بنتونیت خاک رس محصولی معدنی حاصل خاکستر آتشفشان هاست. این ترکیب قادر به جذب مایعات و سموم بوده و در صنایع مختلف به کار گرفته می شود. مهم ترین قابلیت های این کانی مخلوط شدن با آب، تورم پذیری، جاذب بودن و رنگبری می باشد. همین خصوصیات سبب کاربرد گسترده این کانی در صنایع گردیده است.
بنتونیت خاک رس چیست؟
خاک بنتونیت نوعی رس معدنی است که ساختاری متخلخل داشته و حاصل تجزیه آتشفشان ها در محیط آبی می باشد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر بفرد بنتونیت آن را از سایر رس ها متمایز کرده است. مهم ترین این خواص عبارتند از:
1-قابلیت متورم شدن
بارزترین ویژگی بنتونیت خاک رس، تورم پذیری آن در مجاورت آب است. مولکول های آب پس از ورود به ساختار کانی، سبب جدا شدن صفحات رسی از هم و متورم شدن آن می شود. این خاصیت در حفاری چاه و تصفیه فاضلاب بسیار اهمیت دارد.
2- رفتار سیال
این خاک رسی در تماس با آب به حالت سوسپانسیون درآمده و رفتار سیال (خاصیت رئولوژیکی) مطلوبی از خود نشان می دهد که در کاربردهایی مانند روان کننده و حفاری چاه مفید است.
3- خاصیت جذب
بنتونیت خاک رس به دلیل داشتن سطح ویژه بالا، قابلیت جذب بالایی نیز دارد. لذا قادر است مواد مختلفی از جمله آب، روغن، گازها و یون ها را جذب کند. این قابلیت در صنایعی چون تولید مواد غذایی و تصفیه فاضلاب اهمیت دارد.
4- ویژگی تبادل یونی
این خاک رسی در سطح خود دارای یون های قابل تبادل است. ساختار متخلخل کانی این امکان را فراهم می آورد که یون های موجود در یک محلول را با یون های خود جابجا کند. این قابلیت، کاربرد موثری در کشاورزی، تصفیه آب و فاضلاب دارد.
بنتونیت خاک رس از خانواده رس ها یا شبه رس ها و از جمله کانی های متورم شونده محسوب می شود. به لحاظ ساختاری این ترکیب معدنی متشکل از صفحات مونت موریلونیت است که بین این صفحات، فضای خالی برای جذب آب، یون ها و مولکول های دیگر وجود دارد. از نظر شیمیایی عناصر اصلی تشکیل دهنده بنتونیت خاک رس، سیلیکون و آلومینیوم است. عناصر دیگری چون سدیم، کلسیم، منیزیم، پتاسیم و آهن نیز در این ماده معدنی وجود دارد که بر اساس عنصر غالب موجود، آن را طبقه بندی می کنند. سایت healthline درباره کاربرد این نوع بنتونیت نوشته است:
Sunscreen that contains bentonite clay has been found to be more effective than some other sunscreens without it. In Iran, the clay is used as a hair cleanser and softener. Bentonite has also been shown to be an effective healing ingredient on your skin and is sometimes used in creams to treat diaper rash.
انواع بنتونیت خاک رس
بر اساس عنصر غالب موجود در کانی، دو دسته اصلی بنتونیت با کاربرد اقتصادی وجود دارد.
1- بنتونیت سدیم ( بنتونیت متورم )
همان طور که از نام ماده پیداست، عنصر غالب موجود در این نوع بنتونیت، سدیم است. بنتونیت سدیم دار، خاصیت تورم پذیری زیادی داشته و قادر است تا چندین برابر حجم خود، آب جذب کرده و منبسط و چسبناک شود. به این ترتیب مناسب جهت حفاری ها و درزگیری دیوارها می باشد. رنگ کانی بر اساس میزان ناخالصی های موجود در آن از سفید تا کرم تا صورتی و سبز متغیر است.
2- بنتونیت کلسیم ( بنتونیت غیرمتورم شونده )
این نوع بنتونیت حاوی مقادیر زیادی کلسیم در ساختار خود است. به دلیل پایداری حرارتی بالا در ریخته گری و لعاب دهی کاربرد دارد. بنتونیت کلسیم دار، جاذب آلومینیوم بوده و حاوی عناصری چون کلسیم، پتاسیم، سدیم و آلومینیوم است. از بنتونیت کلسیمی جهت یون زدایی استفاده می شود. همچنین جذب کننده روغن و چربی هاست. لذا کاربرد گسترده ای در تولید شوینده های صنعتی دارد. در خوراک دام و طیور نیز جهت سم زدایی و تامین مواد غذایی مورد نیاز دام استفاده می شود.
کاربرد بنتونیت خاک رس
همان طور که گفته شد بنتونیت خاک رس بر اساس نوع عنصر غالب و خصوصیات منحصر به فرد در صنایع مختلفی کاربرد دارد. در ادامه به بررسی برخی از این کاربردها می پردازیم.
1- تهیه ماسک و مصارف بهداشتی و آرایشی
بنتونیت خاک رس جهت پاکسازی منافذ پوست، لایه برداری و نرم کردن پوست بسیار مفید است. همچنین مانع از تولید بیش از حد چربی در پوست می گردد. با گذاشتن ماسک بنتونیت، سلول های مرده و مضر به ماسک چسبیده و از بدن خارج می شوند.
2- بنتونیت ریخته گری
بنتونیت ریخته گری به دلیل داشتن خاصیت چسبندگی و مقاومت بالا، در قالب های ریخته گری به کار گرفته می شود. از جمله مزایای بنتونیت خاک رس در این صنعت، ترکیب یکنواخت با ماده، استحکام بالا و شکل پذیری مطلوب و عدم چسبندگی به بدنه قالب است.
3- بنتونیت خوراک دام و طیور
هر دو نوع بنتونیت کلسیم دار و سدیک، مناسب مصرف در تولید خوراک دام و طیور است. بنتونیت خاک رس با جذب آلودگی های روده و سموم سبب افزایش میل به غذا در حیوانات و افزایش وزن می شود. همچنین این کانی عوامل بیماریزای موجود در سیستم گوارش حیوانات را از بدن دفع کرده و تامین کننده عناصر مغذی مورد نیاز دام می باشد. دفع فلزات سنگین و سموم قارچی از دیگر اثرات مفید این ترکیب معدنی در بدن حیوانات می باشد.
4- بنتونیت کشاورزی
این ماده طبیعی با جذب و نگهداری طولانی مدت آب، تاثیر شگفت انگیزی در صرفه جویی آب کشاورزی دارد. همچنین به دلیل برخورداری از قابلیت تبادل کاتیونی، نقش موثری در کاهش مصرف کودهای شیمیایی دارد. بنتونیت خاک رس سبب افزایش تولید در واحد سطح و سود بیشتر برای کشاورز می شود. بنتونیت کشاورزی با جذب و ذخیره سازی مواد ازته و رهاسازی تدریجی آن، مانع از سوزش ریشه گیاه می گردد.
5- بنتونیت حفاری
بنتونیت با قابلیت جذب بالای آب و افزایش حجم، ژلی با خاصیت درزبندی ایجاد می کند که دیواره های چاه را به خوبی پوشش داده و از نفوذ آب به داخل چاه جلوگیری می کند. همچنین مانع از اصطکاک بین مته دستگاه ها و دیواره چاه شده و در حرکت مته را تسهیل می کند. ژل بنتونیت با حمل ذرات سنگ و حفاری به بیرون چاه، از ایجاد مشکل در عملیات حفاری جلوگیری می کند.
6- بنتونیت چاه ارت
بنتونیت خاک رس که در حفر چاه ارت مورد استفاده قرار می گیرد، در تماس با رطوبت تا 8 برابر وزن خود آب جذب کرده و حجمش به 13 برابر حجم اولیه می رسد. به این ترتیب تبدیل به ماده ای لزج و ژله ای می شود که به مواد اطراف چسبیده و سبب انتقال جریان الکتریکی از الکترود فلزی به درون زمین می گردد.
7- بنتونیت سرامیک سازی
بنتونیت خاک رس با جذب آب و افزایش حجم، خاصیت ژله ای پیدا می کند. به این ترتیب قادر است شکل پذیری خمیر سرامیک را کنترل کند. همچنین با ایجاد نیروی جاذبه موجی انعطاف پذیر بین ذرات، کیفیت سرامیک های تولید شده را بهبود می بخشد.
8- بنتونیت بستر گربه
بنتونیت خاک رس به عنوان خاک بستر گربه نیز به کار برده می شود. این ماده معدنی با قدرت جذب بالای آب با جلوگیری از متصاعد شدن آمونیاک در محیط، مانع از پخش بوی نامطلوب می شود. این کانی رشد قارچ را در بستر حیوانات کاهش داده و محیطی پاکیزه برای آنها فراهم می کند. همچنین سبب حذف باکتری ها و عوامل بیماریزای محیط بستر می گردد.
کلام آخر
بنتونیت خاک رس ترکیبی معدنی و طبیعی است که قابلیت جذب بالای آب، بخار، گازها و یون ها را دارد. از بین انواع بنتونیت موجود در طبیعت، دو نوع سدیمی و کلسیمی ارزش اقتصادی داشته و در صنایع به کار برده می شود. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد کانی سبب کاربرد آن در صنایع تولید مواد آرایشی، ریخته گری، تولید خوراک دام و طیور، کشاورزی، حفاری، چاه ارت و سرامیک سازی گردیده است.