مولف : شرکت کیمیا پارس شایانکار
در زمان قدیم بنتونیت، خاکی بود که به آن گل سرشوی می‌گفتند و خواصی مشابه صابون داشت که برای شستشو استفاده می شد.
امروز به این خاک بنتونیت می گویند که اگر یک مشت از آن را داخل یک لیتر آب بریزید حجیم می شود و بعد از خشک شدن از بتون هم محکم‌تر است.
در خراسان جنوبی معادن خاک بنتونیت وجود دارد که مرغوب ترین خاک آن سفید رنگ است و عمری هزار ساله دارد…! بعضی از این معادن ماهانه سه هزار تن از این خاک را به وسیله لودر استخراج می‌کنند … خاک بنتونیت به دلیل چسبندگی؛ جذب آب؛ تورم پذیری و نرم بودن کاربردهای زیادی در ریخته گری؛ حفاری چاه‌های نفت؛ سد سازی و کشاورزی دارد.
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.
تعریف بنتونیت :
بنتونیت ماده ای است معدنی از دسته رس ها یا شبه رس ها و از کانی های متورم شونده تشکیل شده است، که عموما حاوی مونتموریلونیت و به مقدار کم بیدلیت هستند. به همین دلیل، منظور از بنتونیت، رسی است که 85-90 درصد کانی مونتموریلونیت داشته باشد
نام مونتموریلونیت نیز از نام محلی در جنوب فرانسه به نام مونتموریلون گرفته شده که دارای منابع بسیار زیادی بنتونیت است .
ساختمان بنتونیت :
بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیوم دار با فرمول زیر 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).
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.
انواع بنتونیت ها از دیدگاه صنعتی :
بنتونیت‌های سدیم دار
بنتونیت‌های جانشینی توسط سدیم
بنتونیت‌های کلسیم دار
بنتونیت‌های ارگانوفیل
بنتونیت‌های فعال شده توسط اسید
کاربردهای عمومی بنتونیت :
بنتونیت به دلیل داشتن خواص نرم بودن، تورم پذیری، قابلیت نسبتاً خوب در مخلوط شدن با آب، خمیری شدن، پلاستیک بودن، چسبندگی، جاذب بودن و غیره مصارف پرشماری دارد که از آن جمله می توان به تولید گل حفاری، تهیه ماسه ریخته گری، عامل جلوگیری کننده از نشت آب در سدها و کانال های آبرسانی، عامل شفاف کننده ی مایعات مثل آبمیوه‌ها و شراب، زلال کننده آب و صاف کننده مایعاتی نظیر پارافین، گندوله کردن مواد معدنی مثل سنگ آهن، پلت کردن خوراک دام، عامل ناقل در رنگ‌ها و سایر مواد اسپری شدنی، تهیه سموم گیاهی و حیوانی، پرکننده در صنایعی مثل کاغذسازی، تولید پاک کننده‌ها و شوینده‌ها و تهیه انواع سرامیک و رنگ بری و تصفیه انواع روغن‌ها اشاره کرد. همچنین از بنتونیت در ارتینگ و استفاده به عنوان بنتونیت چاه ارت نیز استفاده می‌شود.
هر نوع بنتونیت معمولاً در یک سری از فعالیت‌های فوق کاربرد پیدا می‌کند. مثلاً بنتونیت کلسیم دار در ماسه ریخته گری، به عنوان جذب کننده روغن و گریس، فیلتر کردن و تصفیه کردن و تهیه خوراک دام و طیور به کار می رود. بنتونیت سدیم دار عموما در گل‌های حفاری، گندوله سازی، نیازهای مهندسی و تهیه خوراک دام و طیور به کار گرفته می‌شود و بنتونیت‌هایی که با اسید فعال شده‌اند در تهیه خاک مخصوص فضولات حیوانی (بنتونیت گرانوله بستر حیوانات مانند بنتونیت بستر گربه)، جاذب گریس و روغن و نظایر آن کاربرد دارد.
تماس با کارشناسان 