بنتونیت Bentonite نوعی خاک معدنی آتشفشانی و بسیار کاربردی می باشد که حداقل از ۸۵% خاک رس تشکیل شده است. ویژگی اصلی خاک بنتونیت این است که در صورت تماس با آب و مایعات متورم می شود. این ماده به لحاظ خاک شناسی دارای ساختمان آلومینوسیلیکاتی و غنی از مونتموریونیت ـ بدلیت بوده و ترکیبی از چندین کانی معدنی مختلف است. از لحاظ فیزیکی دارای دانه بندی های مختلف ، بي بو و سفيد مايل به کرم رنگ می باشد. در طبیعت ، نا خالصی هایی چون پتاسیم ، سدیم ، آلومینیوم و کلسیم دارد.
خرید بنتونیت
برای خرید آنلاین بنتونیت با بهترین قیمت و تضمین کیفیت از بهترین برندهای موجود بازار از فروشگاه معتبر ای‌آز بازدید نمائید
فهرست مطالب
نگاهی به تاریخچه کشف بنتونیت
تاریخچه کشف بنتونیت به قرن‌ها پیش برمی‌گردد. اولین بار در سال 1890، زمین‌شناس آمریکایی به نام “جیمز هِنری بنتون” (James Henry Benton) ماده‌ای سفید رنگ را در نزدیکی قلعه بنتون در ایالت وایومینگ یافت. او این ماده را “صابون معدنی” نامید.
در سال 1892، زمین‌شناس آمریکایی دیگری به نام “ویلیام هِنری دیکسون” (William Henry Dixon) این ماده را به عنوان یک ترکیب شیمیایی با فرمول Al2Si4O10(OH)2·nH2O شناسایی کرد. او نام این ترکیب را “بنتونیت” گذاشت.
در سال‌های بعد، بنتونیت به تدریج مورد توجه قرار گرفت و کاربردهای مختلفی برای آن یافت شد. امروزه بنتونیت یکی از پرکاربردترین مواد معدنی در جهان است.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی بنتونیت
| مشخصه | مقدار |
|---|---|
| فرمول شیمیایی | Al2Si4O10(OH)2·nH2O |
| جرم مولکولی | 360/31 |
| رنگ | سفید، خاکستری، قهوه‌ای |
| حالت فیزیکی | جامد پودری |
| چگالی | 2.0-2.6 گرم بر سانتی‌متر مکعب |
| نقطه ذوب | >1000 درجه سانتیگراد |
| نقطه جوش | >1000 درجه سانتیگراد |
| حلالیت در آب | 100 گرم در 1000 میلی‌لیتر آب |
واکنش های شیمیایی مهم بنتونیت
واکنش‌های شیمیایی مهم بنتونیت عبارتند از:
- واکنش جذب آب
بنتونیت دارای خاصیت جذب آب بالایی است. این ماده می‌تواند تا 14 برابر وزن خود آب جذب کند.
واکنش شیمیایی:
Al2Si4O10(OH)2·nH2O + nH2O → Al2Si4O10(OH)2·(n+1)H2O
- واکنش جذب یون‌ها
بنتونیت دارای ظرفیت جذب یون‌های بالایی است. این ماده می‌تواند یون‌های مختلفی مانند یون‌های سدیم، کلر، و سولفات را جذب کند.
واکنش شیمیایی:
Al2Si4O10(OH)2·Na+ → Al2Si4O10(OH)2·Ca2+
در این واکنش، یون‌های سدیم (Na+) با یون‌های کلسیم (Ca2+) مبادله می‌شوند.
- واکنش کاتیون‌تبادلی
بنتونیت دارای خاصیت کاتیون‌تبادلی است. این ماده می‌تواند کاتیون‌های قابل تعویض خود را با کاتیون‌های دیگر مبادله کند.
واکنش شیمیایی:
Al2Si4O10(OH)2·Na+ + CaCl2 → Al2Si4O10(OH)2·Ca2+ + 2NaCl
در این واکنش، یون‌های سدیم (Na+) با یون‌های کلسیم (Ca2+) مبادله می‌شوند.
- واکنش با سدیم کلرید
بنتونیت در واکنش با سدیم کلرید، یون‌های سدیم را جذب می‌کند و به یک رس سدیم تبدیل می‌شود.
واکنش شیمیایی:
Al2Si4O10(OH)2 + 2NaCl → Al2Si4O10(OH)2·2Na+
این واکنش‌ها کاربردهای مختلفی برای بنتونیت دارند. به عنوان مثال، واکنش جذب آب بنتونیت در صنعت حفاری برای جلوگیری از ریزش دیواره چاه استفاده می‌شود. واکنش جذب یون‌ها بنتونیت در صنعت تصفیه آب برای جداسازی آب از نفت خام استفاده می‌شود.
روش تولید بنتونیت
بنتونیت یک ماده معدنی طبیعی است که در معادن بنتونیت استخراج می‌شود. این ماده عمدتاً از مونتموریلونیت تشکیل شده است.
برای تولید بنتونیت، ابتدا سنگ بنتونیت از معدن استخراج می‌شود. سپس، سنگ بنتونیت خرد و آسیاب می‌شود تا به اندازه ذرات مورد نظر تبدیل شود.
در مرحله بعد، بنتونیت آسیاب شده خشک می‌شود. این کار معمولاً با استفاده از خشک کن‌های صنعتی انجام می‌شود.
در مرحله آخر، بنتونیت خشک شده بسته‌بندی و به بازار عرضه می‌شود.
ساختار بنتونیت
بنتونیت یک رس طبیعی است که عمدتاً از مونتموریلونیت تشکیل شده است. مونتموریلونیت یک کانی رسی سه لایه است که از دو لایه چهار وجهی و یک لایه هشت وجهی تشکیل شده است.
در لایه چهار وجهی، هر اتم سیلیسیم با چهار اتم اکسیژن پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهد. در لایه هشت وجهی، هر اتم آلومینیوم با هشت اتم اکسیژن پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهد.
کاتیون‌های قابل تعویض در بین لایه‌های چهار وجهی و هشت وجهی قرار گرفته‌اند. این کاتیون‌ها می‌توانند یون‌های سدیم، کلر، و سولفات باشند.
در حالت خشک، بنتونیت به صورت ذرات ریز و مسطح است. این ذرات به یکدیگر متصل نیستند و به راحتی از هم جدا می‌شوند.
در حالت مرطوب، بنتونیت متورم می‌شود و به صورت ژل در می‌آید. این ژل چسبنده است و می‌تواند آب و یون‌ها را جذب کند.
انواع بنتونیت
بنتونیت عمدتاً بر دو نوع است:
- بنتونیت های متورم Swelling Bentonite یا بنتونیت های سدیم دار.
- بنتونیت های غیرمتورم 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 ۶/۹ آنگستروم در حالت معمولی به ۲۰ 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) دیواره ها استفاده می شود.
کاربردهای بنتونیت
بنتونیت کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارد. برخی از کاربردهای بنتونیت عبارتند از:
به عنوان یک کود برای بهبود خواص خاک، به عنوان یک عامل تصفیه آب برای تصفیه آب آشامیدنی و آب کشاورزی، به عنوان یک عامل کنترل فرسایش برای کنترل فرسایش خاک
در صنعت کشاورزی
به عنوان یک ماده پرکننده برای افزایش وزن کاغذ، به عنوان یک عامل سفیدکننده برای سفید کردن کاغذ
در صنعت کاغذسازی
به عنوان یک عامل رنگدانه برای ایجاد رنگ سفید، به عنوان یک عامل چسبندگی برای افزایش چسبندگی رنگ
در صنعت رنگ سازی
به عنوان یک ماده جذب کننده برای جذب چربی و رطوبت، به عنوان یک عامل سفیدکننده برای سفید کردن پوست
در صنعت آرایشی و بهداشتی
به عنوان یک ماده پرکننده برای افزایش حجم دارو، به عنوان یک عامل جذب کننده برای جذب سموم
در صنعت داروسازی
ذخایر عمده بنتونیت در سراسر جهان
بنتونیت یک ماده معدنی با توزیع گسترده است و ذخایر قابل توجهی را می توان در بسیاری از کشورهای جهان یافت. برخی از ذخایر عمده بنتونیت عبارتند از:
- ایالات متحده: وایومینگ با ذخایر بزرگی که در حوضه رودخانه پودر واقع شده است، تولیدکننده پیشرو بنتونیت در ایالات متحده است. از دیگر ایالت های دارای ذخایر قابل توجه می توان به مونتانا، داکوتای جنوبی و تگزاس اشاره کرد.
- چین: چین بزرگترین تولید کننده بنتونیت در جهان است و ذخایر عمده آن در استان های مغولستان داخلی، گانسو و سین کیانگ واقع شده است.
- روسیه: روسیه دارای ذخایر بنتونیت قابل توجهی است و ذخایر زیادی در مناطق کورگان و نووسیبیرسک قرار دارد.
- هند: هند یکی از تولیدکنندگان عمده بنتونیت است و ذخایر آن در ایالت های راجستان، گجرات و جارکند قرار دارد.
- یونان: یونان دارای ذخایر بزرگ بنتونیت است که ذخایر عمده آن در جزایر میلوس و کیمولوس واقع شده است.
- ترکیه: ترکیه دارای ذخایر بنتونیت قابل توجهی است که ذخایر عمده آن در استان های آنکارا، کوتاهیا و نوشهیر واقع شده است.
- مکزیک: مکزیک دارای ذخایر بنتونیت قابل توجهی است که ذخایر عمده آن در ایالت های باخا کالیفرنیا، سونورا و چیهواهوا قرار دارد.
- برزیل: برزیل دارای ذخایر بزرگ بنتونیت است که ذخایر عمده آن در ایالت های باهیا، سائوپائولو و ماتو گروسو دو سول قرار دارد.
سایر کشورهای دارای ذخایر قابل توجه بنتونیت عبارتند از: ایتالیا، آلمان، ژاپن، آفریقای جنوبی، استرالیا و کانادا.
به طور کلی، بنتونیت یک ماده معدنی با توزیع گسترده است و در دسترس بودن و کیفیت ذخایر می تواند بسته به عواملی مانند تاریخچه زمین شناسی، آب و هوا و شرایط محیطی متفاوت باشد.
بسته بندی و نگهداری بنتونیت
بسته‌بندی‌های بنتونیت را باید در محل خشک و خنک با تهویه کامل نگهداری کنید. این بسته‌بندی‌ها بهتر است به دور از منابع تولید رطوبت ذخیره و انبار شوند. به طور معمول، بنتونیت در کیسه‌های 25، 30، 50 و جامبوبگ‌های 1000 کیلوگرمی به فروش می‌رسد.
از انبار کردن بنتونیت در کنار مواد اکسید کننده و اسیدها خودداری کنید. بسته بندی‌های این ماده عموماً توسط تریلی‌ها و ماشین‌های باربری مخصوص حمل فله‌ای بارگیری می‌شوند. بنابر استراتژی‌های تولیدکننده بنتونیت، این ماده در کیسه‌های جامبوبگ و برای اهداف صادراتی نیز آماده خواهد شد
ایمنی و خطرات بنتونیت
FDA استفاده از محصولات حاوی رس بنتونیت را مجاز نمی داند زیرا متخصصان دریافته اند که برخی از این محصولات ممکن است حاوی فلزات سنگین باشند.
در سال ۲۰۱۶، FDA به مصرف کنندگان هشدار داد كه به دلیل داشتن سطح بالای سرب از نوع خاصی از بنتونیت استفاده نكنند. بنابراین برای استفاده از محصولات حاوی بنتونیت باید به دنبال محصولی با مارک یا منبع معتبر باشید.
قبل از استفاده از این ماده یا هر نوع داروی طبیعی روی پوست ابتدا آزمایش آلرژی انجام دهید. برای این منظور مقدار کمی از محصول را به ناحیه داخلی آرنج بمالید و ۲۴ ساعت صبر کنید. اگر هیچ واکنشی رخ نداد، به استفاده از محصول ادامه دهید.
به عنوان یک لجن حفاری برای جلوگیری از ریزش دیواره چاه، به عنوان یک عامل جداسازی برای جداسازی آب از نفت خام، به عنوان یک عامل تثبیت برای تثبیت لجن
در صنعت نفت و گاز