بنتونیت

بنتونیت Bentonite

بنتونیت  گل حفاری

• نام تجاری: بنتونیت حفاری، بنتونیت کلسیت، بنتونیت سودیک | Drilling Bentonite
• فرمول شیمیایی: (Na, CaO)(Al, Mg)(Si4O10)3 (OH)6 nH2O
• ظرفیت جذب : ۶۰۰ ≤
• ایلد Yield ( میزان کشش) : ۶.۲۵ %
• دانه بندی: کلوخه تا پودری
• بسته بندی: کیسه ۵۰ کیلوگرمی – جامبو یک و نیم تن

بنتونیت چیست؟

این یک ماده معدنی جاذب آلومینیوم فیلوسیلیکاتی  Aluminum phyllosilicate است که ماده معدنی مونت مورلیانیتMontmorillonite   بخش زیادی از آن را تشکیل می دهد. به غیر از مونت مورلیانیت که گاهی تا  ۸۵ درصد از بنتونیت را تشکیل می دهد ، خشت های آتشفشانی بنتونیت از دو ماده معدنی مهم دیگر شامل ایلیت illite و  کائولینیت Kaolinite   نیز ساخته می شود.

خشت های رسی که ماده غالب آنها کائولینیت است معمولا با ذغال سنگ همراه بوده و با نام تونستئین Tonsteins  شناخته می شود. این ماده معدنی در ایران با نام های تیلوریت، رس معدنی و گل سرشوری نیز شناخته می شود.

انواع بنتونیت

 انواع مختلفی از این ماده معدنی وجود دارد که بر اساس عنصر معدنی غالب آن از یکدیگر تفکیک و نام گذاری شده اند مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم و آلومینیوم.

 بنتو  نیت اغلب از هوازدگی خاکسترهای آتشفشانی در مجاورت آب، بوجود می آید. دو نوع بنتونیت اصلی برای مصارف صنعتی وجود دارد:

• بنتونیت سدیم دار یا سودیک
• بنتونیت کلسیم دار یا کلسیت

بنتونیت سدیک (سدیم دار)

نوع سدیم دار به اندازه چند برابر حجم خشک خود می تواند آب جذب کرده و متورم و بزرگ شود. بخاطر خواصد بسیار خوب کلوئیدی، این ماده به عنوان یکی از ترکیبات گل حفاری برای پروژه های حفاری نفت و گاز و تحقیقات ژئوتکنیکی استفاده می شود. این خاصیت تورم پذیری سبب شده تا این ماده در ساخت درزگیرها و پرکننده های عایق نیز مورد استفاده قرار بگیرد مانند خط پایه دفن زباله ها.

.

بنتونیت کلسیت (کلسیم دار)

نوع کلسیم دار جاذب بسیار قوی یون ها، چربی ها و روغن های محلول است و بعنوان یکی از اولین تمیزکننده های صنعتی مورد استفاده قرار می گرفته است.

بنتونیت کلسیم دار می تواند تحت شرایطی به بنتونیت سدیم دار ( سدیم فعال شده)  تبدیل و همه خاصیت های نوع سدیم دار را با یک فرآیند تبادل یونی به نمایش بگذارد. یک روش معمول تبدیل به این صورت است که محلول نمک سدیم ۵- ۱۰ درصد مانند کربنات سدیم به بنتویت کلسیم دار مرطوب اضافه و به خوبی مخلوط می شود، سپس با گذشت زمان، تبادلات یونی انجام شده و کلسیم بوسیله آب از مخلوط جدا می شود و آنچه باقی می ماند، بنتونیت سدیم دار است. اما باید حتما به این نکته توجه کرد ممکن است بنتونیت سدیم دار تبدیل شده همه خاصیت های بنتونیت سدیم دار اصلی مانند ویسکوزیته را به حد مورد انتظار نداشته باشد.

کاربرد بنتونیت در کشاورزی

بنتونیت یک نوع خاک رس است که از نظر شیمیایی به کلیدیت، کائولینیت، و مونتموریلونیت شبیه است و از لایه‌هایی از خاک شکل می‌گیرد که در معادن واقع شده است. کاربردهای بنتونیت در کشاورزی عبارتند از:

1. افزایش ظرفیت نگهداری آب: بنتونیت دارای خاصیت‌های جذب آب فوق العاده است. این خاصیت می‌تواند به طراحی خاک کمک کند تا بتواند مقدار بیشتری از آب را نگهداری کرده و در دسترس گیاهان قرار دهد.
2. بهبود ساختار خاک: با افزایش مقدار بنتونیت در خاک، ساختار خاک بهبود می‌یابد. این به معنای کاهش فشارهای انبساطی و انقباضی خاک است که باعث افزایش تهویه و نفوذپذیری خاک می‌شود.
3. کنترل خوردگی خاک: این ماده می‌تواند به کنترل خوردگی خاک کمک کند. در خاک هایی که ساختمان آن ها به دلیل فشار آبی زیاد یا شرایط زیست‌ محیطی خاصی دچار خوردگی شده‌اند، استفاده از Bentonite می تواند به اصلاح آن کمک کند.
4. کاهش افت فشاری: افزودن بنتونیت به خاک می‌تواند به کاهش افت فشاری (compaction) کمک کند، که این مشکل معمولاً در خاک‌هایی با استفاده مکرر از ماشین‌آلات کشاورزی رخ می‌دهد.
5. استفاده در کودها: این ماده معدنی می تواند به عنوان جزئی از کودهای کشاورزی خصوصا در کودهای آلی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این ماده برای تولیدکنندگان کشاورزی که اعتقادی به استفاده از کودهای شیمیایی ندارند بسیار موثر است.

با این همه، مقدار و زمان استفاده از بنتونیت در کشاورزی نیازمند بررسی دقیق‌تر شرایط خاک و محیط رشد گیاهان مورد استفاده است.

از آنجایی که این ماده معدنی خاصیت جذب آب بالایی دارد و می تواند چندین برابر حجم خود آب ذخیره کند در صنعت کشاورزی به عنوان جاذب رطوبت در خاک مورد استفاده قرار می گیرد. بنتونیت در ترکیب با گوگرد، گرانول های گوگرد بنتونیت دار را تشکیل می دهد، این گرانول ها پس از جذب آب متورم و منفجر شده که سبب پخش سولفور در سطح خاک می شود.

در تایلند، کشاورزان در سطح وسیعی از این ماده معدنی استفاده می کنند. این کار منجر به افزایش بازدهی و همچنین جلوگیری از تخریب ساختمان خاک شده است. طی مطالعات انجام شده توسط موسسه مطالعات بین المللی آب IWMI استفاده از رس های bentonite دار در خاک هایی آسیب دیده منجر به افزایش سطح تولید سورگوم علوفه ای دیم شده است.

.

کاربرد دارویی و درمانی

• استفاده بعنوان ترکیب ملین و پایه ای برای ترکیبات پوستی
• استفاده بعنوان ماده اورژانسی جلوگیری از خونریزی
• استفاده از بنتونیت گرانول برای پانسمان جراحت ها در میدان های جنگ
• بنتوکواتام یک داروی مبتنی بر بنتونیت است که بعنوان یک سپر در مقابل روغن های موجود در گیاهانی مانند پیچک سمی و بلوط سمی استفاده می شود.
• این ماده ارزشمند معدنی در مقایسه با خشک کن های سیلیکا ژل ظرفیت جذب بالاتری دارد و در محیط های بسته بندی مواد غذایی بعنوان جاذب مورد استفاده قرار می گیرد، سازمان غذا و دارو آمریکا FDA نیز تماس بنتونیت با دارو و غذا را امن و بی خطر اعلام کرده است.

.

دیگر کاربردها

• پاکسازی و خالص سازی مواد غذایی صنعتی
• تجزیه رنگ های مختلف روغن های معدنی ، گیاهی و حیوانی
• شفاف سازی شراب ، مشروبات الکلی ، آبجو ، سرکه و … به دلیل خاصیت جذب بالای مولکول های پروتئین از محلول آبی
• استفاده در گل حفاری برای پروژه های نفت و گاز

.

• پیوند ریخته گری شن و ماسه در ریخته گری های آهن و فولاد
• نوع سدیم دار برای ریخته گری های بزرگ با قالب خشک و نوع کلیسم دار برای ریخته گری های کوچک با قالب سبز یا قالب خیس استفاده می شود
• استفاده به عنوان ماده اتصال دهنده (چسبنده) در ساخت سنگ آهن Taconite در صنعت فولاد سازی
• استفاده در صنعت کاشی و سرامیک سازی
• استفاد در صنایع سفال سازی و سفال گری
• افزایش انعطاف ساختار بدنه رس به منظور بالابردن لعاب پذیری
• استفاده از نوع سدیم دار بعنوان پرکننده و عایق آب بندی در کف و دیوار ساختمان ها
• ماده واسط تولید خشت های ژئوسنتتیک