Бентонит - Bentonite

Бентонит (жанартау күлі) Вайоминг
Сұр тақтатас және бентониттер (Benton Shale; Colorado Springs, Колорадо)

Бентонит (/ˈбɛnтənʌɪт/)[1] болып табылады сіңіргіш алюминий филлосиликат саз негізінен тұрады монтмориллонит. Бентониттің алғашқы табылуларының бірі Бор Бентон Шейл жақын Рок Ривер, Вайоминг. Форт-Бентон тобы, басқалармен қатар, стратиграфиялық сабақтастықта аталған Форт Бентон, Монтана ортасында 19 ғасырдың Филдинг Брэдфорд Момын және Ф. Хайден АҚШ Геологиялық Қызметі.[2]

Бентониттің әр түрлі типтері сәйкесінше доминанттың атымен аталады элемент, сияқты калий (K), натрий (Na), кальций (Ca) және алюминий (Al). Сарапшылар бентонит саздарын жіктеуге қатысты бірқатар номенклатуралық мәселелерді талқылауда. Әдетте бентонит ауа-райының бұзылуынан пайда болады жанартау күлі, көбінесе судың қатысуымен. Алайда, бентонит термині, сондай-ақ ұқсас саз деп аталады тонштейн, шығу тегі белгісіз саз төсектерін сипаттау үшін қолданылған. Өндірістік мақсатта бентониттің екі негізгі класы бар: натрий және кальций бентонит. Жылы стратиграфия және тефрохронология, толығымен девитирленген (вулканикалық әйнек) күлді қабаттар көбінесе саз балшықтары басым болған кезде К-бентонит деп аталады. иллит. Қосымша ретінде монтмориллонит және иллит кейде басым болатын саздың тағы бір қарапайым түрі каолинит. Каолинит басым саздар әдетте тонстеиндер деп аталады және әдетте олармен байланысты көмір.

Түрлері

Натрий бентониті

Натрий бентониті дымқыл болған кезде кеңейіп, құрғағанынан бірнеше есе көп сіңеді масса суда. Өте жақсы болғандықтан коллоидты қасиеттері,[3] ол жиі қолданылады бұрғылау ерітіндісі үшін май және геотехникалық және экологиялық зерттеулерге арналған газ ұңғымалары мен ұңғымалары.[4] Ісіну қасиеті сонымен қатар натрий бентонитін тығыздағыш ретінде пайдалы етеді, өйткені ол өздігінен бітелетін, өткізгіштігі төмен тосқауылды қамтамасыз етеді. Ол негізін сызу үшін қолданылады полигондар, Мысалға. Натрий бентонитінің әртүрлі беттік модификациялары кейбір жақсартады реологиялық немесе геологиялық ортадағы тығыздау өнімділігі, мысалы, полимерлерді қосу.[5]

Кальций бентониті

Кальций бентониті пайдалы адсорбент ерітіндідегі иондар,[6] майлар мен майлар. Бұл негізгі белсенді ингредиент толық жер, мүмкін, алғашқы өнеркәсіптік тазалау агенттерінің бірі.[7]

Натрий бентонитінің көптеген қасиеттерін көрсету үшін кальций бентониті натрий бентонитіне айналуы мүмкін (натрийді байыту немесе натрийді активтендіру деп аталады). ион алмасу процесс. Жалпы қолданыста бұл 5-10% еритін натрий тұзының қосылуын білдіреді натрий карбонаты бентонитті ылғалдандыру, жақсылап араластыру және ион алмасу уақыты мен су алмасқан кальцийді кетіруге мүмкіндік береді.[дәйексөз қажет ] Натриймен байытылған кальций бентонитінің (немесе натриймен белсендірілген бентониттің) тұтқырлығы және суспензиялардың жоғалуы сияқты кейбір қасиеттері табиғи натрий бентонитіне толықтай сәйкес келмеуі мүмкін.[3] Мысалы, кальций карбонаттарының қалдықтары (алмасқан катиондар жеткіліксіз жойылған жағдайда пайда болады) геосинтетикалық лайнерлердегі бентониттің төмен өнімділігіне әкелуі мүмкін.[8]

Калий бентониті

Калий бентониті немесе К-бентонит деп те аталады, калий бентониті - бұл жанартау күлінің өзгеруінен пайда болған калийге бай иллит саз.[9]

Қолданады

Тазарту

Бентониттер түрлі минералды, өсімдік және жануар майларының түсін өзгерту үшін қолданылады. Олар сондай-ақ шарап, ликер, сидр, сыра, мед және сірке суын тазарту үшін қолданылады.[4]

Шарапты басқаннан кейін айыппұл салуға арналған бентонит ерітіндісін жасау

Бентониттің негізгі қолданыстары бұрғылау ерітіндісі, байланыстырғыш зат (мысалы, құю-құм байланысы, темір рудасының түйіршіктері), тазартқыш, сіңіргіш (мысалы, үй жануарларының қоқысы) және жер асты суларының кедергісі болып табылады.[4] 1990 ж. Жағдай бойынша, бентонит өндірісінің АҚШ-тың жартысына жуығы бұрғылау ерітіндісі ретінде пайдаланылды.[4]

Бентонит сонымен қатар оны кетіру үшін тиімді арзан адсорбент болып саналады хром (VI) сулы ерітінділерден алынған иондар (ластанған ағынды сулар).[10]

Бұрғылау ерітіндісі

Бентонит қолданылады бұрғылауға арналған сұйықтықтар кесетін құралдарды майлауға және салқындатуға, кесінділерді алуға және үрлеудің алдын алуға көмектеседі.[4] Бентониттің бұрғылау кезінде пайдалылығы және геотехникалық инженерия индустрия бірегейден туындайды реологиялық қасиеттері. Суда ілінген салыстырмалы түрде аз мөлшердегі бентонит тұтқыр, ығысуды сирететін материал құрайды. Көбінесе бентонит суспензиялары да болады тиксотропты, дегенмен сирек кездесетін жағдайлар реопектикалық мінез-құлық туралы да хабарланды. Концентрациясы жеткілікті жоғары болғанда (бір суспензияға шамамен 60 грамм бентонит) бентонит суспензиялары сипаттамаларын қабылдай бастайды. гель (оны жылжыту үшін минималды беріктік шегі қажет сұйықтық). Сонымен, бұл жалпы компонент бұрғылау ерітіндісі қысқарту үшін қолданылған бұрғылау сұйықтығының басып кіруі қалыптасуына көмектесуге бейімділігі бойынша балшықтан жасалған торт.

Тұтқыр

Бентонит темір және болат құю өндірісінде құю-құм байланысы ретінде кеңінен қолданылды. Натрий бентониті көбінесе құрғақ қалыптарды қолданатын ірі құймалар үшін қолданылады, ал кальций бентониті «жасыл» немесе ылғалды қалыптарды қолданатын кішірек құймалар үшін қолданылады.[4] Бентонит сонымен қатар темір рудасын өндіруде байланыстырушы агент ретінде қолданылады (таконит ) болат балқыту өнеркәсібінде қолданылатын түйіршіктер.Бентонит аз пайыздық мөлшерде коммерциялық және үй саз балшықтары мен керамикалық глазурлердің құрамдас бөлігі ретінде қолданылады. Ол саз денелерінің икемділігін едәуір арттырады және глазурьге түсуді азайтады, сондықтан көптеген қосымшалармен жұмыс істеуді жеңілдетеді.

Бентониттің иондық беті құм түйіршіктеріне жабысқақ жабынды жасауда пайдалы қасиетке ие. Жіңішке ұнтақталған бентонит сазының кішкене бөлігі қатты құмға қосылып, суланған кезде, саз құм бөлшектерін деп аталатын қалыпталатын толтырғышқа байлайды жасыл құм қалыптарды жасау үшін қолданылады құм құю. Кейбір өзен атыраптары ежелгі металл өңдеу технологиясы үшін өте маңызды қалыптау құмының табиғи көзін жасай отырып, саз балшықтары мен құмның қоспасын табиғи түрде жинайды. Бентониттің иондық бетін өзгертудің заманауи химиялық процестері бұл жабысқақтығын едәуір күшейтеді, нәтижесінде балқытылған металдың температурасына сәйкес келетін қамыр тәрізді, бірақ күшті құйма құм қоспалары пайда болады.

Бентонит сазының жағажайларға түсуі бірдей құмның құрылыс үшін әр жерден әр түрлі пластикалығын білдіреді. құм құлыптар. Тек кремнийлі және қабықшалы дәндерден тұратын жағажай құмы бентонит сазымен қапталған дәндермен салыстырғанда жақсы қалыпқа енбейді. Сондықтан кейбір жағажайлар басқаларға қарағанда құмды құлыптар салуға әлдеқайда жақсы.

Бентониттің өз-өзіне жабысқақтығы жоғары қысымды раммалауға немесе сазды қалыптарға басуға мүмкіндік береді, мысалы, қатты, отқа төзімді пішіндер шығарады. зымыран моделі саптамалар.

Адсорбент

Бентониттің қасиеті бар адсорбциялау салыстырмалы түрде көп ақуыз сулы ерітінділерден алынған молекулалар. Демек, бентонит процесінде ерекше пайдалы шарап жасау, онда ол шамадан тыс мөлшерді кетіру үшін қолданылады ақуыз бастап ақ шараптар. Егер бентонит қолданылмаған болса, онда көптеген немесе көп шараптар жағымсыз тұнбаға түсер еді фулкулентті бұлттардың немесе жылы температураның әсерінен болатын тұмандар, өйткені бұл ақуыздар денатурат. Сондай-ақ, индукцияны кездейсоқ қолдана отырып, тездетеді түсіндіру қызыл және ақ шараптардың екеуі де.

Бентонит үй жануарларын күтуге арналған әртүрлі заттарда қолданылады мысық қоқысы иісті сіңіріп, нәжісті қоршау үшін. Ол сондай-ақ майлар мен майларды сіңіру үшін қолданылады.

Жер асты суларының кедергісі

Сумен жанасқанда ісіну қасиеті натрий бентонитін герметик ретінде пайдалы етеді, өйткені ол өздігінен бітелетін, өткізгіштігі төмен тосқауыл береді. Ол негізін сызу үшін қолданылады полигондар көші-қонының алдын алу шаймалау, жер асты суларының металды ластаушыларына карантин қою үшін және пайдаланылған ядролық отынға арналған жер қойнауын кәдеге жарату жүйелерін жабу үшін.[11] Ұқсас қолдануларға жасау жатады суспензия қабырғалары, сыныптан төмен қабырғаларды гидроизоляциялау және басқа өткізбейтін тосқауылдар жасау, мысалы annulus а су құдық, ескі құдықтарды бітеу үшін.

Бентонитті жасау үшін синтетикалық материалдар арасында «сэндвич» қоюға да болады геосинтетикалық саз балшықтары (GCL) жоғарыда аталған мақсаттар үшін. Бұл техника тасымалдау мен орнатуды ыңғайлы етуге мүмкіндік береді және ол қажетті бентонит көлемін айтарлықтай азайтады. Жақын орналасқан құбырларға, жаяу жүргіншілер жолына және басқа да инфрақұрылымға зақым келтірмеу үшін тамыр өсуін шектеу үшін жаңадан отырғызылған ағаштардың айналасына тосқауыл қою үшін қолданылады. Фермерлер бентонитті ұстап қалатын тоғандар мен желілік арналарды тығыздау үшін қолданады.

Медициналық

Бентонит негізгі іш жүргізетін дәрі ретінде тағайындалған және ол көптеген дерматологиялық формулалар үшін негіз ретінде қолданылады.[12] Түйіршікті бентонит ұрыс алаңында таңу кезінде қолдану үшін зерттелуде.[13] Бентонит сонымен қатар интернетте және бөлшек сауда орындарында әртүрлі белгілері бойынша сатылады.[14]

Бентокуатам - бентонат негізіндегі жергілікті дәрі-дәрмек урушиол, сияқты өсімдіктерден табылған май шырмауық немесе емен.[15]

Бентонит адсорбциялық қасиетіне байланысты құрғатқыш ретінде де қолданыла алады. Фармацевтикалық, нутрейцевтикалық және диагностикалық өнімдерді ылғалдың деградациясынан қорғау және сақтау мерзімін ұзарту үшін бентонит құрғатқыштары сәтті қолданылды. Шын мәнінде, бентониттың құрғатқыш орталарында кең таралған орталарда адсорбция қабілеті жоғары силикагель құрғатқыштар. Бентонит тамақпен және дәрі-дәрмектермен байланыста FDA-ға сәйкес келеді.[16]

Тай шаруашылығында

Тайландтың солтүстік-шығысындағы фермерлердің саз технологиясын бентонит сазын қолдану арқылы қолдануы түбегейлі өзгерді топырақтың деградациясы және үлкен экономикалық кірістерге әкелді, жоғары кірістілікпен және өндіріс бағаларының жоғарылауымен. Жүргізген зерттеулер Халықаралық су шаруашылығы институты және серіктестер 2002-2003 жж. аймақтың деградацияланған топырақтарына жергілікті алынған бентонит саздарын қолдануға баса назар аударды. Бұл қосымшалар құрылымдық далалық сынақтарда жүзеге асырылды. Бентонит саздарын қолдану жемшөптің өнімділігін тиімді жақсартады құмай жаңбырлы жағдайда өсірілген.[17][18]

Бентонит қолдану фермерлердің егінге алған бағаларына да әсер етті. Өндіріске кететін шығындар жоғары, бірақ өндірістің көптігі мен тағамның сапасына байланысты саз балшықпен айналысатын фермерлерге қарағанда балшық өсірушілер көп ақша салып, жақсы және жақсы азық-түлік өсіре алады.[19][20]

Заманауи құрылыстағы бентонит ерітіндісі

Бентонит суспензия қабырғалары (сонымен қатар диафрагма қабырғалары деп аталады[21]) құрылыста қолданылады, мұнда суспензия қабырғасы қалыңмен толтырылған траншея болып табылады коллоидты бентонит пен судың қоспасы.[22]Қоршаудағы гидравликалық қысым әсерінен құлайтын траншея құламайды, өйткені шлам ерітіндісі гидравликалық қысымды теңестіреді. Бетонға және арматураға арналған шламдарды ерітіндімен толтырылған траншеяға жинауға болады, содан кейін пішінге бетон құйылады. Тығызырақ сұйық бетон аз тығыздығы бар бентонит ерітіндісін ығыстырып, соңғысының траншеядан асып кетуіне әкеледі. Бұл ауыстырылған бентонит ерітіндісі кейіннен құрылыс алаңының басқа жерінде жаңа траншеяда қайта пайдалануға болатын қайта өңдеу қондырғысына жіберіледі.

Сонымен қатар, коллоид суды өткізбейтін болғандықтан, ерітінді қабырғасы жер асты суларының ағып кетуіне жол бермейді, бұл өндірістік қалдықтар сияқты улы материалмен ластанған жерасты суларының одан әрі таралуын болдырмауға пайдалы.[22]

Керамика

Керамика жасалатын саз «пластмасса», егер ол жарылып кетпестен созыла алса, «қысқа» немесе қалыптасқан кезде ыдырауға бейім болса, пластик емес деп сипатталады. Саз қоспасын пластиктендіру үшін көбінесе бентониттің аз мөлшерін қосады. Бұл сазды а-ға лақтыру сияқты әдістермен оңай қалыптастырады қыш құмырасы және түрлі қолмен жасау техникасы. Қысқа саз, мысалы фарфор қоспасынан тұрады каолинит және дала шпаты, сазды кернеуге салмайтын престеу және қалыптау сияқты шектеулі әдістер жиынтығымен ғана қалыптасуы мүмкін. Бентонит қосудың бір қиыншылығы, ол әдетте қоспаның түсіне әсер ететін минералдардан тұрады.

Керамикалық глазурь құрамында бентонит бар. Бентонит глазурьлердің баяулауын немесе шөгуін болдырмау үшін қосылады. Ол кеуектіге глазурь қолдану консистенциясын жақсарта алады печенье бұйымдар. Печенье арқылы глазурлы судың белгілі бір мөлшері сіңгеннен кейін, бентонит тері тесігін тиімді бітеп, одан әрі судың сіңуіне қарсы тұрады, нәтижесінде қабаты біркелкі болады.

Төтенше жағдайларда пайдалану

Бентонит өнеркәсіпте және төтенше жағдайларды жоюда химиялық сіңіргіш және ыдысқа арналған герметик ретінде қолданылады.

Тарих және табиғи пайда болу

2011 жылы АҚШ бентонит өндірушісі болды, оның әлемдік өндірісінің үштен бір бөлігі, Қытай мен Греция екінші орында.[23]

Жоғары деңгейлі табиғи натрий бентонитінің көпшілігі Батыс Америка Құрама Штаттарының арасында орналасқан Black Hills туралы Оңтүстік Дакота және Bighorn бассейні Вайоминг және Түркияның Токат Ресадие аймағы.[4] Аралас натрий / кальций бентониті өндіріледі Греция, Австралия, Үндістан, Ресей, және Украина.

Құрама Штаттарда кальций бентониті негізінен өндіріледі Миссисипи және Алабама.[4] Кальций бентонитін өндіретін басқа ірі орындарға Жаңа Зеландия, Германия, Греция, Түркия, Үндістан және Қытай кіреді.

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ https://kk.oxforddictionaries.com/definition/bentonite
  2. ^ [1]
  3. ^ а б Odom, I. E. (1984). «Смектитті балшық минералдары: қасиеттері және қолданылуы». Корольдік қоғамның философиялық операциялары А: математикалық, физикалық және инженерлік ғылымдар. 311 (1517): 391–409. Бибкод:1984RSPTA.311..391O. дои:10.1098 / rsta.1984.0036. JSTOR  37332. S2CID  123128039.
  4. ^ а б c г. e f ж сағ Хостерман, Дж. және С.Х. Паттерсон. 1992. Бентонит және Фуллердің АҚШ-тың жер ресурстары. АҚШ-тың геологиялық қызметі кәсіби құжаты 1522. Америка Құрама Штаттарының үкіметтік баспа кеңсесі, Вашингтон, АҚШ, АҚШ.
  5. ^ Сонда, Б.К.Г. 1979 ж. Сазды полимерлі кешендердің түзілуі және қасиеттері. Топырақтанудың дамуы 9. Эльзевье, Амстердам, ISBN  0-444-41706-0
  6. ^ Лагалы Г., 1995. Беттік және қабаттар аралық реакциялар: адсорбент ретіндегі бентониттер. 137–144 бб., Черчменде, Г.Дж., Фицпатрик, Р.В., Эгглтон Р.А. Саздар қоршаған ортаны басқарады. 10-шы балшық конференциясының материалдары, Аделаида, Австралия. CSIRO Publishing, Мельбурн, ISBN  0-643-05536-3
  7. ^ R.H.S, Робертсон, 1986. Фуллердің жері. Кальций монтмориллонитінің тарихы. Вольтурна, Пресс, Ұлыбритания, ISBN  0-85606-070-4
  8. ^ Гайоннет, Доминик; Гаучер, Эрик; Габориау, Эрве; Понс, Чарльз-Анри; Клинард, христиан; Норотте, Вероник; Дидье, Жерар (2005). «Геосинтетикалық балшық лайнерінің шаймамен өзара әрекеттесуі: өткізгіштік, микроқұрылым және жер үсті химия арасындағы корреляция». Геотехникалық және геоэкологиялық инженерия журналы. 131 (6): 740. дои:10.1061 / (ACP) 1090-0241 (2005) 131: 6 (740).
  9. ^ Калий бентониті. McGraw-Hill ғылыми-техникалық терминдер сөздігі. Тексерілді, 12 маусым 2008 ж. Answers.com
  10. ^ Мемеди, Хамдиже; Атковска, Катерина; Лисичков, Кирил; Маринковский, Мирко; Кувендзиев, Стефан; Бозиновский, Зоран; Reka, Arianit A. (28 маусым 2017). «Судағы ерітінділерден Cr (VI) -ды табиғи бентонитпен бөлу: тепе-теңдікті зерттеу». Өмір сапасы (Баня Лука) - APEIRON. 15 (1–2). дои:10.7251 / QOL1701041M.
  11. ^ Karnland, O., Olsson, S. and Nilsson, U. 2006. Минералогия және әртүрлі бентониттердің және смектитке бай саз материалдарының тығыздау қасиеттері. СКБ ТР-06-30 техникалық есебі. Стокгольм, Швеция. [2]
  12. ^ Бентонит Мұрағатталды 2009 жылдың 1 тамызы, сағ Wayback Machine oregonstate.edu веб-сайтынан
  13. ^ [3] Еуропалық реанимация кеңесінің ресми журналынан
  14. ^ «FDA Alikay Naturals - Bentonite Me Baby - Bentonite Clay көмегімен тұтынушыларды денсаулыққа қауіп төндіретіні туралы ескертеді». Есірткі: есірткінің қауіпсіздігі және қол жетімділігі. USFDA. 29 қаңтар 2016. Алынған 30 қаңтар 2016.
  15. ^ DrugBank
  16. ^ «Бентонит туралы пікірлер туралы GRAS заттарына арналған SEC комитетінің мәліметтер базасы (SCOGS)». FDA дерекқоры. FDA. Алынған 15 тамыз 2011.
  17. ^ Noble, A. D., Ruaysoongnern, S., Penning de Vries, F. W. T., Hartmann, C. and Webb, M. J. 2004. Тайландтың солтүстік-шығысында деградацияланған топырақтардың агрономиялық өнімділігін саз негізіндегі араласулар арқылы арттыру. Сенгте В., Э. Красуэлл, С. Фукай және К. Фишер, редакция., Су және ауыл шаруашылығы, No 116 еңбек, ACIAR, Канберра, 147–160 бб.
  18. ^ Сузуки, Синдзи; Асыл, Эндрю; Руайсонгнерн, Савенг; Чинабут, Наронг (2007). «Солтүстік-Шығыс Тайландтағы құмды топырақтың суды ұстап тұру қабілеті мен құрылымдық тұрақтылығын жақсарту». Құрғақ жерлерді зерттеу және басқару. 21: 37–49. дои:10.1080/15324980601087430. S2CID  129687297.
  19. ^ Saleth, RM, Inocencio, A., Noble, AD, and Ruaysoongnern, S. 2009. Балшық қолдану арқылы топырақтың құнарлылығы мен суды ұстап тұру қабілетін арттыру: Тайландтың солтүстік-шығысында топырақты қалпына келтіру зерттеулерінің әсері. IWMI зерттеулер туралы есеп (шолуда).
  20. ^ Noble, A. D .; Гиллман, Г. П .; Натх, С .; Шривастава, Р. Дж. (2001). «Бенефицирленген бентонит қосу арқылы ылғалды тропиктегі деградацияланған топырақтың беткі заряд сипаттамаларының өзгеруі». Австралия топырақты зерттеу журналы. 39 (5): 991. дои:10.1071 / SR00063.
  21. ^ «Диафрагма қабырғасы». Алынған 18 мамыр 2014.
  22. ^ а б Гутберле (1994). «Шламдар қабырғалары». Virginia Tech. Архивтелген түпнұсқа 2012-01-05. Алынған 2012-01-05.
  23. ^ Т.Браун және басқалар 2013 жыл. Дүниежүзілік минералды өндіріс 2007–11. Британдық геологиялық қызметі, Ноттингем, Англия.

Сыртқы сілтемелер