بنتونیت چیست و کاربردهای آن

تاریخچه مصرف بنتونیت

بهره گیری از بنتونیت کلسیمی به 5000 سال قبل از میلاد به منظور شستشو و ضخیم کردن پارچه های پشمی در قبرس برمی گردد. در قرن گذشته کشف شد که بعضی از بنتونیت های کلسیمی به منظور رنگ زدایی یا سفیدکردن روغن های گیاهی، حیوانی و نفت موثر است. استفاده عمده بنتونیت در قرن 20 آغاز شد و در گندله سازی کانه آهن، گل های حفاری، فضولات حیوانات خانگی، ماسه های ریخته گری و در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده های ثانویه قابل ملاحظه شامل ضدآب کردن و کاربردهای درزگیری، افزودنی های خوراک حیوانات، جاذب های روغن و گریس، حاملان کشاورزی، عوامل تصفیه و رنگ زدایی است. کاربرد ویژه بنتونیت شامل امولوسیون های آسفالت، کاتالیزورها، رنگ ها، پلاستیک ها، جوهرها، گریس ها، وسایل آرایشی و داروسازی است.

بنتونیت چیست؟

بنتونیت سنگی است که اساس آن متشکل از کانی شبه رس بلوری است که در اثر هوازدگی و دگرسانی شیمیایی همراه سنگ های آذرین (عموماً توف یا خاکستر آتشفشانی) تشکیل شده است. بنتونیت ها به صورت سدیمی (متورم شونده) یا کلسیمی (غیرمتورم شونده) براساس کاتیون های میان لایه ای و توانایی متورم شدن در آب طبقه بندی می شوند. بنتونیت ها با سدیم به عنوان کاتیون قابل تعویض قالب، توانایی متورم شدن بالایی را در آب نشان می دهند درحالیکه بنتونیت های با کلسیم به عنوان کاتیون قابل تعویض غالب، توانایی متورم شدن بسیار پایینی را نشان می دهند.

کاربرد بنتونیت

بنتونیت بدلیل خواص نرم بودن، تورم پذیري، کلوئیدي و خوب مخلوط شدن با آب، خمیري شدن، پلاستیك بودن، چسبندگی و چسبانندگی، جاذب بودن و غیره داراي مصارف پر شماري است. بنتونیت در گل حفاري، عامل چسباننده در ماسه هاي ریخته گري، جلوگیري از نفوذ آب از سدها و کانالها و استخرهاي آب، عامل شفاف کننده مایعات به خصوص آبمیوه ها، زلال کردن آب و صاف کردن مایعات از جمله پارافین، گندله کردن مواد معدنی از جمله سنگ آهن، گلوله کردن(پلت کردن) غذاي دام و حیوانات اهلی، ناقل در رنگها و سایر مواد اسپري شدنی چون سموم گیاهی و حیوانی، پرکننده در خیلی از صنایع از جمله کاغذ و رنگ و غیره، صنایع پاك کننده از جمله صابون سازي، تهیه بعضی از انواع سرامیك جهت تکمیل فرمول بدنه یا لعاب، تهیه سموم کشاورزي و دفع صنایع آفات نباتی، داروسازي، به عنوان فیلتر، به عنوان کاتالیزور، رنگبري روغنهاي صنعتی ، نفتی و خوراک ، جدا کردن صمغ از بنزین و لجن هاي اسیدي از روغن ها، آتش نشانی، صنعت کرم ابریشم، در معادن ذغال سنگ جهت فرونشاندن آتش و یا براي پوشش دیواره هاي محل استخراج شده جهت ممانعت از ورود هوا و ممانعت از خود سازي ذغال و غیره به کار می رود.

بنتونیت ریخته گری

دو نوع رس بنتونیتی معمولا استفاده می شود: بنتونیت کلسیمی و بنتونیت سدیمی. بنتونیت سدیمی به دلیل توانایی آن در جذب و نگهداری مقدار زیادی آب و همچنین ویژگی های حاصل از تورم بنتونیت (افزایش حجم) و ویسکوزیته بالا شناخته شده است. برای مخلوط ماسه سبز ریخته گری که نیاز به استحکام حرارتی بالای و خاصيت پلاستيکي و چسبندگي مناسبی دارد مانند ریخته گری آهن و فولاد؛ این مخلوط مناسب است. بنتونیت سدیمی قابلیت افزایش حجم تا 15 برابر حجم خشک خود را دارد. در قالب شن و ماسه، این ویژگی کمک می کند تا قالب بندی دقت ابعادی خود را حفظ و استحکام حرارتی بوجود آید. در تهيه قالب هاي ريخته گري، بنتونیت به دليل چسبندگي، دانه هاي ماسه را به هم متصل مي نمايد و خاصيت پلاستيکي آن موجب مي شود تا زير فشار آن را متراکم نموده و شکل مناسب قالب را ایجاد نماید. بنتونیت به عنوان یک ماده نگهدارنده در تهیه آهن، استیل و آلیاژ های چدن به کار می رود.

بنتونیت چاه ارت

امروزه ارتینگ یکی از مهمترین مباحث در اکثر صنایع ازجمله نفت، گاز، پتروشیمی، ساختمان سازی و مخابرات به شمار می آید. درحال حاضر نیاز به سیستم زمین در کلیه شبکه های کامپیوتری، پست های برق، تابلوهای برق، ماشین آلات صنعتی، دکل های مخابراتی و رادیویی و کلیه دستگاه های ابزاردقیق و حتی دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی خانگی مبرم بوده و بسیاری از فروشندگان محصولات فوق، سیستم های خود را بدون داشتن ارتینگ مطمئن، گارانتی و حتی راه اندازی نمی نمایند.
مجهز بودن تاسیسات و ساختمان ها به سیستم ارتینگ مطمئن و پایدار کمک به سزایی به عملکرد صحیح دستگاه های الکترونیکی و الکتریکی می نماید و از خرابی های ناشی از اضافه ولتاژهای الکترواستاتیک، جریان های اضافی، ولتاژهای ضربه ناشی از صاعقه، میدان مغناطیسی و سوئیچینگ پست های برق تا حد بسیار زیادی جلوگیری می نماید.

بنتونیت آرایشی، بهداشتی و دارویی

کاربرد عمده بنتونیت در داروسازی به عنوان عامل تعلیق کننده یا عامل به وجود آورنده ی گرانروی است. به صورت جاذب، عامل ژل کننده، پایدارساز امولسیون و عامل تصفیه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. مقدار شاخص بنتونیت مورد استفاده در سوسپانسیون بین 0.5 تا 5 % است درحالی که غلظت 1% برای استفاده به عنوان پایدارساز امولسیون امر رایجی است. مصرف بنتونیت به عنوان جاذب یا عامل تصفیه در غلظت بین 1 تا 2% خواهد بود. از خاصیت جذبی بنتونیت به عنوان تثبیت کننده و تصفیه کننده استفاده می شود. نام دارویی این ماده لوسیون کالامین یا بنتونیت ماگما است. بنتونیت به عنوان یك ماده حجم دهنده و روکش در مواد دارویی به کار می رود و بنا به خاصیت آب گیري / آب دهی حالت خمیري به خود می گیرد، این ویژگی آن را ماده اي پر کاربرد در کرم هاي محافظ صنعتی، محلول هاي شستشو، کمپرس هاي مرطوب و در موارد حساسیتی به عنوان ماده ي ضد خارش به کار می رود. در امور پزشکی بنتونیت به عنوان یك پادزهر در مسمومیت هاي فلزات سنگین مورد مصرف قرار می گیرد. در محصولات دارویی کاربردي در امور بهداشتی مانند داروهاي آفتاب سوختگی، پودر بچه، پودر سفید کننده صورت، تولید شامپو و خمیردندان و ماسک صورت بنتونیت کاربرد فراوان دارد.

بنتونیت حفاری چاه نفت

بنتونیت عمدتاً از کانی رسی، مونتموریلونیت (سیلیکات منیزیم و آلومینیوم) تشکیل می شود. بنتونیت در آب شیرین هیدراته شده و با درجات مختلفی، پخش می شود که این بسته به ماهیت کاتیون هایی که به طور ضعیفی نگه داشته شده و قابل تبادل می باشند (ظرفیت تبادل کاتیونی بالا)، صورت می گیرد. حضور یون های سدیم قابل تبادل، هیدراسیون و پخش را تقویت می کند. کاتیون های دو ظرفیتی درجه ای را که در آن صفحات کوچک تکی پخش می شوند، کاهش می دهند. بنتونیت به علت یک یا چند مورد از اهداف، به آب شیرین افزوده می شود: (1) افزایش توانایی تمیزکردن جاه

(2) کاهش فیلترکردن به درون سازندهای تراوا

(3) تشکیل کیک فیلتر نازک با تراوایی پایین

(4) تقویت پایداری چاه در سازندهایی که استحکام ضعیفی دارند و

(5) کنترل هرزری گل حفاری.
بنتونیت دارای گرانی ویژه 2.5 و سختی موس 1 تا 1.5 می باشد. از نظر کمی بنتونیت، پس از باریت دومین ماده است که به عنوان افزودنی به گل حفاری اضافه می شود. بنتونیت کلسیم دار اغلب با کربنات سدیم و پلی اکریلات ها به منظور برآوردن ویژگی های انیستیتوی نفت آمریکا ترکیب می شود.

بنتونیت چسب و درزگیر

بنتونیت ها درمجموعه ی مختلفی از چسب ها شامل لیگنین، نشاسته ، لاتکس و آسفالت استفاده می شوند. کاربردهای اصلی بنتونیت مربوط به چسب های مربوط به محصولات کاغذی و در سیمان های به کار رفته در کف پوش هایی مانند کف پوش اتاق، کف پوش لاستیکی و آسفالتی است. بنتونیت های مورد استفاده در چسب ها همواره رقیق کننده های خنثی نیستند بلکه می توانند ویژگی های دیگری را ایجاد کنند. این ویژگی ها شامل کاهش نفوذ چسب به درون اشیایی که باید به هم متصل شوند، افزایش میزان ذرات جامدچسب، سرعت بالای گیرایی و مقاومت چسبندگی برتر است. میزان پراکندگی و تعلیق مونت موریلونیت آن را به ویژه در چسب های تولید شده از مواد لاستیکی و آسفالتی و همچنین در چسب های تولید شده از نشاسته، کازئین و سیلیکات سدیم سودمند می کند. بنتونیت ها اساسا در چسب ها و درزگیرها، جهت جلوگیری از جاری شدن و فرورفتگی در حین فرایند خشک کردن یا گیرش مورد استفاده قرار می گیرند. رس های آلی نه تنها به خاطر خواص سیال شناسی شان مورد استفاده قرار می گیرند بلکه به این علت که به طور منفی خواص فیزیکی سامانه را تحت تاثیر قرار نمی دهند به کار می روند. به عنوان مثال، رس های آلی در درزگیرهای پلی سولفیدی در صنعت ساختمانی به منظور حفظ مقاومت در اتصالات عمودی در حین پخت مورد استفاده قرار می گیرند. سطوح شاخص استفاده در چسب ها و درزگیرها بین 1 و 3 درصد وزنی می باشد.

بنتونیت تولید پلت و خوراک دام و طیور و آبزیان

بنتونیت در جیره غذایی حیوانات نظیر گاو، خوک، گوسفند، مرغ، بوقلمون و اردک و سایر طیور استفاده می شود. اثرات مثبت بنتونیت نظیر بهبود ضریب تبدیل و افزایش نرخ رشد دام باعث شده مصرف این ماده معدنی در سالهای اخیر توسعه یافته است. بنتونیت باعث کاهش نرخ عبور شیرابه هضمی از سیستم گوارش، خاصیت بافری ذرات بنتونیت و افزودن مواد مغذی در نتیجه گنجاندن بنتونیت در جیره دسترس حیوان می شود. برای تولید خوراک ماهی بنتونیت تا ابعاد 1.5 میلیمتر خردایش شده و با خوراک مخلوط شده و پلت می گردد. بنتونیت حاوی برخی عناصر ریز مغذی مانند سلنیوم، منگنز، روی و ... است که خواص تغذیه ای را بهبود می بخشد. استفاده از بنتونیت در خوراک ماهی موجب افزایش نرخ رشد و کاهش خوراک لازم برای تولید هر واحد رشد می گردد. بنتونیت های سدیم و کلسیم دار برای متصل کردن اجزای غذای حیوانات و ایجاد شکل گلوله ای و اصطلاحاً پلت کردن استفاده می شوند. بنتونیت پودر شده ی ریز بسیار شکل پذیر بوده و غذا و دیگر افزودنی های ضروری داروئی و خوراکی مانند آنتی بیوتیک ها، ویتامین ها و کانی ها را به صورت گلوله ای به هم متصل می کند، به طوری که بسته بندی و حمل ونقل محصول آسان خواهد شد .

بنتونیت در پروژه های عمرانی و ساختمانی

بنتونیت های سدیمی، به دلیل تورم پذیری بالای به طور گسترده ای برای جلوگیری از نفوذ آب کاربرد دارند. بنتونیت سدیمی به شدت تورم پذیر، متورم شده و منافذ و فضاهای خالی ماده ای را که داخل آن قرار گرفته، پر می کند و در نتیجه از حرکت آب یا دیگر مایعات از خلال آن جلوگیری خواهد کرد. کاربردهای رایج آن عبارتند از تزریق در پایه سدها، آب بندی استخرهای آبیاری، جلوگیری از نشت آب از آبگیرها و آب بندها، تزریق در پشت قطعات پیش ساخته بتنی حفاری مکانیزه و ...
افزودن 1-2 درصد بنتونیت سدیمی به سیمان پرتلند در بتن و دوغاب های سیمان، کارآیی آن را افزایش می دهد، جداشدگی توده ای را کمتر می کند و ناتراوایی را بهبود می بخشد. پژوهش های اخیر نشان داده که بنتونیت ها پوزولان های مناسبی در سیمان هستند.

بنتونیت کاشی و سرامیک

بنتونیت ها اجزای اصلی در محصولات سرامیکی نیستند ولی در بسیاری از موارد افزودنی مهمی به حساب می آیند. در برخی رس های آجر، نبود شکل پذیری مسئله است و افزودن کمی بنتونیت سدیم یا کلسیم دار، میزان شکلپذیری را افزایش می دهد. همچنین بنتونیت مقاومت خشک و سهولت خروج از قالب بهبود می یابد. با این حال، چروکیدگی بالای حاصل از مونت موریلونیت ها، خود مسئله ای است. در همین حال، افزایش شدید در مقاومت خشک نیز دیده می شود. بنابراین، تولید کنندگان کاشی و سرامیک باید تصمیم بگیرند که چه اختصاصاتی نیاز به بهبود دارند، تا بتوان با افزودن درصد کمی بنتونیت خواص آنها را بهبود بخشید. بنتونیت سفید و کرم گاهی به لعاب چینی (به عنوان معلق کننده و نیز برای پایین آوردن دمای گرمادهی) افزوده می شوند. چنانچه رس قالب گیری، گرانروی کافی برای استفاده در ساخت سرویس های بهداشتی را نداشته باشد، مقدار کمی بنتونیت سفید یا کرم به آن افزوده می شود. همچنین گاهی در صد بسیار کمی به اجسام سفید و چینی های به کاررفته در وسایل الکتریکی اضافه می گردد. مقادیر کمی از بنتونیت سدیمی را نیز می توان به لعاب ، به عنوان یک عامل معلق کننده، افزود.

بنتونیت شوینده

در تهیه مواد شوینده از بنتونیت سدیم و یا کلسیم دار به دلیل جلوگیري از راسب شدن مواد و خاصیت نرمی آن استفاده می شود. مواد شوینده در خشکشویی ها و مایعات دستشویی و صابون هاي مایع همه داراي بنتونیت هستند و بنتونیت در آنها به عنوان ماده چرك زدا و همچنین نرم کننده پارچه ها به کار می رود. بنتونیت سدیمی به عنوان شوینده در خشک شویی لباس های به شدت کثیف استفاده می شود. این بنتونیت هرگونه چرک و کثیفی را جذب کرده و به وسیله ی سیال خشک شویی از سطح لباس جدا می شود . بنتونیت سفید در شوینده ها پس از تبدیل به غربال مولکولی به کارمی رود. مورد اخیر به کاربرد متداولی تبدیل شده زیرا استفاده از فسفات در شوینده ها طی چندین سال گذشته به سبب مسائل زیست محیطی شدیدا منع شده است.

بنتونیت در افزودنی های خوراکی

بنتونیت مونت موریلونیت سدیمی در غذاهای پوره ای برای حیوانات و ماکیان استفاده می شود. افزودن 5درصد بنتونیت سدیم دار به 95 درصد پوره ی خشک همراه با افزودن آب، پوره ی تر غلیظی تولید می کند که موجب نگهداشت ذرات درشت و ریز به حالت تعلیق و بدون ته نشست خواهد شد. غذای مرغ ها بهترین مثال از این دست است. بنتونیت دارای هیچ ارزش غذایی نیست. گزارش شده که افزودن حدود یک در صد بنتونیت سدیم دار به مخلوط آرد غلات در نان و دیگر غلات پخته شده، بیات شدن آنها را کاهش می دهد. افزودن مقدار کمی از بنتونیت سفید به خامه ی روی کیک، آن را طوری سفت می کند که مانع از شل شدن خامه در تمام مدت می شود. همچنین، مونت موریلونیت های سدیم و کلسیم دار هنگامی که به ذرت و دیگر غلات افزوده می شوند، آفلاتوکسین ها را به طور انتخابی جذب و دفع می کنند.

کیسه بنتونیت چیست ؟،کاربرد کیسه بنتونیت،کیسه بنتونیت ریخته گری، کیسه بنتونیت چاره ارت،کیسه لمینت ریخته گری، گونی لمینت بنتونیت، گونی سه لایه، گونی ضدآب،