مجالات استخدام البنتونيت: أين يُستخدم؟
البنتونيت طين طبيعي قائم على معادن مجموعة السمكتيت، وأكثرها شيوعًا المونتموريلونيت. وبفضل قدرته على الانتفاخ وربط الجسيمات والاحتفاظ بالماء وامتزاز الشوائب، يُستخدم في البناء والحفر والسباكة المعدنية والتعدين وصناعة النبيذ والزراعة ومستحضرات التجميل وإنتاج المواد الماصة.
ولا يرجع اتساع مجالات استخدام البنتونيت إلى خاصية واحدة شاملة، بل إلى جمعه بين اللدونة والانتفاخ والانسيابية المتغيرة بالقص والقدرة على الربط والمساحة النوعية الكبيرة للجسيمات.
ما البنتونيت؟
البنتونيت مادة طينية طبيعية المنشأ. وتعتمد خصائصه على التركيب المعدني والكاتيونات المتبادلة السائدة. ويُميز عمليًا في أغلب الأحيان بين بنتونيت الصوديوم وبنتونيت الكالسيوم.
عادةً ما ينتفخ بنتونيت الصوديوم في الماء أكثر ويكوّن معلقات لزجة جيدة. ولذلك يلقى طلبًا في سوائل الحفر والعزل المائي والحواجز المانعة للتسرب. أما بنتونيت الكالسيوم فينتفخ بدرجة أقل، لكنه قد يفيد مادةً ماصة أو رابطة أو خامًا لبعض المنتجات الصناعية.
أهم خصائص البنتونيت
عند ملامسة الماء يستطيع البنتونيت زيادة حجمه وتكوين كتلة هلامية وخفض نفاذية الطبقة. وفي المعلقات يساعد على إبقاء الجسيمات الصلبة عالقة، بينما يمكن أن يعمل مادةً رابطة في الخلائط الجافة.
من خصائص البنتونيت المهمة:
- الانتفاخ عند الترطيب؛
- القدرة على تكوين معلقات لزجة؛
- امتزاز البروتينات والزيوت والشوائب والأيونات؛
- ربط الرمل والجسيمات المعدنية؛
- انخفاض نفاذية الماء في الطبقة المدموكة؛
- الخمول الكيميائي في كثير من مهام البناء والعمليات التقنية.
هذه الخصائص هي التي تحدد أين يُستخدم البنتونيت وأي نوع يلزم للقطاع المحدد.
أين وكيف يُستخدم البنتونيت؟
يُستخدم البنتونيت في قطاعات كثيرة، لأن المعدن نفسه يستطيع العمل مادة عزل مائي منتفخة أو مادة ماصة أو رابطة أو مثخنًا أو إضافة تقنية. وأهم مجالات الاستخدام:
- يُستخدم البنتونيت في البناء لعزل الأساسات مائيًا وإنشاء الحواجز المانعة للتسرب وحصائر البنتونيت وتنفيذ تقنية «الجدار في التربة» والأنفاق والمنشآت تحت الأرض في الترب المعقدة المشبعة بالماء.
- قد يُستخدم في صناعة النسيج بديلًا أقل تكلفة لتركيبات النشا عند تنشية الأقمشة القطنية وتجهيز الخيوط للنسج.
- يُستخدم البنتونيت المنقى في مستحضرات التجميل مثل الأقنعة والكريمات والمستحضرات وظلال العيون والمعاجين وغيرها، حيث تهم خصائص الامتزاز وزيادة اللزوجة وثبات التركيب.
- يُستخدم في المواد الكيميائية المنزلية ضمن المنظفات ومواد التنظيف والمعاجين والمعلقات وبعض الطلاءات الواقية.
- يُستخدم في الزراعة لتحسين بعض خصائص التربة، وحاملًا للأسمدة ومواد وقاية النباتات، ومكونًا في بعض إضافات الأعلاف والمنتجات الحبيبية.
- يُستخدم البنتونيت المنقى الصالح لهذا الغرض في الصناعات الغذائية لتصفية مواد النبيذ والعصائر وبعض المشروبات، وفي عمليات تتطلب الحد من العكارة أو ربط بعض الشوائب.
- قد تُستخدم مواد البنتونيت في تكرير النفط وتنقية الزيوت لإزالة جزء من الشوائب الكبريتية والنيتروجينية وغيرها.
- يُستخدم في صناعة الآلات والسباكة المعدنية والتعدين ضمن رمال القولبة، ومادة رابطة للرمل، وإضافة عند تكوير خام الحديد.
- لا يجوز في الطب والصيدلة سوى استخدام مواد قائمة على البنتونيت منقاة خصيصًا ومصرح بها لهذا الغرض. ولا يصلح بنتونيت البناء أو البنتونيت التقني لهذه المهام.
مقالة ذات صلة: الوزن النوعي وكثافة البنتونيت.
البناء والعزل المائي
يُستخدم البنتونيت في البناء للعزل المائي والحماية من التسرب. ويدخل في حصائر البنتونيت والحواجز الطينية وطبقات العزل ومواد الأنفاق والمنشآت تحت الأرض والحفريات والأساسات ومدافن النفايات.
ينتفخ البنتونيت عند الترطيب ويملأ الفراغات، فتصبح الطبقة المدموكة أقل نفاذًا للماء. وهذه الخاصية مفيدة حيث يلزم الحد من ترشيح الرطوبة عبر التربة أو حماية المنشأ من ملامسة الماء.
الحفر والسباكة المعدنية والتعدين
سوائل الحفر من أشهر استخدامات البنتونيت. فهو يساعد في الحفر على تثبيت جدران البئر وإخراج نواتج الحفر وإبقاء الجسيمات الصلبة عالقة والحد من الترشيح وتحسين أداء السائل.
وفي السباكة المعدنية يُستخدم مادة رابطة لرمال القولبة، فيساعد القالب الرملي على الحفاظ على مقاومته وشكله حتى صب المعدن. وفي التعدين يُستخدم مادة رابطة عند تكوير خام الحديد وإنتاج كريات الخام.
الصناعات الغذائية والزراعة والاستخدامات المنزلية
يُستخدم البنتونيت المنقى في الصناعات الغذائية عاملًا للتصفية، مثل معالجة مواد النبيذ وبعض المشروبات. فهو يستطيع ربط جزء من المركبات البروتينية والحد من خطر تعكر المنتج.
وفي الزراعة قد يُستخدم حاملًا للأسمدة ومواد وقاية النباتات، ومكونًا في إضافات الأعلاف، ومادة رابطة في الحبيبات، ومادة لتحسين بعض خصائص التربة. وفي المنزل ومنتجات الحيوانات الأليفة يُعرف البنتونيت بأنه مكون ماص في فرش الحيوانات، لأنه يمتص الرطوبة جيدًا ويحتفظ بالروائح.
ويوجد البنتونيت كذلك في مستحضرات التجميل والمنظفات والمعاجين والمعلقات والمواد الماصة والحشوات والدهانات ومواد تنقية الزيوت. ويُستخدم في كل حالة صنف ودرجة تنقية مختلفان، ولذلك لا يمكن اعتبار بنتونيت البناء صالحًا تلقائيًا للمهام الغذائية أو التجميلية أو الطبية.
ما الذي يجب مراعاته عند اختيار البنتونيت؟
تحتاج المجالات المختلفة إلى أنواع مختلفة من البنتونيت. ففي الحفر تهم اللزوجة ومردود السائل وخصائص الترشيح، وفي العزل المائي تهم قدرة الانتفاخ وانخفاض نفاذية الماء، وفي السباكة تهم القدرة على الربط، وفي صناعة النبيذ والأغذية تهم درجة التنقية والامتثال لمتطلبات الإضافات الغذائية.
لذلك ينبغي عند اختيار البنتونيت ألا يُنظر إلى السعر وحده، بل كذلك إلى نوع المادة ورطوبتها ومقاسها وقدرتها على الانتفاخ ومعدل الترشيح ومحتوى الشوائب ووثائق المورد. ويكتسب ذلك أهمية خاصة إذا استُخدمت المادة في قطاع غذائي أو تجميلي أو قطاع آخر خاضع للتنظيم بدلًا من البناء.
الأسئلة الشائعة
أين يُستخدم البنتونيت غالبًا؟
يُستخدم البنتونيت في سوائل الحفر والعزل المائي والسباكة المعدنية وتكوير الخامات وصناعة النبيذ والزراعة والمواد الماصة ومستحضرات التجميل والحشوات. ويتوقف المجال المحدد على نوع البنتونيت وقدرته على الانتفاخ ونقاوته ومتطلبات القطاع.
ما الفرق بين بنتونيت الصوديوم وبنتونيت الكالسيوم؟
عادةً ما ينتفخ بنتونيت الصوديوم في الماء بدرجة أكبر ويكوّن معلقات لزجة بصورة أفضل، ولذلك يلقى طلبًا في الحفر والعزل المائي. أما بنتونيت الكالسيوم فينتفخ بدرجة أقل، لكنه قد يُستخدم مادة ماصة أو رابطة أو خامًا لبعض المنتجات.
هل يمكن استخدام بنتونيت البناء للأغذية أو مستحضرات التجميل؟
لا، فلا يجوز اعتبار بنتونيت البناء صالحًا تلقائيًا للاستخدامات الغذائية أو التجميلية أو الطبية. وتحتاج هذه المجالات إلى مادة منقاة لها وثائق ومطابقة للمعايير ومخصصة لهذا الاستخدام بعينه.