Bentonit;

terimi ilk olarak 1890 yılında Fort Benton, Montana yakınlarındaki üst kretase tüfünde bulunan bir kil için kullanılmıştır. Kilin özelliklerini belirleyen ana bileşen kil minerali montmorillonittir. Bu da adını Güney Fransa’daki Montmorillon’daki bir mevduattan alıyor.

Bentonit, çoğunlukla smektit minerallerinden, genellikle montmorillonitten oluşan, volkanik külün alterasyonundan sıklıkla üretilen bir kildir. Diğer smektit grubu mineralleri hektorit, saponit, beidelit ve nontronittir. Simektitler kil mineralleridir, yani çoğunluğu en büyük boyutu <2µm olan bireysel kristalitlerden oluşurlar. Simektit kristalitlerinin kendileri üç katmanlı kil mineralleridir. İki tetrahedral katman ve bir oktahedral katmandan oluşurlar. [SiO4] – tetrahedronlardan oluşan montmorillonit tetrahedral katmanlarda, [M(O5,OH)]-oktahedron katmanını çevreler (M = ve esas olarak Al, Mg, ancak Fe de sıklıkla bulunur). Silikat katmanları, kristaller arası bölgede değişebilir iyonlarla dengelenen hafif bir negatif yüke sahiptir. Yük o kadar zayıftır ki katyonlar (doğal formda, ağırlıklı olarak Ca2+, Mg2+ veya Na+ iyonları) hidrat kabukları ile bu bölgede adsorbe edilebilirler. Hidrasyonun derecesi kristaller arası şişmeye neden olur. Bentonitler, oluşumlarının doğasına bağlı olarak, montmorillonite ek olarak çeşitli yardımcı mineraller içerir. Bu mineraller kuvars, feldispat, kalsit ve alçıtaşı içerebilir. Bu minerallerin varlığı, uygulamaya bağlı olarak değerini azaltarak veya artırarak bir yatağın endüstriyel değerini etkileyebilir. Bentonit güçlü kolloidal özellikler sunar ve suyla temas ettiğinde hacmi birkaç kat artarak jelatinimsi ve viskoz bir sıvı oluşturur. Bentonitin özel özellikleri (hidrasyon, şişme, su emme, viskozite, tiksotropi) onu çok çeşitli kullanımlar ve uygulamalar için değerli bir malzeme haline getirir.

Bentonit yataklarından normalde taş ocakçılığı yapılır. Çıkartılan bentonit, yaklaşık %30’luk bir nem içeriğiyle bile belirgin bir şekilde katıdır. Malzeme başlangıçta ezilir ve gerekirse soda külü (Na2CO3) ilave edilerek etkinleştirilir. Bentonit daha sonra yaklaşık %15’lik bir nem içeriğine ulaşmak için kurutulur (hava ve/veya cebri kurutma). Nihai uygulamaya göre, bentonit ya elenir (granüler formda) veya öğütülür (toz ve süper ince toz formunda). Özel uygulamalar için bentonit, ilişkili gang minerallerini uzaklaştırarak saflaştırılır veya asitle aktive edilmiş bentonit (ağartma toprağı) üretmek için asitlerle işlenir veya organokil üretmek için organiklerle işlenir.

Dökümhane:

Bentonit, demir, çelik ve demir dışı döküm üretimi için kalıp kumunun hazırlanmasında bağlayıcı malzeme olarak kullanılır. Bentonitin benzersiz özellikleri, yüksek kaliteli dökümlerin üretimi için iyi akışkanlık, sıkıştırılabilirlik ve termal stabiliteye sahip yaş kum kalıpları sağlar.

Kedi Kumu:

Bentonit, topaklar oluşturarak (kolaylıkla çıkarılabilir) çöpleri emme avantajından dolayı, kalan ürünü daha sonra kullanmak üzere bozulmadan bırakması nedeniyle kedi kumu için kullanılır.

Peletleme:

Bentonit, demir cevheri peletlerinin üretiminde bağlayıcı madde olarak kullanılır. Bu işlem sayesinde, ince demir cevheri taneleri, pik demir üretimi için yüksek fırınlarda veya doğrudan indirgeme demiri (DRI) üretiminde besleme malzemesi olarak uygun olan küresel peletlere dönüştürülür.

İnşaat ve İnşaat Mühendisliği:

İnşaat mühendisliği uygulamalarında bentonit, geleneksel olarak diyafram duvarlarında ve temellerinde, tünel açmada, yatay yönlü sondajda ve boru krikosunda tiksotropik, destek ve yağlayıcı madde olarak kullanılır. Bentonit, viskozitesi ve plastisitesi nedeniyle Portland çimentosu ve harçlarında da kullanılmaktadır.

Çevresel Piyasalar:

Bentonitin adsorpsiyon/absorpsiyon özellikleri atık su arıtımı için çok faydalıdır. Ortak çevre direktifleri, yeraltı sularının kirleticilerden korunmasını sağlamak için düzenli depolama alanlarının inşasında ve rehabilitasyonunda sızdırmazlık malzemesi olarak doğal olarak bentonit içermesi gereken düşük geçirgenliğe sahip toprakları önermektedir. Bentonit, geosentetik kil astarların aktif koruyucu tabakasıdır.

Sondaj:

Bentonitin diğer bir geleneksel kullanımı, petrol ve su kuyusu sondajı için çamur bileşeni olarak kullanılmasıdır. Görevleri esas olarak sondaj deliği duvarlarını kapatmak, matkap kesimlerini çıkarmak ve kesme kafasını yağlamaktır.

Yağlar/Gıda Piyasaları:

Bentonit, yenilebilir sıvı ve katı yağların (Soya/palm/kanola yağı) işlenmesinde adsorpsiyon özelliklerinin çok önemli olduğu yağlardaki safsızlıkların giderilmesinde kullanılır. Bira, şarap ve maden suyu gibi içeceklerde ve şeker veya bal gibi ürünlerde bentonit arıtıcı olarak kullanılır.

Tarım:

Bentonit, hayvan yemi takviyesi olarak, hayvan yemi peletlerinin üretiminde peletleme yardımcısı ve ayrıca soya küspesi gibi konsolide olmayan yem bileşenleri için akışkanlık yardımcısı olarak kullanılır. Toprağın iyileştirilmesi ve şartlandırılması için iyon değiştirici olarak da kullanılır. Termal olarak işlendiğinde, çeşitli herbisitler ve pestisitler için gözenekli bir seramik taşıyıcı olarak kullanılabilir.

İlaç: Kozmetik ve Medikal Piyasalar:

Bentonit, ilaçlarda dolgu maddesi olarak kullanılır ve absorpsiyon/adsorbsiyon fonksiyonları nedeniyle macun oluşumuna izin verir. Bu tür uygulamalar arasında endüstriyel koruyucu kremler, kalamin losyonu, ıslak kompresler ve egzama için tahriş önleyici maddeler bulunur. Tıpta bentonit, ağır metal zehirlenmelerinde panzehir olarak kullanılır. Çamur paketleri, güneş yanığı boyaları, bebek ve yüz pudraları ve yüz kremleri gibi kişisel bakım ürünlerinin tümü bentonit içerebilir.

Deterjanlar:

Çamaşır deterjanları ve sıvı el temizleyicileri/sabunları, solventlerdeki safsızlıkları gidermek ve kumaşları yumuşatmak için bentonitin eklenmesine dayanır.

Boyalar:

Boyalar ve Cilalar: Bentonit ve organokiller, tiksotropik özelliklerinden dolayı verniklerde, su ve solvent boyalarda koyulaştırıcı ve/veya süspansiyon ajanı olarak işlev görür. Adsorpsiyon özellikleri, indigo boyamalı kumaşların aprelenmesinde ve boyalarda (boyalar ve duvar kağıtları için vernikler) takdir edilmektedir.

Kağıt:

Bentonit, zift kontrolünde, yani makineleri engelleme eğiliminde olan ahşap reçinelerinin emilmesinde ve kağıt hamurunun kağıda dönüşüm verimliliğinin yanı sıra kağıdın kalitesinin iyileştirilmesinde kullanıldığı kağıt yapımında çok önemlidir. Bentonit ayrıca kağıt geri dönüşümü için faydalı mürekkep giderme özellikleri sunar. Ayrıca, karbonsuz kopya kağıdı imalatında aktif bileşen olarak asitle aktive olan bentonit kullanılır.

Katalizör:

Kimyasal olarak modifiye edilmiş kil katalizörleri, asit katalizinin kilit bir mekanizma olduğu çeşitli görevlerde uygulama bulur. Özellikle, yakıt katkı maddeleri üretmek için alkilasyon işlemlerinde kullanılırlar.