loading
بنتون در صنایع رنگ
13 دی 2016

بنتون در صنایع رنگ

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.
 
ايرانيان از قديم بنتونيت را با عناوين خاك رنگبر، گل سرشو، خاك شيره و رس صابوني مي شناختند و با بعضي خواص آن از جمله، شستشوي لباس و به عنوان ماده تميز کننده آشنا بودند. ابن سينا نیز از اين ماده معدني به عنوان ماده اي زود شكن یاد کرده كه در آب به خوبي حل مي شود. در گذشته در بعضي نقاط ايران از اين ماده، استفاده خوراكي مي كردند كه اين امر هنوز هم در بعضي از روستاها به صورت خيلي نادر مرسوم است . از ديدگاه پزشكي اين افراد به جهت كمبود كلسيم عادت به گل خواري دارند. در فرهنگ غرب آن را به نام هاي رس صابوني و تيلوريت و بالاخره بنتونيت مي 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 (کریم پور، ١٣٧٨).
 
نام مونتموریلونیت نیز از نام محلی در جنوب فرانسه به نام مونتموریلون گرفته شده که دارای منابع بسیار زیادی بنتونیت است (کریم پور، ١٣٧٨).
 
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 كاني هاي خانواده اسمكتيت ، جانشيني يوني، خاصيت شكل پذيري ، انبساط و انقباض يوني آن ها را مي توان نام برد. بر اثر هوازدگي در آب و هواي خشک اسمکتيت تشکيل مي شود. در محيط هاي رسوبي رودخانه اي و درياچه اي غالباً کائولينيت پايدار است ، در صورتي که در محيط هاي دريايي کائولينيت و اسمکتيت گاهي به ايليت تبديل مي شوند .
 
اسمکتيت از ترياس تا عهد حاضر يافت مي شود و با افزايش 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 شيميايي بنتونيت:
 
بنتونيت در خانواده سيليکات هاي صفحه اي و گروه اسمكتيت بوده و از نظر ساختماني داراي ساختمان سه لايه اي هستند که يك لايه آلومينيوم هشت وجهي بين دو لايه سيليس چهار وجهي قرار مي گيرد. صفحات چهاروجهي از SiO4 تشکيل شده است و هر چهاروجهي آن توسط 3 اتم اکسيژن با چهار وجهي هاي مجاور خود پيوند مي يابد. بنتونيت حاوي هيدروکسيل (OH) اند که در مرکز حلقه شش تايي قرار مي گيرند .صفحات چهار وجهي توسط صفحات هشت وجهي به يکديگر متصل مي شوند . صفحات هشت وجهي از کاتيون هاي دو و سه ظرفيتي تشکيل شده اند . نحوه قرار گرفتن صفحات چهار وجهي و هشت وجهي به حالت T-O-T است . فاصله بنيادي در اين گروه 14 آنگستروم است ولي بعلت توانايي جذب مولكول هاي آب توسط اسمكتيت اين فاصله مي‌تواند از 6/9 تا 4/21 آنگستروم تغيير كند.
 
بنتونيت عمدتاً بر دو نوع است:
 
بنتونيت هاي متورم Swelling bentonite يا بنتونيت هاي سديم دار.
 
بنتونيت هاي غيرمتورم Non-swelling bentonite يا بنتونيت هاي کلسيم دار.
 
خواص كانيهاي خانواده اسمكتيت به ترکيب شيميايي و ساختمان آنها بستگي دارد . در كاني بنتونيت سديم دار ميزان جذب يوني ، شكل پذيري ، انبساط و انقباض از نوع کلسيم دار آن بيشتر است . ابعاد شبکه بنتونيت سديم و کلسيم دار از 6/9 آنگستروم در حالت معمولي به 20 آنگستروم در صورتي که رطوبت محيط صد درصد باشد ، افزايش خواهد يافت.
 
بنتونيت هاي متورم يا بنتونيت هاي سديم دار مي توانند چندين برابر حجم معمولي خود آب جذب کند و منبسط شود ، به طوري که حالت ژله اي ، پلاستيکي و چسبندگي به خود بگيرد . اين نوع بنتونيت معمولاً در سيالات حفاري و دوغاب ( گل آب ) ديواره ها استفاده مي شود.
 
انواع بنتونيت ها از ديدگاه صنعتي:
 
بنتونيت هاي سديم دار
 
بنتونيت هاي جانشيني توسط سديم
 
بنتونيت هاي کلسيم دار
 
بنتونيت هاي ارگانوفيل
 
بنتونيت هاي فعال شده توسط اسيد
 
كاربردهاي عمومی بنتونيت:
 
بنتونيت به دليل داشتن خواص نرم بودن، تورم پذيري، قابليت نسبتا خوب در مخلوط شدن با آب، خميري شدن، پلاستيك بودن، چسبندگي، جاذب بودن و غيره مصارف پرشماري دارد كه از آن جمله مي توان به توليد گل حفاري، تهيه ي ماسه ي ريخته گري، عامل جلوگيري كننده از نشت آب در سدها و كانال هاي آبرساني، عامل شفاف كننده ي مايعات مثل آبميوه ها و شراب، زلال كننده ي آب و صاف كننده ي مايعاتي نظير پارافين، گندوله كردن مواد معدني مثل سنگ آهن، پلت كردن خوراک دام، عامل ناقل در رنگ ها و ساير مواد اسپري شدني، تهيه ي سموم گياهي و حيواني، پركننده در صنايعي مثل كاغذسازي، توليد پاك كننده ها و شوينده ها و تهيه ي انواع سراميك و رنگ بري و تصفيه انواع روغن ها اشاره كرد.
 
هر نوع بنتونيت معمولا در يك سري از فعاليت هاي فوق كاربرد پيدا مي كند. مثلا بنتونيت كلسيم دار در ماسه ي ريخته گري، به عنوان جذب كننده روغن و گريس، فيلتر كردن و تصفيه كردن و تهيه ي خوراک دام و طیور به كار مي رود. بنتونيت سديم دار عموما در گل هاي حفاري، گندوله سازي، نيازهاي مهندسي و تهيه ي خوراک دام و طیور به كار گرفته مي شود و بنتونيتهايي كه با اسيد فعال شده اند در تهيه ي خاك مخصوص فضولات حيواني، جاذب گريس و روغن و نظاير آن كاربرد دارد.