دانلود مقاله بنتونیت

بخشی از مقاله

چكيده:
بنتونيت ي سنگ رسي با خاصيت ويژه اي مي باشد. رنگ اين سنگ در حالت هوازده سبز روشن و سبز مايل به زرد است و تركهايي مثل تركهاي موم سفت در آن موجود مي باشد. وقتيكه يك تكه از اين سنگ را خيس كنيم به چند برابر حجم خود افزايش پيدا مي كند و در اثر شكسته شدن به يك خمير صابوني تبديل مي شود.

به طور كلي بنتونيتها به سه دسته تقسيم مي شوند:
1- بنتونيت با تورم زياد يا بنتونيت سديم

2- بنتونيت با تورم كم يا بنتونيت كلسيم
3- بنتونيت با تورم متوسط يا بنتونيت متوسط
بنتونيت فعال به خاكهايي گفته مي شود كه با يك ماده شيميايي تغييراتي در آن بوجود آورند. فعال سازي بنتونيتها بيشتر با استفاده از محلول آب نمك براي تعويض يونهاي كلسيم با سديم است كه با اين عمل خاصيت تورمي و تعليق پذيري بنتونيتها افزايش پيدا مي كند.
گل سرشور يا رس رنگ زدا يا رس چربي زدا كه احتياج به فعال سازي ندارد و مصرف فعلي آنها براي تهيه گل حفاري، رنگ زدايي، خالص كردن روغنهاي معدني، جذب روغن از كف كارگاهها و غيره مي باشد.

در فصل اول بنا به توضيح مختصري كه داده شد علاوه بر تعريف و تقسيم بندي بنتونيت، مصارف و كاربرد آن از جمله استفاده بنتونيت در گل حفاري- گندله سازي- بي رنگ كننده- مصارف كشاورزي- مواد سمي- كودها- كاتاليزور- مصارف ساختماني و ساير مصارف موردبحث و بررسي قرار گرفته است.
كانسارهاي بنتونيت در شش منطقه ايران پديد آمده است كه بشتر آنها در ارتباط با فعاليتهاي ولكانيكي سنوزوئيك است كه كليه خصوصيات و مشخصات به تفصيل در فصل دوم آمده است.

در فصل سوم كليه آزمايشات مربوط به بنتونيت معادن موجود در ايران مورد ارزيابي قرار گرفته است. در قسمت آزمايشگاه بنتونيت براي پي بردن به خصوصيات فيزيكي و شيميايي بنتونيتهاي ارسالي از معادن فعاليت هاي گوناگوني و براي تشخيص اينكه بنتونيت هاي استخراج شده در كداميك از مصارف صنعتي قابل كاربرد مي باشند انجام مي گيرد.

مقدمه:
ميليونها سال مواد معدني در دل خاك مدفون بوده اند و بشر به پيروي از نيازهاي تدريجي خود اقدام به كشف و بهره برداري از آنها نموده اند و پس از آن اعمال فرآيندهاي مناسب محصولات قابل استفاده در مورد امور مختلف از آنها بدست آورده است. تنوع مواد معدني و كاربردهاي متعدد هريك از آنها سبب شده است كه اين مواد بطور چشمگيري در زندگي روزمره ايفاي نقش كرده و در نتيجه استخراج معادن شاخه اي از فنون و علوم متداول گرديد. مسلم است كه بخش عمده اي از نيازهاي بشر بايد از زمين تأمين شود و پتانسيل كشاورزي و ذخاير معدني از منابع اصلي تأمين اين نيازها بوده است. ارتباط كشاورزي، صنعت و معدن با يكديگر جاي هيچ گونه بحثي ندارند. لذا نمي توان هيچ يك را بر ديگري ترجيح داد و در مسير تمدن بشر هريك جايگاه مخصوص به خود دارند.

بديهي است كه معادن به عنوان تأمين كننده مواد اوليه صنايع موردتوجه قرار مي گيرند هميشه سعي بر اين بوده كه استخراج مواد معدني به صورت اقتصادي و امن صورت گيرد بدين منظور علاوه بر مطالعه گزارشها و نتيجه كارهاي معادن مختلف دنيا تحقيقات پيوسته اي در زمينه چگونه گي اكتشاف، بهبود تكنيك استخراج و كشف و كاربردهاي جديد مواد معدني صورت مي گيرد و امروز معدن كاري و صنايع معدني اقلام بسيار بزرگي از درآمد برخي از كشورها را تشكيل مي دهد.

فصل اول
مصارف بنتونيتهاي موجود در طبيعت و نحوه پيدايش
1-1- تعريف بنتونيت
بنتونيت يك ماده معدني از دسته رسها و شبه رسها است كه از كاني مونت موريونيت و به مقدار كم بيدليت (نوع پرمايه تر از بنتونيت آلومينيوم دار) تشكيل شده است.
اصطلاح بنتونيت براي اولين بار در سال 1898 توسط نيت (Knight) به خاك رسي كه از شيل بنتون در آن زمان استخراج گرديد، اطلاق شد. نام شيل بنتون نيز از كوه فورت بنتون كه در 400 مايلي شمالي رودخانه راك (Rock) قرار دارد گرفته شده است.

در اوايل قرن بيستم چندين زمين شناس تشخيص دادند كه اصولاً بنتونيت در لايه هاي سنگهاي كرتاسه و ترشيري بوده و از مواد آتشفشاني حمل شده منشأ مي گيرد اين تشخيص آنها را به خاستگاه بنتونيت كه توسط راس و (Roos) شانون (Shannon) عنوان شده بود هدايت كرد. به نظر آنها بنتونيت اساساً سنگي

است مركب از يك شبه رس متبلور كه از تغيير حالت شيشه اي به حالت بلوري يك ماده آذري شيشه اي كه (معمولاً اغلب توف يا خاكستري آتشفشاني است) در اثر هوازدگي شيميايي تشكيل شده است و اكثراً داراي مقادير مختلفي از دانه هاي ديگري است كه به صورت بلور در شيشه آتشفشان وجود داشته اند.

اين دانه هاي بلورين فلدسپات (معمولاً ارتوكلاسز و اليگوكلاز) بنتونيت، كوارتز پيروكسين ها زيركون و انواع ديگر كانيهاي مختلف مخصوص سنگ آذرين است.
موروثي با باقت بي فرنژانس بالا، كيلواژ آسان، مشخصه كاني شبه رس دارابودن شكل ميكائي توف يا خاكستر بوده و معمولاً مونت موريونيت و يا مقدار اندكي بيدليت است.
توصيف فوق براي بنتونيت به عنوان يك كاني سنعتي اين مشكل را به وجود مي آورد كه طبق بنتونيت محدود به خاكستر توف و ماده اوليه شيشه اي، اين تعريف و براساس خاستگاه اعلام شده آتشفشاني مي گردد و كانسارهاي مطبق داراي كانيهاي رسي كه بر اين تعريف انطباق داشته ولي نمي توانند بنتونيت ناميده شوند. خاستگاه نامعلوم دارند و يا فاقد مواد اوليه شيشه اي مي باشند از طرف ديگر بسياري از كانسارها در غرب امريكا و ساير نقاط دنيا كه استخراج و بنام بنتونيت بفروش مي رسند با تعريف فوق مطابقت ندارد.

شايد مهمترين تعريف براي بنتونيت بعنوان يك كاني صنعتي توصيف ارائه شده توسط گريم (Grim.A.R) در مادريد اسپانيا در سال 1972 است.
طبق اين تعريف بنتونيت، خاك بنتونيت خاك رسي است كه ذاتاً از كانيهاي اسمكتيت بدون توجه به خاستگاه آن تشكيل شده است.
با اين تعريف اختلاف بين بنتونيت عنوان شده توسط زمين شناسان و بنتونيت صنعتي از بين رفته و مشكل رسهاي اسمكتيتي كه از سنگهاي آذرين غير از توف خاكستر يا شيشه تشكيل شده، يا اسمكتيت هايي كه رسوبي بوده و منشأ نامعلومي دارند حل مي شود. در هر صورت وقتي بنتونيت با اين تعريف و معني

بكار مي رود جزو سنگهاي داراي بيش از يك كاني محسوب و در خيلي از موارد تشخيص آن از كل سر شور (Fullers Earth) ممكن نخواهد بود. بنتونيت ها را به چندين طريق تقسيم بندي مي نمايند كه يكي از اين روشها تقسيم بندي برمبناي ظرفيت تورمي آنها در حالت تر يا مخلوط با آب است. چنانكه بنتونيت هايي كه داراي يون سديم Na+ غالب يا يون سديم قابل تعويض فراوان مي باشند ظرفيت تورمي خيلي زيادي از خود نشان مي دهند و وقتي به آنها آب اضافه شود، توده هاي ژل مانندي را تشكيل مي دهند.

ظرفيت تورمي بنتونيت هايي كه كلسيم قابل تعويض آنها از ساير يونها بيشتر است (Ca++) كمتر از نوع سديم دار آن است. بعضي از انواع كلسيم دار كمي بيش از رسهاي معمولي متورم مي شوند و در آب به صورت گلوله هاي ريز با دانه هاي به هم چسبيده در مي آيند.
بنتونيتهاي داراي كلسيم و سديم متوسط، بنتونيتهاي مخلوط ناميده مي شوند. تمايل اين نوع به تورم متوسط بوده و ژل كم حجمي را نسبت به نوع سديم دار (با وزن مساوي) تشكيل مي دهند.

بنابراين با توجه به موارد بالا بنتونيتها را به سه دسته زير تقسيم مي كنند:
الف) بتونيت با تورم زياد يا بنتونيت سديم
ب) بنتونيت با تورم كم يا بنتونيت كلسيم

ج) بنتونيت با تورم متوسط يا بنتونيت متوسط
در صنعت به بنتونيت ها با تورم كم و متوسط عنوان ساب بنتونيت (Bentonite Sub) اطلاق مي گردد.
بنتونيت در امريكا برحسب محل جغرافيايي كانسار و همچنين كاربردهاي آن تقسيم بندي مي كنند مثلاً:
بنتونيت هاي جنوبي، به بنتونيت هاي كلسيم كم تورم واقع در كنار خليج مكزيك گفته مي شود.

بنتونيت وايومينگ يا غربي، به بنتونيت هاي سديم با تورم زياد واقع در وايومينگ و ايالات نزديك آن گفته مي شود.
بنتونيتهاي گل حفاري بنتونيتهاي چسبيده مصرفي در ماسه ريخته گيري و بنتونيت چسبيده يا كونيتي با توجه به مصرف آنها توسط بازرگانان عنوان مي شود.
ساير عناوين مثل بنتونيت ييلد بالا و ييلد پايين، بنتونيت ژل بالا و پايين، بنتونيت با مقاومت زياد و كم نيز براي تشخيص بنتونيت از نظر كيفي در بازار مصطلح است.

تقسيم بندي مختلف ديگري نيز وجود دارد كه خيلي مودر توجه نيست. بنتونيت داراي چنان انواع گوناگوني است كه بعضي از آنها در تقسيم بندي متعارف نمي گنجد يكي از اين بنتونيت ها مكتوريت است كه داراي خاصيت تورمي زيادي بوده و از نوع اسمكتيت ليتيم دار است كه عمدتاً در كاليفرنيا و ايالتهاي هم جوار آن قرار دارند و نمي توانند جزو بنتونيتهاي وايومينگ قرار گيرند و حتي در غرب قرار نگرفته اند تا جزو بنتونيتهاي غربي محسوب گردند. غير از آن بنتونيت هايي هستند كه منيزيم (Mg++) و يا هيدروژن (H+) فراوان داشته و يا يون قابل تعويض غالب دارند. اين نوع بنتونيت سديم يا كلسيم دار نبوده و ظاهراً بعضي از آنها خاصيت تورمي كمي داشتند و بقيه ظرفيت تورمي نسبتاً بالايي دارند.

بنتونيت هاي ديگري نيز وجود دارد كه بنتونيتهاي پتاسيم (K) بنتونيت يا متابنتوني ناميده مي شوند. اين بنتونيت ها در سنگ هاي پالئوزوئيك نواحي آپالاچي و دره مي سي سي پي و جاهاي ديگر يافت مي شوند و ظاهراً از خاكسترهاي آتشفشاني تشكيل شده اند. عموماً داراي ايليت و مخلوطي از كاني هاي لايه اي هستند. پيشوند متا در متابنتونيت از متامورفيسم مي آيد، چرا كه عقيده بر اين است كه اين نوع بنتونيت به وسيله عمل دگرگوني با درجه پائين يا دياژنز پديد آمده است. سابقاً از اين نوع بنتونيتها براي خالص كردن چربي خوك استفاده مي گردند.

گل سرشور (Fullers Earth) يا رس رنگ زدا يا رس چربي زدا به رسها يا ساير مود خاكي دانه ريز گفته مي شود كه بدون احتياج به فعال سازي مصنوعي كم و بيش رنگ زدا و جاذب رطوبت بوده و براي مصارف ديگر نيز بكار مي روند از نظر تركيبي يا كاني شناسي ويژگي خاصي ندارد. اين عنوان براي اولين بار به خاكهايي كه براي شستشو و پاك كردن پشم بكار مي رفت اطلاق گرديد. عمل آن در اين شستشو جداكردن روغن و كثافت از پشم بود. نيم قرن پيش وقتي متوجه شدند كه مردم محلي از اين خاكها براي چربي زدايي و تميزكردن پشم استفاده مي كنند پرسشهايي را شروع كرده و مشاهده كرده اند كه اين خاكها توانايي رنگ زدايي و خالص كردن روغنهاي معدني نباتي و حيواني را نيز دارند.

مصرف فعلي آنها بيشتر براي رنگ زدايي و خالص كردن روغنهاي معدني است ولي در مصارفي چون جذب روغن از كف كارگاهها و در بعضي موارد جهت تهيه گل حفاري و به عنوان پركننده كه خواص غير از جاذب بودن مي باشد نيز بكار مي روند.

رسهاي سفيدكننده (Bleeching clays) به خاكهاي فعال طبيعي يا ساير بنتونيتها و رس هاي ديگر (مثل بوكسيت) اطلاق مي شود كه بوسيله اسيد بصورت صنعتي فعال مي شوند البته به رسهاي طبيعي فعال نيز كه داراي اين خاصيت هستند رس سفيد كننده گفته مي شود و هردو نوع جزو رسهاي جاذب نيز دسته بندي مي گردند. عنوان رسهاي جاذب نيز به خاكهاي فعال طبيعي كه به عناوين مختلف بمنظور جذب بكار مي روند گفته مي شود. اين خاكها غير از آنهايي است كه براي عمل آوردن روغن بكار مي روند.
خاك اسيدي طبيعي (Acid Earth Natural) يا خاك اسيدي (Acid Erth) به بعضي از انواع آناپواژيت گفته مي شود كه در آنها مقداري از يون ئيدروژن يا يون كلسيم و منيزيم جانشين شده باشد.
بنتونيت فعال به خاكهايي گفته مي شود كه با يك ماده شيميايي تغييراتي در آن بوجود آورند.
اين تغيير باعث ايجاد خصوصيات جديد يا تقويت خاصيت موجود در آنها مي گردد. در بيشتر موارد كه فعال سازي با اسيد انجام مي گردد به فعال سازي اسيدي مشهور است و محصول به دست آمده را بنتونيت فعال اسيدي مي نامند خاكهايي كه استعداد فعال شدن اسيدي دارند در اثر اين عمل خاصيت رنگبري و سفيدكنندگي شديد پيدا مي كنند.

نوع ديگر فعال سازي تعويض يون كلسيم در بنتونيتهاي كلسيم دار با يون سديم است كه بيشتر با استفاده از محلول آب نمك يا كربنات سديم (سودالش) يا مواد شيميايي ديگر انجام مي گيرد تا بنتونيتهايي كه داراي خاصيت تورمي و تعليق پذيري كمي هستند و خيلي براي تهيه ماسه هاي ريخته گري مناسب نيستند و يا ييلد آنها براي مصرف در گل حفاري پايين است، تقويت شوند.

بدليل اهميت اين موضوع و همچنين بدليل عرضه شدن بنتونيت هاي فعال شده تحت عنوان بنتونيت فعال در بازار نسبت به شرح فعال سازي بنتونيت بخصوص فعال سازي اسيدي در انتهابي مبحث (انواع كانيهاي موجود در طبيعت) اشاره خواهد شد.

عنوان اورگا بنتونيت به مونت موريوتي گفته مي شود كه از واكنش بنتونيت اوكتارسي لامين (octadeylamin) با فرمول (C18H37NH4) حاصل مي شود و نام تجاري آن ايوژل (Ivegel) است. شكل پذيري مونت موريونت در درجه حرارت 100 الي 150 درجه سانتيگراد با از دست دادن آب كاهش يافته و خواص خاك رس كائولينيتي و ايليت را بخود مي گيرد و شكل پذيري آن بلافاصله پس از اضافه كردن آب به خوبي انجام نمي گيرد بلكه بايد پس از اضافه كردن آب مدتي به حال خود گذاشته شود تا اين خاصيت به حالت ايده آل برسد.
2-1- مصرف و كاربرد بنتونيت

بنتونيت به دليل خواص نرم بودن، تورم پذيري، كلوئيدي و خوب مخلوط شدن با آب، خميري شدن، پلاستيك شدن، چسبندگي و چسبانندگي، جاذب بودن و غيره داراي مصارف پرشماري است از جمله گل حفاري، عامل چسباننده در ماسه هاي ريخته گري، جلوگيري از نفوذ آب از سدها و كانالها و استخرهاي آب، عامل شفاف كننده مايعات به خصوص آبميوه ها، زلال كردن آب و صاف كردن مايعات از جمله پارافين، گندله كردن مواد معدني از جمله سنگ آهن، گلوله كردن

غذاي دام، حيوانات اهلي، ناقل در رنگها و ساير مواد اسپري شدن چون سموم گياهي و حيواني پركننده در خيلي از صنايع از جمله كاغذ و رنگ و غيره و صنايع پاك كننده از جمله صابون سازي، تهيه بعضي از انواع سراميك جهت تكميل فرمول بدنه يا لعاب، تهيه سموم كشاورزي و دفع آفات نباتي، صنايع داروسازي، بعنوان فيلتر، به عنوان كاتاليزور، رنگبري روغنهاي صنعتي، نفتي و خوراكي، جداكردن صمغ از بنزين، لجنهاي اسيدي از روغنها، آتشفشاني، صنعت كرم

ابريشم، در معادن ذغال سنگ جهت فرونشاندن آتش و يا براي پوشش ديواره هاي محل استخراج شده جهت ممانعت از وورد هوا و ممانعت از خودسوزي زغال و غيره.
مونت موريونت يا بنتونيت ها را با توجه به كاربردهاي فراوان آنها به طور خلاصه به شرح زير دسته بندي مي نمايند.
بنتونيت كلسيم
بنتونيت سديم
مونت مورينت معروف به خاك اسيدي
كاربرد اين بنتونيتها به طور خلاصه بدين شرح مي باشد.
بنتونيت كلسيم:
در ماسه ريخته گري، جاذبه هاي روغن و گريس، فيلتركردن و تصفيه، غذاي دام و حيوانات اهلي
بنتونيت سديم:

گلهاي حفاري، ماسه ريخته گري، گندله سازي، غذاي حيوانات، نيازهاي مهندسي سويل
مونت موريونيت معروف به خاك اسيدي:

كف لانه هاي حيوانات خانگي، جاذب گريس و روغن، روان سازي، ناقل رنگ و غيره
ارزش بنتونيت سديم بيشتر به دليل چسبندگي و چسبانندگي آن مي باشد در صورتيكه بنتونيت كلسيم و خاكهاي طبيعي فعال بيشتر بدليل خواص جاذب بودن، كاتاليزوري، توان تعويض كانيوني و بالاخره چسبانندگي آنها ارزشمند است.
3-1- گل حفاري

بنتونيت بدليل تعليق پذيري واستاندارد سيلان در غلظت هاي بالا و قدرت آب بندي در اثر تورم از حدود 70 سال پيش بعنوان گل حفاري مصرف مي شود. اين نوع بنتونيت بيشتر از نوع سديك يا تورم پذير است. بنتونيت كلسيم يا خاك اسيدي بندرت براي اين كار مصرف مي شود. براي اين كار بنتونيت را به صورت گل (مخلوط ساده بنتونيت با آب) كه به گل وانيلا (Vanilla) معروف است در مي آورند و در چاهها و گمانه هاي حفاري تزريق مي كنند تا ديواره آنها را بصورت ژل پوشانده، ترك و شكافهاي ديواره گمانه ها را پركرده و موجب كاهش آب (افت آب) تزريقي در گمانه گردد. ليزي و سيلان آن (در اثر جريان يابي) حركت دستگاه حفاري را در گمانه ها آسانتر مي نمايند.

در گمانه هايي كه در كناره دريا و يا در ميان سازندهاي آبدار حفر مي شود تزريق بنتونيت به تنهايي يا با مواد ديگر مانع نفوذ بيش از حد آب بداخل اين گمانه ها مي شود. براي آزمايش تعليق پذيري 5/22 گرم بنتونيت را با 350 سانتي متر مكعب آب مقطر مخلوط كرده و زمان تعليق و غلظت آنرا تعيين مي كنند و با غلظت سنج مخصوص در 300 تا 600 دور ييد (Yield) آنرا اندازه گيري مي نمايند كه ييلد موردنظر حداقل بايستي 90 bbl درهر تن باشد. اين مخلوط را سپس از فيلتر پرس تحت فشار گذرانده و حجم آب بدست آمده را اندازه گيري مي كنند.

روش ديگر آزمايش سرندتر است. براي اين كار 1 گرم بنتونيت با نرمي مش 200 تا 350 سانتي متر مكعب آب مخلوط كرده و از سرند مخصوص مي گذرانند. باقي مانده روي الك خشك كرده و وزن مي نمايند تا درصد بنتونيت ردشده از سرند تعيين شود. اين رقم نبايد از 205 درصد بيشتر باشد و در مورد آتاپولوژيت اين رقم 8 درصد است.
بيشترين كاربرد بنتونيت براي گل حفاري در ده سال 1971 تا 1981 در سال 1981 بوده است.
چنانچه كشورهاي غربي در اين سال حدود 8/1 ميليون تن در چاههاي نفت مصرف كرده اند كه اغلب از نوع سديك بوده است. در اين ميان امريكا بزرگترين مصرف كننده در اين صنعت است و در سال 1981 به تنهايي حدود 940 تن، يعنين صف مصرف دنياي غرب را به خود اختصاص داده است. در جايي كه آب معدني در ناحيه حفاري مانع كار شود از رسهاي نوع هورميت يا به عبارتي آتاپولژيت و سپيوليت بجاي بنتونيت استفاده مي كنند. جداكثر رطوبت بنتونيتي كه براي گل حفاري به كار مي رود بطور استاندارد و براي زمان تحويل و حمل 100 درصد براي بنتونيت و 61 درصد براي آتاپولژيت است.

ماسه به تنهايي قابليت چسبندگي ندارد. اگر قالبهاي ريخته گري با ماسه خالص ساخته شوند قبل يا در موقع ريخته گري از هم پاشيده مي شوند. براي جلوگيري از اين قضيه از خاصيت چسبندگي بنتونيت استفاده مي شود. به ماسه هاي ريخته گري، مقداري بنتونيت كه از 15 درصد تجاوز نمي كند، مي افزايند.
اين ماسه ها بنتونيت دار جهت فرم دادن فلزات و آلياژها به صورت ريخته گري بارها مورد استفاده قرار مي گيرند فاصله زماني استفاده مجدد ممكن است از يك ساعت كمتر باشد و چون فلزات با درجه حرارت بالا در قالب ريخته مي شوند بنابراين ممكن است باعث از بين بردن خواص مطلوب بنتونيت مخلوط شده با ماسه گردند.

در اين صورت هر دفعه مقداري بنتونيت به ماسه اضافه مي گردد. در قالب ريزيهاي دقيق مرتباً ماسه مورد آزمايش قرار گرفته و با اضافه كردن يا تعويض بنتونيت به آن خاصيت چسبندگي مي دهد و چون بيشتر قسمت رويي كه مستقيماً در تماس با فلز است زياد صدمه مي بيند در بعضي ريخته گريها قالب دو قسمتي تهيه مي شود و فقط بنتونيت سمت رويي را ترميم مي نمايد.

هرچه اين قسمت نرمتر و صافتر باشد محصول ريخته گري صافتر بوده و احتياج به سوهان كشي و سوهان كمتري خواهد داشت.
بنابراين جدا دارد كه دقت بيشتري به عمل آورده و خاكهايي به كار گرفته شود كه با ماسه سازگاري بهتري داشته باشد از اين جهت مونت موريونيت مناسب تر است بطور كلي بنتونتيهاي سديم دار با ماسه سازگارترند. در مواردي كه بنتونيت سديم دار در دسترس نباشد از بنتونيت هاي كلسيم استفاده مي شود و با افزودن كربنات سديم (معروف به سودالش) به آنها خاصيت چسبندگي مي بخشد.

بنتونيت مصرفي در اين كاربرد بايد داراي مشخصه هاي زير باشد. آب محتواي آن بين 6 تا 12 درصد باشد. PH آن برابر يا بزرگتر از 2/8 باشد و اكسيد كلسيم آن از 7 درصد بيشتر نباشد. اصولاً هر ريخته گري برحسب نوع فلز، حجم قالب و مقدار توليد براي خود مشخصه هايي از نظر مقاومت در برابر حرارت و غيره براي بنتونيت قائل است.

4-1- گندله سازي
از خاصيت چسبانندگي بنتونيت براي گلوله كردن سنگ آهن كنسانتر هاستفاده مي شود براي اين منظور بنتونيت را به صورت مرطوب با كنسانتره سنگ آهن مخلوط كرده و از روي يك صفحه مدور گردان عبور مي دهند. در اثر نيروي گريز از مركز و غلطيدن و مخلوط دانه هاي گرد نخودي شكلي از آن حاصل مي شود. اين دانه هاي نخودي شكل كه گندله ناميده مي شوند در كوره پخته شده و مقاوم مي شوند تا در موقع ذوب خرد نشوند. بنتونيتي كه به اين منظور بكار مي رود از نوع چسبنده بوده و بايستي مقاومت كافي در حال تر و خشك داشته باشند. براي آزمايش مقاومت در حالت تر و خشك آنها را برروي يك صفحه گردان پرتاب كرده و درصد خردشدن و ميزان مقاومت آنها را تعيين مي نمايند.

5-1- دانه هاي جاذب
مصرف عمده خاك اسيدي مونت موريونيت به عنوان جاذب براي نفت و گريس بوده و در ساخت لانه حيوانات اهلي و خانگي نيز از اين دانه ها استفاده مي شود چون علاوه بر گرم و نرم بودن، در كف لانه فضولات حيوانات را جذب مي كند.

مشخصه هايي از نظر سختي و سفتي براي رسهاي جاذب ارائه نشده اغلب از مواد ارزان قيمت استفاده مي شود معمولاً بنتونيت مصرفي در اين صنعت به صورت دانه اي (غيرپودر) در بازار عرضه مي شود. مصرف امريكا در سال 1987 مقدار 84630 تن از اين ماده بوده كه 55 تا 70 درصد آن شايد براي مصرف در لانه حيوانات اهلي و خانگي بوده است.
آتاپولژيت رقيب اصلي خاك مونت موريونيت اسيدي در اين كاربرد است. سپيوليت نيز به عنوان جاذب مصرف مي شود. مزاياي رسهاي هورميت (سپيوليت) اين است كه قدرت جذب زيادي دارند ولي از آنجا كه حاوي بلورهاي كريستوباليت (نوع مضر سيليس) هستند مي تواند باعث ناراحتي هاي ريوي شود و بايستي در مصرف آن احتياط كرد.

6-1- بيرنگ كننده (رنگ زدايي يا سفيدكردن)
از بنتونيت بطور وسيع در رنگ زدايي روغنها استفاده مي شود و منظور از اين امر تصفيه سازي و حذف بعضي مواد از روغن است كه البته وجود اين مواد در محصول نهايي روغن مطلوب نيست. رنگ زدايي در همه انواع روغن هاي حيواني، نباتي و معدني انجام مي شود. روغنهايي از قبيل تخم كتان، سويا نارگيل و غيره نيز توسط بنتونيت رنگ زدايي و خالص مي شوند تا در ساخت صابون، رنگها و محصولات خوراكي بكار روند. ضدعفوني كردن هيدروژن زدايي، خنثي سازي و رنگ زدايي روغن نيز توسط بنتونيت انجام مي شود.

براي تصفيه روغن 5 تا 30 درصد وزني آن از خاك استفاده مي شود ولي به هنگام فيلتره كردن آن اگر اين خاك به اندازه كافي فعال نشده باشد ممكن است مقداري از روغن را در خود نگهدارد. خاكهايي كه بدين منظور بكار مي روند بصورت طبيعي فعالند (خاك طبيعي فعال) و يا پس از فعال سازي شيميايي و يا فيزيكي بصورت فعال در مي آيند. براي اين منظور سه نوع خاك فعال كاربرد دارد:
1- خاكهاي طبيعي فعال

2- خاكهاي فعال شده بنتونيتي
3- بوكسيت فعال شده
رسهاي طبيعي فعال در طبيعت به همان صورت كه در صنعت بكار مي روند وجود دارند و احتياج به فعال كردن اسيدي ندارند. پلاستيسيته اين خاكها زياد نيست، آب فراواني دارند و ساختمان آنها ورقي شكل است و با از دست دادن آنها به زبان مي چسبند كه يكي از مشخصه هاي بارز آنهاست. بنتونيت هاي فعال شده از خاكهاي بنتونيتي كه توانايي فعال شدن با اسيد معدني را دارند به روش مخصوص تهيه مي گردند و قدرت رنگبري آنها چندين برابر رسهاي طبيعي فعال است. اين خاكها بخصوص براي ساختن كاغذهاي كاربن بدون كربن بكار مي روند. بوكسيتهاي فعال شده نيز از حرارت دادن ماده معدني بوكسيت بدست مي آيد و فقط براي تصفيه روغنهاي نفتي و به صورت دانه اي بكار مي رود.

براي رنگ زدايي روغن حيواني، نباتي، نفتي، چربيها و مومها از دو روش ردكردن از صافي و تماسي استفاده مي شود.
در روش ردكردن از صافي روغن از وسط لايه رسي دانه اي شكل با اندازه هاي 10 تا 60 مش عبور داده مي شود ولي در روش تماسي روغن مستقيماً با رس نرم 200 مش مخلوط شده و سپس از فيلتر عبور داده مي شود. روغن هاي نفتي را با هر دو روش ولي روغن هاي حيواني و نباتي را تنها با روش تماسي عمل مي كنند. اصولاً براي اين امر از بنتونيت كلسيم استفاده مي شود ولي بنتونيت هاي سديم و مونت موريونيت هاي اسيدي نيز در اين كار مصرف دارند. از آتاپولوژيت نيز براي عمل آوردن روغنهاي معدني استفاده مي شود

بيشتر گليسيرين هايي كه از نباتات يا حيوانات بدست مي آيند بايد قبل از مصرف بي رنگ شوند. براي اين منظور از رس هاي رنگبر طي دو روش تصفيه فيزيكي با بخار و شيميايي استفاده مي شود. در تصفيه فيزيكي ناخالصي هاي روغن را با تبخير كردن آن قبل از سفيدكردن جدا مي كنند و سپس با اسيد سولفوريك يا اسيد ستيريك و 2 تا 5 درصد خاك بيرنگ كننده فعال آنرا بيرنگ مي نمايند. اين عمل بمدت 10 تا 15 دقيقه و در 90 درجه سانتيگراد در خلاء انجام مي شود.

از اين روش بيشتر براي بيرنگ كردن روغن نخل استفاده مي شود ولي گاه روغن ذرت، سويا، شلغم روغني تخمها و چربيهاي حيواني را بدين روش بيرنگ مي كنند. در روش شيميايي نمكها و صمغ را بوسيله اسيد جدا مي كنند و يا اينكه روغن را كه توسط قليا خنثي شده است جهت جداكردن هر نوع اسيد چربي آزاد با آب مي شونيد و سپس خاك فعال شده به آن اضافه كرده و به مدت 20 تا 30 دقيقه در 90 درجه سانتيگراد و تحت خلاء (براي روغن نخل در 140 درجه

سانتيگراد) نگه مي دارند. كيفيت خاك فعال اضافه شده مربوط به رنگي است كه انتظار دارند روغن رنگ مزبور را به خود بگيرد و معمولاً مقدار اين خاك 25/0 تا 2 درصد است.
به روغنهاي برزك و سويا كه مصارف فني دارند مشابه روغنهاي خوراكي خاك افزوده و 20 تا 30 دقيقه در 80 تا 110 درجه سانتيگراد حرارت مي دهند.
براي تهيه صابون هاي سفيدرنگ معمولاً لازم است كه روغنها و چربي هاي مورد استفاده را قبل از تبديل به صابون سفيد كنند و بدين منظور روغن و چربيها را با 2 درصد تا 4 درصد خاك سفيدكننده به مدت 20 تا 30 دقيقه در 90 تا 120 درجه سانتيگراد حرارت داده و سپس فيلتره مي كنند.

بيشترين مصرف اين خاك براي سفيدكردن، در روغنهاي نباتي و پس از آن روغن نخل است كه سالانه حدود 10 ميليون تن روغن نخل توليد مي شود. توليدكنندگان عمده روغن نباتي كشورهاي آرژانتين، برزيل، كانادا، چين، هند، اندونزي، ايتاليا، مالزي، نيجريه، فيليپين آمريكا و روسيه است. وزارت كشاورزي امريكا (USDA) توليد دانه هاي روغني دنيا را 202 ميليون تن در سال 1987 و 1988 اعلام كرده است. در گذشته روغنهاي خام در كشورهاي مصرف كننده

(كشورهاي صنعتي) رنگ زدايي و تصفيه مي شدند و روغنهاي خام از كشورهاي توليدكننده به همان صورت خام خريداري شده و به صورت فله به كشورهاي صنعتي حمل مي شد ولي در حال حاضر كشورهاي توليدكنده خود اقدام به تصفيه روغن مي كنند تا ارزش افزوده را از آن خود بنمايند. اين موضوع به خصوص در مورد مالزي كه بزرگترين توليدكننده روغن نخل دنياست صد درصد صدق مي كند. روغن نخل منبع بزرگي از دانه هاي روغني اقتصادي و مفيد دنيا است. يك

هكتار نخل روغني داراي ارزش ساليانه بين 4 تا 5 تن روغن نخل 400 تا 500 كيلو روغن هسته خرما مي باشد كه پس از تصفيه براي مصرف خوراكي از آن استفاده مي شود. گرچه مصارف شيميايي آن نيز در حال افزايش است. توليد روغن نخل كشورهاي آسياي اندونزي، مالزي، فيليپين سنگاپور و تايلند حدود 6 ميليون تن روغن خام نخل بوده كه 70 درصد توليد روغن دنيا را تشكيل مي دهد. روغن هسته خرما نيز در آسيا بيشتر از ساير نقاط دنيا است. در سال 1987 مقدار روغن شلغم 2/2 ميليون تن و روغن هسته خرما 700 تن بوده است.

تحقيقات زيادي در حال انجام است تا روغن نخل را بتوان بصورت يك غذاي ويژه با ارزش در آورده و به كشورهاي توسعه يافته صادر نمايند تا از افت قيمت آن جلوگيري شود.

در طول عمل فيلتره كردن 20 تا 30 درصد روغن نخل از بين مي رود. هرچه روغنهاي نباتي افزايش مصرف داشته باشند تقاضا براي خاك بيرنگ كننده نيز افزايش مي يابد و هر كشورهاي توليدكننده روغن خود اقدام به رنگزدايي و تصفيه روغن بنمايند، الگوي عرضه و تقاضاي دنيا براي بنتونيت بيشتر بهم خواهد خورد. چنانكه مصرف خاك بيرنگ كننده در كشورهاي مهم صنعتي پايين آمده و در كشورهاي توليدكننده روغن بالا خواهد رفت. در روغن هاي معدني هم مونت موريونيت و هم آتاپولژيت براي فيلتره كردن روغن بكار مي روند. انواع روغنهاي اصلي معدني كه بدينوسيله تصفيه مي شوند عبارتند از : نفت، روغن سوخت، روغنهاي روان ساز (روغن موتورها) واكسها و گريسها

روغنهاي معدني روانساز (Lubricator) براي تصفيه بايد تا 300 درجه در خلاء حرارت داد.
ناگفته نماند كه جداكرن كامل اجزاء موجود در روغن هايي كه در توربين ها و عايقهاي الكتريكي بكار مي رود توسط اسيد سولفوريك قوي و سپس تصفيه آن با خاك انجام مي گيرد.

خاكهاي فعال شده سفيدكننده جهت احياي رواسازها اهميت دارد ولي اين امر به سادگي تصفيه ساير روغنها در 80 تا 110 درجه سانتيگراد نيست. در اين مورد روغنها را با اسيد سولفوريك مي آميزند تا ناخالصي هاي آنها با اسيد تركيب شده و به صورت رسوب از روغن جدا گردد. سپس بنتونيت فعال شده را به روغن اضافه نموده و 200 تا 300 درجه حرارت داده و از داخل آن بخار رد مي كنند و سپس خاك مصرف شده را توسط فيلتر جدا مي كنند. مقدار خاك موردنياز براي عمل 3 تا 5 درصد وزن روغن است

7-1 مصارف كشاورزي
رسهاي مونت موريونيتي در برخي از صنايع كشاورزي كاربرد دارند كه عبارتند از سموم كشاورزي به عنوان ناقل، كودهاي كشاورزي جهت حاصلخيزي خاك و گلوله سازي و غذاي حيوانات مصرف آن در اين موارد از كشوري به كشور ديگر و از سالي به سالي ديگر با توجه به تغييرات آب و هوايي و جانشيني ساده در تغيير است.
8-1- گلوله سازي غذاي حيوانات

بنتونيت هاي سديم و كلسيم هر دو براي گلوله كردن و تشكيل غذاهاي خشك حيواني بخصوص در امريكا بكار مي روند. سپيوليت، كائولن و آتاپولژيت مواد آلي چسباننده چون ليگنوسولفات (Lignosolphate) نيز بدن منظور بكار مي روند. وقتي بنتونيت باندازه 2/5 درصد كل وزن ماده به غذاي حيوانات اضافه شود.
شير گاو را افزايش داده و در غذاي پرندگان خانگي و بوقلمون نيز كيفيت و كميت تخم مرغ را بالا مي برد.

در سال 1988 محققين دانشگاه نيوانگلند استراليا متوجه شدند كه اضافه كردن 18 گرم بنتونيت به شرب گوسفندها پشم آنها را باندازه 2 گرم در روز افزايش مي دهد و لذا اعلام داشتند كه بنتونيت از نظر افزايش توليد پشم پتانسيل خوبي داشته و اضافه كردن آن به آب آبياري جهت ترميم چراگاهها و ترميم تغايذ نيز مؤثر بوده و از مرگ و مير بره ها جلوگيري مي نمايد.

9-1- مواد سمي
به صورت گرد و يا محلول روغني تهيه مي شوند. مونت موريونيت ها يكي از چندين نوع پودري سموم مي باشند كه در فرمول سموم گردي يا دانه اي شكل قابل حل در آب وجود دارند خاصيت مونت موريونت در اين سموم به عنوان ناقل جهت علف كشي و دفع آفات نباتي مي باشد و مصرف آن به همين جهت در امريكا در سال 1985 حداكثر 149000 تن بوده است. آتاپولژيت نيز بدين منظور به كار رفته است و حدود 3 درصد كل مونت موريونت آمريكا را تشكيل مي دهد. بنتونيت سديم و كلسيم به دليل گرانتر بودن كمتر از خاك مونت موريونت اسيدي و آتاپولژيت مصرف مي شوند.

در ژاپن بنتونيت براي تهيه حشرهكشها مصرف مي شود و در سال 1983 مقدار آن 46900 تن (يعني حدود 13 درصد كل مصرف بنتونيت ژاپن) گزارش شده است.
آمار مصرفي در اروپا در اين باره داده نشده و به احتمال زياد به دليل وجود بارندگي شديد در فصول سم پاشي به نظر مي رسد كه كشورهاي اروپائي از سموم گردي استفاده نكرده بلكه از سموم روغني استفاده مي نمايند. اندازه ذرات بنتونيت ناقل 5/0 تا 4 ميكرون مي باشد و مقدار آن نيز در حشره كشهاي گردي ممكن است 1 درصد باشد ولي معمول آن 5 تا 10 درصد مي باشد. انتخاب نوع ناقل مربوط به عوامل فني از قبيل اندازه ذرات، قابليت ترشدن، با آب و قيمت آن مي باشد. با توجه به كنترل هاي محيط زيستي شديد ميزان استفاده از سم هاي گردي شكل پائين آمده است. از مونت موريونت آتاپولژيت و سپيوليت در بريتانيا براي تهيه دانه هاي حشره كش (نه به صورت گرد) استفاده مي گردد.

بعضي كشورها به جاي مصرف بنتونيت از دياتوميت و باطله هاي زغال سنگ استفاده مي نمايند دياتوميت ماده خوبي است ولي گرانتر از رسها است.
10-1- كودها

در كودها نيز مونت موريونيت به عنوان ناقل كاربرد دارد. گرچه مقدار مصرف آن در اين صنعت زياد نيست. ولي به هر حال مصرف دارد. در امريكا حدود 2% كل مصرف بنتونيت را تشكيل مي دهد. خاك مونت موريونيت اسيدي بيشتر از همه انواع مصرف مي گردد. آتاپولژيت نيز كم و بيش در آمريكا بدين منظور مصرف مي شود. و در سال 1980 مقدار مصرف آن 43000 تا 56000 در سال بوده است.

11-1- نيازهاي مهندسي سويل
بنتونيت به صورت گل در نيازهاي مهندسي سيويل در پي ريزهاي، به صورت ديواره هاي ساختمان، شمع كوبي، دوغاب كردن و روانسازي مصالح بنائي به كار مي رود. همچنين در كارهاي مختلف تونل سازي نيز كاربرد دارد.

گلهاي محتوي 4 تا 8 درصد بنتونيت براي دوغاب كردن بكار مي روند و اين گل مانع حركت آب در دالخ خاك شده و همچنين از حركت آب داخل شكافها و درزه هاي سنگ و ساختمانهاي با بناي سنگي جلوگيري مي كند. مثلاً مي توان در صورت تزريق گل از جريان آب در شنهاي ساحلي جلوگيري كرد. همچنين مانع نفوذ آب استخر به آن طرف ديوارها مي گردد و در صورتي كه به داخل ماسه ها تزريق شود احتياج به ديوارسازي نداشته و سدي در مقابل آب مي گردد بعنوان روانساز در حفر گماندها و مصالح ساختماني جهت بتن شفته سازي كمك مي نمايد. اگر گل بنتونيتي و دوغابهاي بنتونيتي به تنهايي به كار روند ممكن است ژلهاي

تشكيل شده در اثر لرزش شكسته شده و بهم بريزند. براي جلوگيري از اين كار بايد بنتونيت را با سيمان يا سيليكاتهاي اصلي مخلوط كرد.