بنتونیت چیست و کاربرد آن در صنایع مختلف

بنتونیت چیست؟

بنتونیت یک رس متورم جاذب بوده که بیشتر متشکل از مونت موریلونیت است. این ماده معمولا از هوازدگی خاکسترهای آتشفشانی در آب دریا تشکیل می شود. همین امر باعث تبدیل شیشه های آتشفشانی موجود در خاکستر به مینرال های رسی می گردد و به صورت لایه های ساندویچی در بین دیگر انواع صخره ها شکل می گیرد. در معرض هوا بسترهای بنتونیت سفید یا سبز یا آبی کمرنگ بوده و به مرور در تماس بیشتر با هوا به رنگ کرم و سپس زرد، قرمز یا قهوه ای در می آیند.

بنتونیت از آنجایی که به عنوان یک رس متورم شناخته می شود توانایی جذب آب را تا میزان بالایی دارد و می تواند هشت برابر حجم خود را آب جذب کند. همین امر استفاده از این ماده را در ساختمان و راه سازی نامناسب می نماید. با این وجود، به واسطه ی دارا بودن خاصیت تورم برای استفاده در حفاری های گل و لای جهت آب بندهای زیرزمینی به کار می رود.

ترکیب مونت موری لونیت با بنتونیت یک ماده معدنی فایلوسیلیکات آلومینیوم است که به صورت دانه های ورقی میکروسکوپی را تشکیل می دهد. این شکل به رس ها، مساحت سطحی کل بالایی را می دهد و بنتونیت را به یک ماده ی جاذب با ارزش تبدیل می کند. این ورقه ها هنگام وجود رطوبت به یکدیگر می چسبند و همین امر منجر به ایجاد خاصیت انسجام در رس می گردد و استفاده از این ماده را به عنوان یک چسب مفید می سازد همچنین با اضافه کردن آن به رس کائولینیت جهت استفاده در سفالگری، پلاستیسیته ی آن را بهبود می بخشد.

انواع بنتونیت

در زمین شناسی عبارت بنتونیت به نوعی از سنگ رسی که غالب آن متشکل از مونت موری لونیت بوده گفته می شود. بنتونیت دارای انواع مختلفی بوده که دو دسته ی اصلی آن که در اهداف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از بنتونیت سدیم و بنتونیت کلسیم.

بنتونیت سدیم خیلی ارزشمند بوده در حالی که بنتونیت کلسیم خیلی معمولی است و از ارزش خاصی برخوردار نیست.

نوع دیگری از بنتونیت هم وجود دارد که بنتونیت پتاش(potash bentonite) یا کی- بنتونیت (K-bentonite) خوانده می شود که در واقع همان بنتونیت پتاسیم است.

کاربردهای بنتونیت

با توجه به اینکه موارد استفاده ی بنتونیت زیاد است اما چند مورد از آن جزو کاربردهای اصلی بنتونیت شمرده می شوند.

کاربرد بنتونیت به عنوان مایع خفاری(Drilling mud)

• به عنوان مایع حفاری (Drilling mud) جهت روانکاری و خنک کردن ابزارهای به کار رفته جهت سوراخ کاری (مانند مته ها) به کار می رود.

کاربرد بنتونیت به عنوان بایندر

• بنتونیت به عنوان یک ماسه اتصال دهنده در کارخانه های ریخته گری فولاد و آهن به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. به طور معمول از بنتونیت سدیم در ریخته گری های بزرگ که از قالب های خشک استفاده می گردد به کار می رود. در حالی که از بنتونیت کلسیم برای ریخته گری های کوچک تر استفاده می شود که در آن از قالب های مرطوب یا سبز استفاده می کنند.
• بنتونیت در درصدهای کمتر به عنوان ماده­ ی تشکیل دهنده، در بدنه های رسی تجاری و خانگی و همین­طور لعاب های سرامیکی به کار می رود. این ماده به طور چشمگیری پلاستیته­ ی بدنه­ های رسی را افزایش و سرعت ترسیب در لعاب ها را کاهش می دهد و در نهایت استفاده از این مواد را برای کاربردهای مختلف آسان می سازد.
• وجود سطح یونی در بنتونیت و دارا بودن خواص مفید باعث ایجاد یک پوشش چسبنده در دانه های ماسه می گردد. بنابراین با اضافه کردن یک مقدار کمی از بنتونیت به شن سخت مرطوب منجر به این می شود که رس به ذرات شن و ماسه بچسبد و ایجاد یک توده ی قالب پذیر کند که تحت عنوان ماسه ی سبز برای ریخته گری ماسه ای شناخته می شود.

کاربرد بنتونیت جهت خالص سازی

• بنتونیت­ ها برای رنگ­زدایی از روغن های معدنی، گیاهی و حیوانی مختلف 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

کاربرد بنتونیت به عنوان جاذب

• بنتونیت در خاک های مورد استفاده برای حیوانات خانگی مانند گربه ها جهت جذب مدفوع حیوانات به کار می رود. از سوی دیگر به عنوان جاذب روغن و گریس­ ها نیز کاربرد دارد.

کاربرد بنتونیت به عنوان حامل

• 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.

کاربرد بنتونیت به عنوان فیلر

• 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.

کاربرد بنتونیت به عنوان درزگیر

• 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.

کاربرد بنتونیت به عنوان کاتالیزور

• 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.

کاربرد بنتونیت در پزشکی

• 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.

کاربرد بنتونیت در سفالگری

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