarının dikkate alındığı görülmektedir. Farmakoloji standardında As yer almamaktadır (bulunması istenmemektedir). A3, KM1, KM2 ve S3 nolu örnekler hariç diğer örneklerde As tespit edilmemiştir. Kütahya Merkez dışındaki örneklerdeki oranlar da sınır değere yakındır. 
Pb'nin 10 ppm (maksimum) olması istenmektedir. Kurşun açısından sonuçlar değerlendirildiği zaman ise Aydın-Bozdoğan, Sivas-Hafik ve Kütahya-Tavşanlı örneklerinde Pb değerlerinin <0.7 ppm  olduğu, Kütahya –Merkez örneklerinde tespit edilen 7.8 ppm ve 9.7 ppm değerlerinin de farmakolojide istenen 10 ppm sınırının altında kaldığı ortaya çıkmıştır.
Kızdırma kaybı değerinin farmakolojide kullanılacak talkta <%7 olması istenmektedir. Örneklerin kızdırma kaybı değerleri %4.5 (A1 nolu örnek) -%7 (KT2A nolu örnek) arasında değişmekte olup, her sahadan sınır değeri aşan örnek vardır. 
Toplam ağır metal içeriği açısından incelendiğinde Ni, Co, kısmen Cu ve V elementlerinin katkısı nedeniyle örneklerin tümünün ağır metal içeriği toplamı <40 ppm değerininin üzerindedir.
Farmakoloji de kullanılacak talkın içermesi gereken  Al, Ca, Fe ve Mg  değerleri açıısndan elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Buna göre Alüminyum açısından değerlendirme yapıldığında Aydın-Bozdoğan örnekleri, hariç diğer örneklerinin değerleri sınır değerin (maksimum %2 Al)  çok altında kalmıştır.
Kalsiyum açısından değerlendirildiğinde Kütahya -KT2 ve Sivas-S5 nolu örnekler hariç diğer örneklerin tümü sınır değerin (maksimum %0,90 Ca) çok altında kalmıştır.
Demir açısından karşılaştırma yapıldığında ise Sivas- S3, S4 ve S6 nolu örnekler hariç diğer değerler sınır değerin (maksimum %0,25 Fe) üstünde kalmıştır. Özellikle Kütahya-Merkez ve Kütahya –tavşanlı örneklerinin değerler standart değerin 3-4 katı büyüklüktedir.
Karşılaştırma Mg açısından yapıldığında ise KM1, KM2, KT2 ve KT2A örneklerinin Mg değerlerinin alt sınırı değerin ( %17 Mg, %28,19 MgO) altında kaldığı, diğer örneklerin tümünün katalogda verilen aralıkta (%17-19,5 Mg; %28,20-%32,34 MgO) kaldığı ortaya konmuştur.

Abstract:
Talk has a wide range of uses in ceramic, chemistry, paint and food industry. Additionally, because talc has a special mineralogical and chemical structure, it is also used in cosmetic industry and pharmacology. 
Talc is generally formed in ultramafic rocks and carbonatic sedimentary rocks, which contain dolomite and magnezite, fault and shear zones and this rocks contacts. The talc rezervs in Australia, Austria, Brazil, China, Finland, India, Italy, Japan, North Korea, Russia and USA are on the map. The little amount of the talc in the market is used in cosmetic industry and pharmacology. On the other hand the talc which requires the quality standarts of cosmetic industry and pharmacology is economically more valuable.  
Talc in Turkey was formed in alkaline and ultrabasic rocks in consequence of metamorphism or hydrothermal alteration. Every quality of talc exists in our country. The impure talcs in our contry is being cleaned with flotation and other methods to have high purity. 
The talc deposits ores in Turkey exist in Aydın , Balıkesir, Bolu, Eskişehir, Sakarya ve Sivas. The total talc reserve is 1.150.000 tons. The 106.000 tons of this reserve is proved reserve. The talc mining in this cities are active and the produced talc is generally used in paint and ceramic industry. The more valuable talcs which used in cosmetic and pharmacology, are imported. Beside, the talc which was produced in Aydın, was used in cosmetic industry after ore dressing in domestic market is known. On the other hand the high ore dressing costs of talc, the  cosmetic industry demand is generally  acquired from Egypt, the pharmacology  demand is aquired from France and Germany.   
Talcs using standards of cosmetic industry and pharmacology are determined by international organizastions. CTFA Standarts for cosmetic industry and European Pharmacope, US Pharmacope, additionally some national pharmacopes are also used. Product quality assurance criteria separeted in two parts; performance criteria and health and safety criteria. Performance spesifications focus on the physical characteristics of the talc such as particle size, bulk density, color, brightness. These spesifications for customer requirements. Health and safety spesifications focus on the chemical purity and absence of potentially harmful microorganisms. Talc producers have to show that, their products are ensures these criteria. This study focused on talcs geochemical characters in terms of health and safety criteria, in Turkey(?). 
The relation between inhalation of talc and lung cancer, using talc in genital area and overian cancer,  make up, stick deodorands or other semi-liquid products effects on health, these are the most discussed issues about talc. Additionally, directly getting talc in the both with pills or plorezis therapy are also very important issues. 
The chemical composition spesifications of talc used in cosmetic industry and pharmacology, has delimitations about As, Pb, Al, Ca, Fe, Mg and loss on ignition (LOI) ratios. Cosmetic talc consists of a minimum of 90% hydrated magnesium silicate, with remainder consisting of naturally associated minerals such as calcite, chlorite, dolomite, kaolin, and magnesite; it contains no detectable fibrous, amphibole minerals. Additionally specifications for cosmetic talc include 6.0% maximum (max) acid-soluble substances; 6.0% max LOI, As content must be <3 ppm, Pb content must be <20 ppm. Pharmacology spesifications recquires, maximum Fe content must be 0,25%, maxiumum Al content must be 0,2%, maxiumum Ca content must be 0,9%, maxiumum Pb content must be 10 ppm, 7.0% max loss on ignition and Mg content must be between 17-19,5%. 
In line with the purpose of this study, updated datas, about producers which are still active, have been taken from MİGEM,  to define mineralogical composition and geochemical characterics of the talc, which is produced in Turkey. Producers in Aydın-Bozdoğan, Kütahya-MerkezveTavşanlı and Sivas-Hafik was contacted and samples were provided. 
Results of optical microscopy analysis, XRD analysis and chemical analysis vas were evaluated according to CTFA Standarts for cosmetic use, Europeans Pharmacope for pharmacologic use. Content of naturally associated minerals in the samples, such as dolomite, calcite, magnezite, chlorite ratios is are under 5%. Presence of these minerals and their ratios are suitable according to standards. 
All samples are recquiring the term, not including fibrous amphibol minerals for cosmetic use. According to geochemical analysis, except Kütahya-Merkez KM1 and KM2 samples, As ratio is under limit value (3 ppm).
Looking from the viewpoint of lead, Pb content of Aydın-Bozdoğan, Sivas-Hafik and Kütahya-Tavşanlı <0,7 ppm. The Kütahya –Merkez samples Pb contens are 7,8 and 9,7 ppm, and all this results are under the limit value (20 ppm) for cosmetic use.
Loss on ignition (LOI) ratio must be <6% for cosmetic use. Analysis results are between 4,5% (sample A1) and 7% (sample KT2A), and every talc mining areas have samples above the limit value 6%. 
According to total heavy metal content results, because of  the contrubition of Ni, Co partially Cu and V contents, all samples values above the limit values. 
Results of analysis are also evaluated for pharmacologic use. All samples are including serpantine group of asbestos and antigotire minerals. The S5 and S6 samples are including less amount of antigorite minerals than other samples. Additionally, A3 and A4 samples are including an other serpantine group of asbestos, lizardite. XRD results also shows, all samples includig antigorite except A1, A2 and S6. It has higher probability, A1, A2 and S6 can reach recquired mineral composition with ore dressing. All results are considered with spesifications in European Pharmacopea. There is not any value in EP about As element. The As should not be in farmachologic talc, unlike cosmetic recquirements. All samples As contents are under the dedection limit, A3, KM1, KM2 and.  S3. Only Kütahya – Merkez samples have high results, other As contents are close to limit. 
Looking from the viewpoint of lead, Pb content of Aydın-Bozdoğan, Sivas-Hafik ve Kütahya-Tavşanlı <0,7 ppm, ratio of Kütahya –Merkez samples are 7,8 and 9,7 ppm, and all this results are under the limit value (10 ppm) for pharmacologic use.
Loss on ignition (LOI) ratio must be <7% for pharmacologic use. Analysis results are between 4,5% (sample A1) and 7% (sample KT2A), and every ore has samples above the limit value 6%.
Looking from the viewpoint of Al, Ca, Fe and Mg, excluding samples of Aydın-Bozdoğan, all other samples Al ratios are under the limit value 2%.
Excluding samples of  Kütahya -KT2 ve Sivas-S5, all other samples Ca ratios are under the limit value 0,90%.
Excluding samples of  Sivas- S3, S4 ve S6, all other samples Fe ratios are above the limit value (0,25%). Especially samples of Kütahya-Merkez and Kütahya – Tavşanlı have very high ratios, 3-4 times greater than limit value. 
Looking from the viewpoint of  Mg ( limit values; %17 Mg, %28,19 MgO), Mg ratios of samples KM1, KM2, KT2 ve KT2A are under the lower limit value. On the other hand all other samples Mg ratios are between the limit interval.