ઉષ્મા અને વીજળીનું અતિમંદ વાહક છે.- અબરખ-અભ્રક!

હેમંત ઉપાધ્યાય , અમદાવાદ

ઉષ્મા અને વીજળીનું અતિમંદ વાહક છે.- અબરખ-અભ્રક!

પુસ્તકનાં પાનાંની માફક ઉપરાઉપરી એકસરખાં પડ રચાયેલાં હોય છે.
આ પ્રકારની ગોઠવણીવાળાં અબરખ ‘માઇકા બુક્સ’ તરીકે ઓળખાય છે.
અભ્રકની (Micas ) રચનામાં મેગ્નેશિયમ સિલિકેટ, એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટ, આયર્ન સિલિકેટ અને પોટેશિયમ સિલિકેટ હાજર છે અને આ બધા મળીને અભ્રક બનાવે છે. પાવર સેક્ટરમાં મીકાનું ખૂબ જ વિશેષ અને મહત્વપૂર્ણ યોગદાન છે. કારણ કે અભ્રકની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત ઘણી વધારે છે અને તેની સ્થિરતા પણ વધારે છે. તેથી જ તેનો ઉપયોગ વિદ્યુત ક્ષેત્રે વધુ થાય છે. 500 ℃ સુધીના તાપમાને પણ તેનો સુરક્ષિત રીતે ઉપયોગ કરી શકાય છે.

અભ્રક અથવા અભ્રકનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક 60 Hz પર 8.0 અને 10^6 Hz પર 5.0 છે. મીકાની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત 100 Mv/n ગણવામાં આવે છે. મીકાનો અર્થ થાય છે એક પદાર્થ કે જેને પાતળી ચાદરના રૂપમાં વિભાજિત અથવા અલગ કરી શકાય છે. અભ્રકની સૌથી પાતળી શીટ્સ 0.0005 ઇંચ સુધી બનાવી શકાય છે.
અબરખ રંગવિહીનથી માંડીને જુદી જુદી ઝાંય (tint) સહિતના ગુલાબી, લીલા, પીળા, રાખોડી, કાળા રંગમાં, પારદર્શક, પારભાસક કે અપારદર્શક સ્થિતિમાં મળી આવે છે. પુસ્તકનાં પાનાંની માફક ઉપરાઉપરી એકસરખાં પડ રચાયેલાં હોય છે. આ પ્રકારની ગોઠવણીવાળાં અબરખ ‘માઇકા બુક્સ’ તરીકે ઓળખાય છે. અબરખનાં પડ 0.0005 થી 0.00075 સેમી. જાડાઈનાં મેળવી શકાય છે. અબરખ ઉષ્મા અને વીજળીનું અતિમંદ વાહક છે. તેનો ઉષ્માપ્રસરણાંક ઘણો ઓછો છે. તેનો પરાવૈદ્યુતાંક (dielectric constant) ઊંચો છે. લગભગ 10000 – 12000 સે. તાપમાનની તેના ઉપર કોઈ અસર થતી નથી. આ ગુણોને કારણે તે વિદ્યુતરોધક (electrical insulator) અને અગ્નિરોધક (refractory) તરીકે ઉદ્યોગમાં ઉપયોગી છે.

ડાયઑક્ટાહેડ્રલ અબરખ : મસ્કોવાઇટ સમૂહ : મસ્કોવાઇટ K2Al4(Si6Al2)O20(OHF)4 રાસાયણિક બંધારણ ધરાવતું ખૂબ જાણીતું સર્વસામાન્ય અબરખ છે. પેગ્મેટાઇટ સહિત અન્ય ઍસિડિક અંત:કૃત (plutonic) ખડકોમાં તે મૂળભૂત ઘટક તરીકે મળી આવે છે. શિસ્ટ અને નાઇસમાં તે મળે છે, નિક્ષેપોમાં કણજન્ય (detrital) ખનિજ તરીકે પણ મળી રહે છે. ક્રોમિયમ ધરાવતાં મસ્કોવાઇટને ફ્યુચ્સાઇટ કહે છે. તો સોડિયમ ધરાવતા મસ્કોવાઇટને પેરેગોનાઈટ કહે છે, જે સામાન્યત: વિરલ ખનિજ ગણાય છે. પરંતુ મસ્કોવાઇટથી તેને અલગ પાડવાની મુશ્કેલીને કારણે, તેને સ્વાભાવિકપણે સુલભ સમજવામાં આવે છે. ફ્લોરિન-ધારક મસ્કોવાઇટ ગિલ્બર્ટાઇટ કહેવાય છે. ગ્લોકોનાઇટને પણ અબરખ કહી શકાય. કદાચ અંશત: તે ડાયઑક્ટા-હેડ્રલ અને અંશત: ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ ગણાય, કારણ કે અણુરચનામાં તે Al અને Fe”Mg બંને ધરાવતું હોય છે. વળી તે દરિયાઈ કણનિક્ષેપનું સર્વસામાન્ય મુલકી ઉત્પત્તિજન્ય (authigenic) ઘટક છે. તે લાક્ષણિક રીતે તેજસ્વી લીલું હોય છે. કોટરપૂરણી નિક્ષેપ (cavity filling deposit) તરીકે મળી આવતા ગ્લોકોનાઇટને કેલેડોનાઇટ કહી શકાય. માર્ગેરાઇટ બરડ અબરખના સમૂહનું સભ્ય છે, જેમાંની સંભેદિત પતરીઓ વાળી શકાતી નથી. તેમજ તે પ્રત્યાસ્થ પણ હોતી નથી; તેનું બંધારણ Ca2 Al4(Si4 Al4)O20(OHF)4 છે અને તે આવશ્યકપણે વિકૃત ખડકોમાં મળે છે.

ડાયઑક્ટાહેડ્રલ અબરખ : મસ્કોવાઇટ સમૂહ : મસ્કોવાઇટ K2Al4(Si6Al2)O20(OHF)4 રાસાયણિક બંધારણ ધરાવતું ખૂબ જાણીતું સર્વસામાન્ય અબરખ છે. પેગ્મેટાઇટ સહિત અન્ય ઍસિડિક અંત:કૃત (plutonic) ખડકોમાં તે મૂળભૂત ઘટક તરીકે મળી આવે છે. શિસ્ટ અને નાઇસમાં તે મળે છે, નિક્ષેપોમાં કણજન્ય (detrital) ખનિજ તરીકે પણ મળી રહે છે. ક્રોમિયમ ધરાવતાં મસ્કોવાઇટને ફ્યુચ્સાઇટ કહે છે. તો સોડિયમ ધરાવતા મસ્કોવાઇટને પેરેગોનાઈટ કહે છે, જે સામાન્યત: વિરલ ખનિજ ગણાય છે. પરંતુ મસ્કોવાઇટથી તેને અલગ પાડવાની મુશ્કેલીને કારણે, તેને સ્વાભાવિકપણે સુલભ સમજવામાં આવે છે. ફ્લોરિન-ધારક મસ્કોવાઇટ ગિલ્બર્ટાઇટ કહેવાય છે. ગ્લોકોનાઇટને પણ અબરખ કહી શકાય. કદાચ અંશત: તે ડાયઑક્ટા-હેડ્રલ અને અંશત: ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ ગણાય, કારણ કે અણુરચનામાં તે Al અને Fe”Mg બંને ધરાવતું હોય છે. વળી તે દરિયાઈ કણનિક્ષેપનું સર્વસામાન્ય મુલકી ઉત્પત્તિજન્ય (authigenic) ઘટક છે. તે લાક્ષણિક રીતે તેજસ્વી લીલું હોય છે. કોટરપૂરણી નિક્ષેપ (cavity filling deposit) તરીકે મળી આવતા ગ્લોકોનાઇટને કેલેડોનાઇટ કહી શકાય. માર્ગેરાઇટ બરડ અબરખના સમૂહનું સભ્ય છે, જેમાંની સંભેદિત પતરીઓ વાળી શકાતી નથી. તેમજ તે પ્રત્યાસ્થ પણ હોતી નથી; તેનું બંધારણ Ca2 Al4(Si4 Al4)O20(OHF)4 છે અને તે આવશ્યકપણે વિકૃત ખડકોમાં મળે છે.
ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ અબરખ : બાયોટાઇટ સમૂહ :
બાયોટાઇટ : (K2(Mg Fe”Al)6(Si6–5 Al2–3)O20(OHF)4
ફ્લોગોપાઇટ : K2(Mg Fe”)6(Si6 Al2)O20(OHF)4
લાક્ષણિકપણે કથ્થાઈની વિવિધ ઝાંયવાળા રંગથી માંડીને કાળા રંગ સુધીનાં હોય છે. આ સમૂહમાં આવતાં અબરખ અગ્નિકૃત અને વિકૃત ખડકોના લગભગ બધા જ પ્રકારોમાં બહોળા પ્રમાણમાં ખનિજ ઘટકો તરીકે જોવા મળે છે; જો કે સમુદ્રજળમાં તે અસ્થાયી હોવાથી નિક્ષેપોમાં તેમની પ્રાપ્તિ જવલ્લે જ થાય છે. કેલ્ક સિલિકેટ વિકૃત ખડકોમાં તેમજ બેઝિક અને અલ્ટ્રાબેઝિક અગ્નિકૃત ખડકોમાં મૅગ્નેશિયમ-સમૃદ્ધ ફ્લોગોપાઇટની શક્યતા વધુ હોય છે, જ્યારે શિસ્ટ અને નાઇસ ખડકોમાં તેમજ ઍસિડ અગ્નિકૃત ખડકોમાં લોહ-સમુદ્ધ બાયોટાઇટની શક્યતા વધુ હોય છે. લિથિયમયુક્ત બાયોટાઇટને ઝિનવાલ્ડાઇટ કહેવાય છે. લેપિડોલાઈટ એ ઓછાવત્તા લોહમુક્ત પ્રમાણવાળું ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ અબરખ જ છે, જેનું બંધારણ K2(LiAl)5–6(Si6–5 Al2–3)O20 (OHF)4 છે. અગાઉ તેને ડાયઑક્ટાહેડ્રલ ગણવામાં આવતું હતું, પરંતુ લિથિયમ બ્રુસાઇટ પડમાંના Mgને વિસ્થાપિત કરતું હોવાનું ગણાય છે. તે લાક્ષણિકપણે આછા જાંબલી રંગનું હોય છે. તે લિથિયમનું મુખ્ય ઉદભાવક (source) છે. પેગ્મેટાઈટ તેને માટેનો મુખ્ય પ્રાપ્તિખડક છે. ક્લિન્ટોનાઇટ એ બરડ અબરખ છે, જે માર્ગેરાઇટનું સમરૂપ (isomorphic) ટ્રાયઑક્ટાહેડ્રલ સ્વરૂપ છે, જેનું બંધારણ Ca2 (Mg Al)6(Si2.5 Al5.5)O20(OHF)4 છે. તે ટાલ્ક શિસ્ટ તેમજ વિકૃતિ પામેલા ચૂનાખડકોમાં મળે છે.
અબરખનું વિતરણ અને પ્રાપ્તિ : ભારત, યુ. એસ. રશિયા, દ. આફ્રિકા, માડાગાસ્કર, બ્રાઝિલ અને કૅનેડા અબરખના મહત્વના ઉત્પાદક દેશો છે. આ સર્વ દેશો પૈકી ભારત અગ્રસ્થાને છે, જ્યાંથી ઉત્તમ કક્ષાની ‘માઇકા બુક્સ’નું ઉત્પાદન મોટા પ્રમાણમાં થાય છે. તેની દુનિયાભરમાં ઘણી માંગ રહે છે. ભારતમાં ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ ઉપયોગી અબરખ મુખ્યત્વે બિહાર, આંધ્રપ્રદેશ અને રાજસ્થાનમાંથી મેળવવામાં આવે છે. આ ત્રણ રાજ્યો પૈકી બિહારમાં ઉચ્ચકોટિનું અને મોટા પરિમાણવાળું અબરખ વિપુલ જથ્થામાં મળી આવે છે. બિહારનો અબરખયુક્ત પેગ્મેટાઇટ ખડક-પટ્ટો લગભગ 100 કિમી. લાંબો અને 20-25 કિમી. પહોળો પૂર્વ-પશ્ચિમ વિસ્તરેલો છે, જે ગયા, હજારીબાગ અને મોંઘીરના વિસ્તારોમાંથી પસાર થાય છે. ભારતનું મોટાભાગનું અબરખ-ઉત્પાદન અહીંથી મેળવાય છે. બિહારમાં અબરખની બીજી મહત્વની ખાણો કોડર્માનાં અનામત જંગલોમાં છે. ત્યાંનું અબરખ ગુલાબી ઝાંયવાળું હોવાથી તેને રૂબી માઇકા તરીકે ઓળખાવાય છે. બિહાર પછી અબરખઉત્પાદનમાં બીજા ક્રમે આંધ્રપ્રદેશનો નેલોર વિસ્તાર આવે છે. અહીંનો અબરખયુક્ત પેગ્મેટાઇટ ખડક-પટ્ટો 100 કિમી. લાંબો અને 15-16 કિમી. પહોળો વાયવ્ય-અગ્નિ દિશામાં વિસ્તરેલો છે. આંધ્રપ્રદેશનું મોટા ભાગનું ઉત્પાદન રાપુર અને ગુડૂર પ્રદેશોમાંથી મેળવાય છે. ગુડૂરમાં આવેલી ‘શાહ માઇકા માઈન્સ’માંથી મળી આવેલી એક માઇકાબુક લગભગ 2.5 મી. (લં.) × 1.25 મી. (પ.) × 1 મી. (જા.)ના માપની હતી. વિશ્વમાં મોટામાં મોટી માઇકાબુક 10મી. (લં.) × 4.3મી. (વ્યા.)ની મળી આવ્યાની નોંધ છે.

રાજસ્થાનનો અબરખ ઉદ્યોગ સ્વાતંત્ર્ય પછીના સમયમાં સારા પ્રમાણમાં વિકસ્યો છે. રાજસ્થાનમાં ઈશાન-નૈર્ઋત્ય દિશામાં વિસ્તરેલી અબરખની ખાણો જયપુર-કિશનગઢ-અજમેર-મેરવાડા, ટાંક, ગંગાપુર, ભીલવાડા વગેરે વિસ્તારોને આવરી લે છે. આ ઉપરાંત ઓરિસા (સંભલપુર), મધ્યપ્રદેશ (ગ્વાલિયર) તેમજ નીલગિરિ અને કેરળના કેટલાક વિસ્તારોમાંથી પણ ઓછાવત્તા પ્રમાણમાં અબરખ પ્રાપ્ત થાય છે.

સામાન્ય રીતે અબરખ જુદા જુદા ખડકોમાં મળી આવે છે, પરંતુ ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ ઉપયોગી મોટા પરિમાણવાળું અબરખ તો માત્ર પેગ્મેટાઇટ નામના અગ્નિકૃત ખડકોની શિરાઓમાંથી જ મળી રહે છે. પેગ્મેટાઇટ શિરાજન્ય અબરખ મહાસ્ફટિક (giant crystal) રૂપે તેમજ કરચલીઓ કે અન્ય અશુદ્ધિઓથી મુક્ત હોય છે. પેગ્મેટાઇટ(કે ગ્રૅનાઇટ)માં થતી અબરખની ઉત્પત્તિ હમેશાં તેમના ફેલ્સ્પારને ભોગે જ થતી હોય છે. ભારતમાં પેગ્મેટાઇટ શિરાઓ આર્કિયન તેમજ ધારવાડ રચનાના સ્ફટિકમય ખડકો, ગ્રેનાઇટ, નાઈસ, અને શિસ્ટ ખડકોમાં અંતર્ભેદન પામેલી જોવા મળે છે. પરંતુ આ પૈકી માઇકા શિસ્ટમાંની અંતર્ભેદિત પેગ્મેટાઇટ શિરાઓ શ્રેષ્ઠ પ્રકારનું અબરખ આપે છે.

ખાણમાંથી અબરખ કાઢ્યા પછી ‘માઇકાબુક્સ’માંની પતરીઓ વિવિધ લંબાઈ, પહોળાઈ અને જાડાઈ પ્રમાણે અલગ પાડવાનું કાર્ય હાથથી કરવામાં આવે છે. આમાં લગભગ 80 % અબરખનો વ્યય થાય છે. તેમાંથી ટુકડાઓને રેઝિનની મદદથી દબાણ તળે જોડીને પુનર્ઘટિત અબરખ (reconstituted mica) મેળવવામાં આવે છે. આ માઇકા બોર્ડ કે માઇકેનાઇટ તરીકે ઓળખાય છે. વળી અબરખને દળીને બનાવેલ ભૂકો પણ ઉપયોગી છે. સંશ્લેષિત અબરખ બનાવવાના પ્રયત્નો ચાલે છે. જોકે પતરીરૂપે મોટા પરિમાણમાં અબરખ મેળવવાનું શક્ય બન્યું નથી. ભારતમાં સેન્ટ્રલ ગ્લાસ ઍન્ડ સિરેમિક્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ પણ આ દિશામાં સંશોધન કરે છે. સંશ્લેષિત અબરખના સફળ પ્રયત્નો ભારતની અબરખ અંગેની ઇજારાશાહીને પડકારરૂપ ગણાય.

ઉપયોગ : ખડકોમાં મળી આવતાં જુદાં જુદાં અબરખ પૈકી મુખ્યત્વે મસ્કોવાઇટ અને ફલોગોપાઇટ અનેક ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. વિદ્યુતના ઉપયોગથી ગરમ કરવાના ઘરગથ્થુ વપરાશનાં સાધનો (હીટર્સ, ઇસ્ત્રી વગેરે)માં વિદ્યુતરોધી (insulator) તરીકે અને સ્પાર્ક પ્લગ, રેડિયો વાલ્વ, ટેલિવિઝન, રડાર, ડાયનેમો, મોટર્સ વગેરેમાં અબરખની પતરીઓ વપરાય છે. આ સાધનોમાં વપરાતું અબરખ જરૂરી માપનું, પારદર્શક, ડાઘ, તડ અને બીજી ક્ષતિઓથી રહિત હોવું જરૂરી છે.

અબરખનો ભૂકો રબરની ચીકાશ દૂર કરવા, છિદ્રાળુ સપાટીઓને અછિદ્રાળુ બનાવવા માટે, તૈલ રંગોની બનાવટમાં, ઊંજણ તેલો તથા ગ્રીઝમાં, આગ બુઝાવવા માટે વપરાતા શુષ્ક પાઉડરમાં, કાગળ તથા પ્લાસ્ટિકની સપાટીને સુંવાળી મોતી જેવી ચળકતી બનાવવા માટે તથા ધાતુસંધાનમાં વપરાતા સળિયાની બનાવટમાં ઉપયોગી છે.
વિવિધ પ્રકારના અબરખના રૂપાંતરથી થતી એક આડપેદાશ કે જેમાં અબરખની સંભેદ-રેખા જળવાઈ રહે છે અને જેનો રંગ સફેદથી પીળા સુધી વિવિધ છાયાઓ ધારણ કરે છે તે રૂપાંતરિત સ્વરૂપ ‘વર્મિક્યુલાઇટ’ તરીકે ઓળખાય છે. વર્મિક્યુલાઇટને તપાવતાં અપપત્રણ-(exfoliation)ને લીધે તેનું કદ બારગણું કે વધુ થઈ જાય છે. જ્યાં અત્યંત હલકાપણાની, અગ્નિરોધકતાની કે ઓછી ઉષ્મા-વાહકતાની જરૂર હોય ત્યાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. ધ્વનિરોધક પાર્ટિશન માટે હલકા વજનનું કૉંક્રીટ બનાવવા માટે પણ તે વપરાય છે. વર્મિક્યુલાઇટ રાજસ્થાનમાં શોધી કાઢવામાં આવ્યું છે. આયુર્વેદમાં અભ્રકભસ્મ રૂપે અબરખ પ્રાચીન સમયથી વપરાય છે.

*અબરખ-અભ્રક સ્તરવાળી સ્થિતિમાં જોવા મળે છે.
*તેની સપાટી મોતીની જેમ સુંવાળી અને ચળકતી હોય છે.
*એસ્બેસ્ટોસને આંગળીના નખથી પણ કાઢી શકાય છે.
*અબરખ-અભ્રક જૂથના તમામ ખનિજો એસિડથી પ્રભાવિત થતા નથી.
*મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, કેલ્શિયમ, લિથિયમ, ટાઇટેનિયમ, ક્રોમિયમ અને અન્ય તત્વો પણ અભ્રકમાં મોટાભાગે હાજર હોય છે.
ઉપયોગો મશીનોને લુબ્રિકેટ કરવા માટે થાય છે.
*મુખ્યત્વે વિદ્યુત ઉદ્યોગમાં થાય છે.
*ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં, અભ્રકનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેટર બનાવવા માટે થાય છે.
* ઉપયોગ કરવા માટે, તેને કોઇલ સ્વરૂપમાં લપેટી રાખી શકાય છે.
* મિકાનાઈટ મીકાના નાના ટુકડાને ચોંટાડીને બનાવવામાં આવે છે.
મીકાનો ઉપયોગ કન્ડેન્સર, કોમ્યુટેટર, ટેલિફોન, ડાયનેમો વગેરે બનાવવામાં થાય છે.
* લેમ્પ, સ્ટોવ અને ભઠ્ઠીઓની ચીમનીમાં થાય છે, કારણ કે તે પારદર્શક અને ગરમી પ્રતિરોધક છે.
* રંગો બનાવવામાં પણ થાય છે.
* રબર ઉદ્યોગમાં પણ થાય છે.
અભ્રકની રાસાયણિક રચના:
ક્રમ ના રાસાયણિક વર્તમાન ટકાવારી
1 સિલિકા 20-30%
2 એલ્યુમિના 33-37%
3 ફેરિક ઓક્સાઇડ 30-35%
4 કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ 10-15%
5 પોટાશ 8 થી 12%
6 મેગ્નેશિયા 5 થી 6%
7 ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ 2 થી 2.5%
8 સોડિયમ ઓક્સાઇડ NLT 0.5%
9 ફોસ્ફેટ NLT 0.5%
10 સલ્ફર NLT 0.5%
આ માહિતી વિવિધ રીતે એકત્રિત કરી સંકલિત કરેલ છે તસવીરો ગૂગલ-અન્ય માધ્યમો પર આધારિત છે નોંધ: પ્રાથમિક માહિતીઓના આધારે આ જનરુચિને ધ્યાનમાં લેખને તૈયાર કરવામાં આવ્યો છે. આ માહિતીની સટિકતા, સમયબદ્ધતા અને વાસ્તવિકતા સુનિશ્ચિત કરવાના હરસંભવ પ્રયત્ન કરવામાં આવ્યા છે, જોકે તેની નૈતિક જવાબદારી અમારી નથી.