بنتونیت، ماده‌ای ارزشمند در صنعت

واژه بنتونیت را نخستین بار در سال ١٨٩٨ دانشمندی به نام نایت، به کار برده است. این واژه از اصطلاح محلی به نام شیل های بنتون واقع در ایالات وایومینگ آمریکا گرفته شده است. 

کاتالوگ ها

اشتراک گذاری:

بنتونیت چیست؟

واژه بنتونیت را نخستین بار در سال ١٨٩٨ دانشمندی به نام نایت، به کار برده است. این واژه از اصطلاح محلی به نام شیل های بنتون واقع در ایالات وایومینگ آمریکا گرفته شده است. استفاده از بنتونیت به زمان های ما قبل تاریخ بر می گردد. این کانی ها دارای اثرات شفا بخش در برخی بیماری های گوارشی و زخم ها بوده است. همچنین قابلیت جذب فلزات سنگین، باکتری ها و مواد ضد تغذیه ای را دارا می باشد.

ایرانیان از قدیم بنتونیت را با عناوین خاک رنگبر، گل سرشو، خاک شیره و رس صابونی می شناختند و با بعضی خواص آن از جمله، شستشوی لباس و به عنوان ماده تمیز کننده آشنا بودند. ابن سینا نیز از این ماده معدنی به عنوان ماده ای زود شکن یاد کرده که در آب به خوبی حل می شود.

در گذشته در بعضی نقاط ایران از این ماده، استفاده خوراکی می کردند که این امر هنوز هم در بعضی از روستاها به صورت خیلی نادر مرسوم است. از دیدگاه پزشکی این افراد به جهت کمبود کلسیم عادت به گل خواری دارند. در فرهنگ غرب آن را به نام های رس صابونی و تیلوریت و بالاخره بنتونیت می شناسند.

مشخصات شیمیایی بنتونیت

بنتونیت در خانواده سیلیکات های صفحه ای و گروه اسمکتیت بوده و از نظر ساختمانی دارای ساختمان سه لایه ای هستند که یک لایه آلومینیوم هشت وجهی بین دو لایه سیلیس چهار وجهی قرار می گیرد. صفحات چهاروجهی از SiO4 تشکیل شده است و هر چهاروجهی آن توسط 3 اتم اکسیژن با چهار وجهی های مجاور خود پیوند می یابد. بنتونیت حاوی هیدروکسیل (OH) هستند که در مرکز حلقه شش تایی قرار می گیرند.

صفحات چهار وجهی توسط صفحات هشت وجهی به یکدیگر متصل می شوند. صفحات هشت وجهی از کاتیون های دو و سه ظرفیتی تشکیل شده اند . نحوه قرار گرفتن صفحات چهار وجهی و هشت وجهی به حالت T-O-T است. فاصله بنیادی در این گروه 14 آنگستروم است ولی به علت توانایی جذب مولکول های آب توسط اسمکتیت این فاصله می‌تواند از 6/9 تا 4/21 آنگستروم تغییر کند.

بنتونیت عمدتاً بر دو نوع است:

  • بنتونیت های متورم Swelling bentonite یا بنتونیت های سدیم دار.
  • بنتونیت های غیر متورم Non-swelling bentonite یا بنتونیت های کلسیم دار.

خواص کانیهای خانواده اسمکتیت به ترکیب شیمیایی و ساختمان آنها بستگی دارد. در کانی بنتونیت سدیم دار میزان جذب یونی، شکل پذیری، انبساط و انقباض از نوع کلسیم دار آن بیشتر است. ابعاد شبکه بنتونیت سدیم و کلسیم دار از 6/9 آنگستروم در حالت معمولی به 20 آنگستروم در صورتی که رطوبت محیط صد درصد باشد، افزایش خواهد یافت.

بنتونیت های متورم یا بنتونیت های سدیم دار می توانند چندین برابر حجم معمولی خود آب جذب کند و منبسط شود، به طوری که حالت ژله ای، پلاستیکی و چسبندگی به خود بگیرد. این نوع بنتونیت معمولاً در سیالات حفاری و دوغاب (گل آب) دیواره‌ها استفاده می شود.

گالری تصاویر

درباره بنتونیت بیشتر بدانید

بنتونیت حفاری

بنتونیت حفاری نوعی خاک رس از جنس سیلیکات آلومینیوم است که عمدتا از مونت موریلونت تشکیل شده است. این ماده جاذب ضمن انتشار در حجم بالایی از آب ترکیبی ژل مانند و نفوذناپذیر ایجاد می کند و با مسدود کردن منافذ جریان آب در ترکیب خود، به صورت مشهود بر عملکرد آب بندی ترکیب می افزاید. بنتونیت حفاری باید از نوع کانی رسی و آبدوست  باشد که ساختاری لایه لایه داشته و توانایی جذب مقادیر زیادی آب را دارا باشد.

بنتونیت گندله سازی

کاربرد بنتونیت گندله سازی در صنایع فولادسازی و تولید گندله های فلزی است. در ساخت گندله، بنتونیت با ذرات سنگ آهن ترکیب شده و عامل تشکیل دانه های نخودی شکل با استحکام بالا و ظرفیت گرمایی زیاد می گردد.

بنتونیت ریخته گری

یکی از بیشترین مصارف بنتونیت  در صنایع ریخته گری است. در فرآیند ریخته گری به دلیل جریان سیال، فشردگی مناسب، و پایداری حرارتی  استفاده می شود. برای ریخته گری انواع مواد می توان از این بنتونیت به عنوان چسب معدنی در ترکیب با ماسه سیلیس و سایر مواد ریخته گری استفاده کرد

بنتونیت خوراکی

بنتونیت خوراکی (بنتونیت خوراک دام و طیور) نوعی خاک رس چند وجهی است که در هر دو حالت بنتونیت کلسیم دار و بنتونیت سدیمی برای مصرف خوراکی دام و طیور مناسب است. خاصیت جاذب بودن بنتونیت موجب کاهش میزان آلودگی های روده و به خصوص مایکوتاکسین ها می شود و به دلیل دارا بودن مواد معدنی مغذی ، وزن حیوان را نیز افزایش می دهد.

بنتونیت خاک بستر

بنتونیت خاک بستر یا خاک بستر گربه ماده ای معدنی است که دارای قدرت جذب آب بالایی است. با کاربرد خاک بستر گربه می‌توان از پخش بوی نامطلوب ممانعت نمود. استفاده از خاک بستر برای نگهداری حیوانات خانگی همچون گربه، خرگوش و… بسیار مناسب بوده و برای دفع فضولات آن ها مناسب است.

ساختمان بنتونیت

بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیوم دار با فرمول روبرو می باشد: Na,Ca)0.33 (Al,Mg)2Si 4O10 (OH)2. nH2o)

که اساسا از مونتموریلونیت یا کانی های گروه اسمکتیت تشکیل شده است. کانی های گروه اسمکتیت شامل سری های دی اکتاهدرال و تری اکتاهدرال است. کانی های سری دی اکتاهدرال عبارتند از : مونتموریلونیت، بیدلیت و نانترونیت. انواع تری اکتاهدرال شامل کانی های هکتوریت و ساپونیت است.
از خواص مهم کانی های خانواده اسمکتیت، جانشینی یونی، خاصیت شکل پذیری، انبساط و انقباض یونی آن ها را می توان نام برد. بر اثر هوازدگی در آب و هوای خشک اسمکتیت تشکیل می شود. در محیط های رسوبی رودخانه ای و دریاچه ای غالباً کائولینیت پایدار است، در صورتی که در محیط های دریایی کائولینیت و اسمکتیت گاهی به ایلیت تبدیل می شوند

اسمکتیت از تریاس تا عهد حاضر یافت می شود و با افزایش عمق ابتدا به رس های بین لایه ای و سپس می تواند به ایلیت تبدیل شود.
اسمکتیت ها یکی از انواع خاک های رسی١:٢ هستند که به طور گسترده ای برای اهداف جذبی استفاده شده اند. (منظور از خاک های رسی١:٢، یک لایه آلومینیوم و دو لایه سیلیس می باشد).

انواع بنتونیت و طیف های رنگی آن

کاربرد های بنتونیت

از بنتونیت در سرامیک سازی، جهت ساخت بدنه بهره برده می شود. این کانی نقطه ذوب پایینی داشته و در اثر گرما، خیلی زود تغییر رنگ می دهد. معمولا لعاب شیشه ای حاصل از ذوب آن دارای رنگ تیره ای می باشد. این ترکیب معدنی به دلیل برخورداری از کاتیون ها، رنگ های متنوعی را در سرامیک و کاشی ایجاد می کند.

لعاب، لایه نازکی به صورت شیشه است که بر روی برخی اجسام سرامیکی کشیده می شود. این کار سبب زیبایی بیشتر، تراکم و سختی بالا، صیقلی شدن، ماندگاری بالا در برابر شرایط جوی و رنگی شدن سطح سرامیک یا کاشی می گردد. بنتونیت در تولید لعاب براتی که یکی از انواع لعاب است، کاربرد دارد

بنتونیت در بازار کاغذ بخوبی شناخته شده است. بنتونیت به دلیل داشتن سطح ویژه بسیار و ظرفیت تبادل کاتیون بالا جاذب بسیار موثری را ایجاد می کند. جذب آلاینده ها در هنگام بازیافت مواد زائد کاغذ را انجام داده و به جلوگیری از تراکم (لخته شدن) اجزای چسبنده کمک می­کند. لخته سازی مطلوب و توانایی جذب بالا باعث بهبود ماندگاری فیبر و پرکننده و باعث بهبود یافتن عمل آبگیری در هنگام فرآیند تشکیل ورق می­شود.

علاوه بر این، اغلب در فرآیندهای دفع جوهر، برای تصفیه جریان های داخلی و خارجی آب و همچنین برای آماده کردن لجن در میکروفلت سازی استفاده می­شود. به این صورت بنتونیت فرآیند را بهبود می­بخشد، به کاهش خرابی دستگاه کاغذسازی کمک می­کند و به طور مستقیم در صرفه جویی هزینه ها نقش دارد.

بنتونیت در کنترل قیر استفاده می­شود، یعنی جذب رزین­های چوبی که ممکن است دستگاه­ها را مسدود کنند شده و باعث بهبود فرآیند تبدیل خمیرکاغذ به کاغذ و همچنین بهبود کیفیت کاغذ می­شود. علاوه بر اینها بنتونیت فعال شده با اسید به عنوان مولفه فعال در تولید کاغذ کپی بدون کربن استفاده می شود

از بنتونیت به عنوان حامل بی اثر سموم دفع آفات، کود و مواد ضدحریق نیز یاد و مصرف می گردد. به شما اطمینان می دهد که عامل فعال به طور یکنواخت پراکنده شده و سموم دفع آفات و کودها روی گیاهان حفظ می شود

بنتونیت­ ها برای رنگ­زدایی از روغن های معدنی، گیاهی و حیوانی مختلف استفاده می شود. همچنین از آنها برای شفاف سازی شراب، مشروبات الکلی، شراب شیرین، آبجو و سرکه استفاده می شود. بنتونیت خاصیت جذب مقادیر نسبتاً زیادی مولکول پروتئین از محلول های آبی را دارد. در نتیجه، بنتونیت به طور منحصر به فرد در فرآیند تولید شراب مفید است، در جاهایی که حذف مقدار زیاد پروتئین مورد نیاز است از بنتونیت استفاده می گردد. دلیل حذف این پروتئین ها این بوده که در معرض هوای گرم، اثرات مخرب و نامطلوبی را از خود نشان می دهند.

بنتونیت همچنین یک جاذب کم هزینه موثر برای حذف یون های کروم (VI) از محلول های آبی (فاضلاب آلوده) در نظر گرفته می شود

بنتونیت به عنوان پرکننده در طیف گسترده ای از محصولات نظیر چسب­ها، مواد آرایشی، رنگ، لاستیک و صابون ها استفاده می شود. بنتونیت در این محصولات به عنوان تثبیت کننده و گسترش دهنده عمل می کند.

بنتونیت سدیم در اثر تماس با آب دارای خاصیت جذب بالایی بوده و بدین منظور به عنوان جاذب از آن استفاده می گردد. از این ماده جهت آب بندی سیستم های دفع در زیر سطح زمین و همین طور نفوذناپذیری در مکان­هایی با مصرف سوخت هسته ای به عنوان درزگیر کاربرد دارد. از این ماده در صنعت و حوزه های مورد نیاز به عنوان جاذب های شیمیایی و درزگیرهای محفظه­ها اشاره کرد.

بنتونیت کلسیم خلوص بالا، به عنوان کاتالیزور در شکستن زنجیره های نفتی به زنجیره های کوچک­تر هیدورکربنی در کسرهای نفتی سنگین مورد استفاده قرار می گیرد.

از بنتونیت به عنوان ملین نیز مصرف می شود و به جهت دارا بودن تاییدیه ی سازمان غذا و دارو ی امریکا دارای ظرفیت جذب بالاتری نسبت به مواد خشک کننده ی دیگر مانند سیلیکاژل است.

استفاده از بنتونیت در لعاب های سرامیکی به دلیل کند شدن و یا جلوگیری از رسوب کردن لعاب است.