بنتونیت

Bentonite

بنتونیت چیست

بنتونیت به انگلیسی Bentonite نوعی ماده معدنی و خاک رس ریزدانه می باشد که حاوی دستکم ۸۵ درصد خاک رس مونت ‌موریلونیت است. خاک بنتونیت که در ایران با نام گل سرشوی هم معروف می باشد اصولا به کانی های کلوئیدالی که در اصل از دسته خاک های رسی و متورم شونده هستند اطلاق می گردد. این ماده که عموما مونت موریلونیت و به میزان اندکی بیدلیت است به دلیل هوازدگی و دگرگونی خاکسترهای آتشفشانی در ترکیب با آب تشکیل می‌شود. منبع تولید بنتونیت معمولا سنگ بازیک است. در بیشتر موارد ، دگرگونی خاکسترهای آتشفشانی در محیط شور و باتلاقی صورت می گیرد و هر چه فاصله تا آتشفشان افزایش یابد ، از میزان ذخایر بنتونیت کاسته خواهد شد. علت نام گذاری آن به این اسم هم یافت شدن آن در منطقه بنتونت در ایالت مونتانای امریکا در قرن ۱۹ میلادی است.

انواع بنتونیت

این ماده با وجود عناصر مختلف در آن ، با ساختار های گوناگونی یافت می شود که می توان آن را به سه دسته اصلی زیر طبقه بندی نمود:

  • بنتونیت سدیم دار
  • بنتونیت کلسیم دار
  • بنتونیت پتاسیم

بنتونیت سدیمی به علت ویژگی کلوئیدی بسیار عالی ، قابلیت جذب آب و مایعات زیادی دارد. این ماده با مشخصات خاص ، به عنوان بنتونیت حفاری در صنایع استخراج نفت و گاز استفاده می شود. ویژگی تورم پذیری سبب شده تا به عنوان چسب خود به خودی برای تقویت دیواره چاه ها بکار رود. این محصول در بخش کشاورزی در ترکیب با گوگرد برای تولید کود استفاده می شود و توانایی جلوگیری از اکسیداسیون گوگرد را دارد. همچنین برای گرانول سازی خوراک دام و طیور کاربرد دارد.

بنتونیت کلسیمی مانند نوع سدیمی قدرت زیادی در جذب آب ندارد اما به شکل فوق العاده ای توانایی جذب یون ها از محلول ها را دارد به همین دلیل در رنگبری روغن و تولید مواد شوینده استفاده می شود. بنتونیت کلسیم دار را از طریق یک فرایند تبادل یونی می توان به نوع سدیمی تبدیل کرد تا ویژگی های سدیمی را از خود بروز دهد. این عمل از طریق افزودن ۵ تا ۱۰ درصد نمک سدیمی به محلول تهیه شده از بنتونیت کلسیمی امکان پذیر است.

بنتونیت پتاسیمی که به نام potash bentonite یا K-bentonite معروف است نوعی خاک رس پتاسیمی است که از دگرگونی خاکستر آتشفشانی تولید شده و به نسبت دو نوع سدیمی و کلسیمی ، در طبیعت کمیاب تر است.

خاک بنتونیت

ساختار

Bentonite از نظر شیمیایی دارای ساختار آلومینوسیلیکاتی می باشد و در گروه سیلیکات‌های سه لایه جای دارد. ساختمان کریستالی این ماده دارای دو لایه چهار وجهی و یک لایه هشت وجهی بوده و فرمول شیمیایی عمومی آن عبارتست از:

Na, CaO)(Al, Mg)(Si4O10)3 (OH)6 nH2O

ساختار چهاروجهی

عنصر سیلیس در تمامی کانی های رسی وجود دارد و در بنتونیت بصورت ساختار چهار وجهی هرمی تشکیل شده است. در این نوع ساختار یک اتم سیلیس بوسیله چهار اتم اکسیژن دربرگرفته شده است. این ترکیب به صورت صفحه فیلوسیلیکات با پیوند مستحکم میان اتم های اکسیژن ایجاد می شود، متصل شدن این چهار وجهی ها به هم به شکل یک صفحه باعث ایجاد ساختار شش وجهی می گردد. این ساختار شش وجهی حاوی منافذی است و به دلیل وجود انرژی الکتریکی سطح اتم های اکسیژن ، سبب تثبیت یون ‌های میان لایه‌ای در آن خواهد شد.

ساختار هشت وجهی

کاتیون‌های تشکیل دهنده خاک بنتونیت بوسیله شش واحد هیدروکسیل در یک هشت وجهی محاصره شده است. وصل شدن این واحدهای هشت وجهی به شکل صفحه ای باعث ایجاد لایه هشت وجهی می شود. وجود اتم اکسیژن موجب اتصال بین صفحات هشت وجهی و چهار وجهی خواهد شد اما در مرکز این ساختار هشت وجهی ، عنصر آلومینیوم قرار دارد.

اصولا ساختمان بنتونیت به دلیل ایجاد پیوند ضعیف واندروالسی میان لایه‌های این سطوح بر روی هم می‌لغزند که در نتیجه در اثر فشار دادن پودر بنتونیت میان انگشتان دست ، به نظر میاید که حالت چربی دارد. همین ویژگی موجب شده که خاک بنتنیت بتواند به عنوان یک خاک جاذب حتی تا پانزده برابر حجم اولیه خود آب جذب کرده و متورم شود. این توانایی به علت جذب آب در میان سطوح تو خالی و به دلیل هیدراتاسیون کاتیون‌ های قابل تعویض و فاصله گرفتن لایه‌های میان سطوح به علت نیروی دافعه مشابه فشار اسمزی می باشد. هر چه دمای آب افزایش یابد ، توان تورم پذیری بنتونیت بیشتر می شود. این خاصیت همیشگی است و بنتونیت با هر بار از دست دادن آب ، دوباره قادر به جذب مجدد آب خواهد بود.

تولید جهانی بنتونیت

بزرگترین تولید کننده بنتونیت در جهان ایالات متحده امریکا می باشد که حدودا یک سوم کل سهم جهانی تولید و فروش این ماده را در اختیار دارد و کشورهای چین و یونان دیگر تولید کنندگان عمده آن هستند. خالص‌‌ترین و بهترین بنتونیت سدیمی جهان در غرب کشور آمریکا و در محدوده تپه ‌های سیاه داکوتای جنوبی و بیگ هورن، وایومینگ ، استان توقات ترکیه و همچنین در کشور ما در استان های خراسان و اصفهان یافت می‌شود. در برخی معادن هم ترکیبی از دو نوع سدیمی و کلسیمی به صورت رگه ای وجود دارد. دیگر تولید کننده اصلی این محصول در جهان کشور های نیوزلند، آلمان، ترکیه و هند هستند.

کاربرد

تصفیه

کاربرد بنتونیت به دلیل خاصیت جاذب آن در رنگ بری ، تصفیه روغن و تولید سرکه است. در برخی کشور ها از این ماده برای تصفیه نوشیدنی های الکلی هم استفاده می کنند. همچنین در تصفیه و گرانول سازی آهن (گندوله آهن) ، تصفیه آب های زیر زمینی و جذب و حذف کروم کاربرد دارد.

بنتونیت حفاری

Bentonite به عنوان ماده خنک کننده و روان کننده تجهیزات حفاری در استخراج نفت و گاز مصرف می گردد. بنتونیت در غلظت بیش از ۶۰ گرم در لیتر ، حالت ژله ای پیدا می کند و با ایجاد چگالی مناسب ، به خروج هیدروکربن ها از چاه کمک می نماید.

چسبندگی

این ماده در حجم گسترده برای ساخت قالب ریخته گری فلزات کاربرد دارد. بنتونیت سدیمی را جهت ساخت قالب های خشک و نوع کلسیمی را برای تهیه قالب های خیس یا به اصطلاح مرطوب بکار می برند. بنتنیت برای تولید پلت های آهنی یا همان گندله آهن در صنایع فولاد سازی استفاده می شود. به میزان کمی هم برای تولید لعاب سرامیک به منظور افزایش پلاستیسیته خاک رس مصرف می گردد. سطح یونی بنتونیت با ایجاد خاصیت چسبندگی عالی برای افزایش مقاومت و چسبندگی ذرات ماسه در تهیه قالب ریخته گری مناسب است. امروزه و با تکنولوژی های جدید می توان میزان سطح یونیزه بنتونیت را به مقادیر دلخواه تنظیم نمود تا مقاومت کستینگ افزایش یابد. چسبناکی این محصول کمک می کند تا بتوان قالب های بسیار سختی برای ریخته گری فلزات مذاب تهیه نمود.

فولاد سازی

در فولاد سازی به شیوه احیا مستقیم ، پودر سنگ آهن را ابتدا به گندله آهن و بعد در کوره ‌های مخصوص احیا به آهن اسفنجی تبدیل می کنند. برای تولید گندله، نرمه سنگ آهن با مش ۳۲۵ را با آب و مواد دیگری مانند محلول آهک هیدراته ، آهک، بنتونیت ، نشاسته و سیمان ترکیب می نمایند و داخل دستگاه می ریزند.

بنتونیت چاه ارت

دوغاب بنتونیت فعال را به دلیل مقاومت اندک الکتریکی در داخل چاه ارت ریخته و الکترود زمین را در آن قرار می دهند. بنتونیت ارت برای کاهش مقاومت الکترود ها در چاه ارت ریخته می شود. این ماده به دلیل دارا بودن خاصیت تیکسوتروپیک بعد از مدت زمانی راکد ماندن ، حالت ژلی پیدا می کند و در نتیجه خشک نخواهد شد.

بنتونیت خوراکی و داروئی

  • این محصول در درمان اختلالات گوارشی همچون رفلاکس معده ، یبوست ، نفخ و گاز معده مناسب است.
  • همچنین به دلیل خاصیت جذب یونی برای رفع  مشکلات پوستی مفید می باشد
  • تأمین کننده مواد معدنی مورد نیاز بدن بخصوص کلسیم
  • مفید برای کاهش آثار مشکلات گوارشی نظیر اسهال و استفراغ
  • جذب سموم سیستم گوارش
  • ضدعفونی خوراک دام و طیور از طریق جذب‌ سموم قارچی و باکتریایی به عنوان مایکوتوکسین بایندر

بنتونیت

فروش بنتونیت

گروه کانی کاو با دارا بودن معدن بنتونیت بسیار با کیفیت و مرغوب و و همچنین دستگاه های کوبشی و آسیاب های مخصوص ، قادر به تولید انواع مختلف این محصول به صورت بنتونیت کلسیم دار و سدیمی در رنگ های سفید ، کرم ، صورتی و زرد و در دانه بندی های کلوخه ، پودری و میکرونیزه است. محصول تولیدی کانی کاو برای مصرف در صنایع پرورش دام و طیور ، تصفیه روغن ، رنگ بری ، بهداشتی ، ساختمانی و کشاورزی مناسب است. به منظور خرید خاک بنتونیت و یا کسب اطلاعات بیشتر با بخش بازرگانی این مجموعه تماس حاصل فرمایید.

 

منابع علمی:

وبگاه انگلیسی ویکی پدیا

وبگاه فارسی ویکی پدیا

Oxford English Dictionary

ASTM Standard C 242, 2001, Standard Terminology of Ceramic Whitewares and Related Products

Stokes, Geoffrey (2008). Handbook of Electrical Installation Practice

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

error: Content is protected !!