Bentoniitin käyttökohteet: missä bentoniittia käytetään

Bentoniitti on smektiittiryhmän mineraaleihin, useimmiten montmorilloniittiin, perustuva luonnonsavi. Paisumis-, hiukkasten sitomis-, vedenpidätys- ja epäpuhtauksien adsorptiokykynsä ansiosta bentoniittia käytetään rakentamisessa, porauksessa, valimoissa, metallurgiassa, viininvalmistuksessa, maataloudessa, kosmetiikassa ja sorbenttien tuotannossa.

Bentoniitin laaja käyttöalue ei perustu yhteen yleisominaisuuteen vaan plastisuuden, paisumisen, tiksotropian, sitomiskyvyn ja hiukkasten suuren ominaispinta-alan yhdistelmään.

Mitä bentoniitti on

Bentoniitti on luonnollista alkuperää oleva savimateriaali. Sen ominaisuudet riippuvat mineraalikoostumuksesta ja vallitsevista vaihtuvista kationeista. Käytännössä erotetaan useimmiten natrium- ja kalsiumbentoniitti.

Natriumbentoniitti paisuu vedessä tavallisesti voimakkaammin ja muodostaa hyvin viskooseja suspensioita. Siksi sitä käytetään paljon porausnesteissä, vedeneristyksessä ja suotautumisen estävissä rakenteissa. Kalsiumbentoniitti paisuu vähemmän, mutta voi olla hyödyllinen adsorbenttina, sideaineena tai tiettyjen teollisuustuotteiden raaka-aineena.

Bentoniitin tärkeimmät ominaisuudet

Veden kanssa kosketukseen joutuessaan bentoniitti voi kasvattaa tilavuuttaan, muodostaa geelimäisen massan ja vähentää kerroksen läpäisevyyttä. Suspensioissa se auttaa pitämään kiinteät hiukkaset leijuvina, ja kuivaseoksissa se voi toimia sideaineena.

Bentoniitin tärkeitä ominaisuuksia ovat:

• paisuminen kostuessa;
• kyky muodostaa viskooseja suspensioita;
• proteiinien, öljyjen, epäpuhtauksien ja ionien adsorptio;
• hiekan ja mineraalihiukkasten sitominen;
• tiivistetyn kerroksen vähäinen vedenläpäisevyys;
• kemiallinen inerttiys monissa rakennus- ja prosessiteknisissä tehtävissä.

Nämä ominaisuudet määräävät, missä bentoniittia käytetään ja millaista materiaalityyppiä tietty ala tarvitsee.

Missä ja miten bentoniittia käytetään

Bentoniittia käytetään monilla aloilla, sillä sama mineraali voi toimia paisuvana vedeneristysmateriaalina, sorbenttina, sideaineena, sakeuttajana tai prosessilisäaineena. Tärkeimmät käyttötavat ovat:

1. Rakentamisessa bentoniittia käytetään perustusten vedeneristykseen, suotautumisen estäviin rakenteisiin, bentoniittimattoihin, kaivantoseinätekniikkaan sekä tunneleihin ja maanalaisiin rakenteisiin vaikeissa, vedellä kyllästyneissä maaperissä.
2. Tekstiiliteollisuudessa bentoniittia voidaan käyttää edullisempana tärkkelyspohjaisten aineiden korvikkeena puuvillakankaiden liistauksessa ja lankojen valmistelussa kudontaa varten.
3. Kosmetiikassa puhdistettua bentoniittia käytetään naamioissa, voiteissa, emulsioissa, luomiväreissä, tahnoissa ja muissa tuotteissa, joissa sorptio-ominaisuudet, sakeutus ja koostumuksen vakaus ovat tärkeitä.
4. Kotitalouskemikaaleissa bentoniittia käytetään pesu- ja puhdistusaineissa, tahnoissa, suspensioissa ja eräissä suojapinnoitteissa.
5. Maataloudessa bentoniittia käytetään parantamaan joitakin maaperän ominaisuuksia, lannoitteiden ja kasvinsuojeluaineiden kantaja-aineena sekä eräiden rehulisäaineiden ja rakeistettujen tuotteiden komponenttina.
6. Elintarviketeollisuudessa tarkoitukseen hyväksyttyä puhdistettua bentoniittia käytetään viinimateriaalien, mehujen ja eräiden juomien kirkastamiseen sekä prosesseissa, joissa on vähennettävä sameutta tai sidottava epäpuhtauksia.
7. Öljynjalostuksessa ja öljyjen puhdistuksessa bentoniittimateriaaleja voidaan käyttää osan rikki-, typpi- ja muiden epäpuhtauksien poistamiseen.
8. Koneenrakennuksessa, valimoissa ja metallurgiassa bentoniittia käytetään muottiseoksissa, hiekan sideaineena ja rautamalmiraaka-aineen pelletöinnin lisäaineena.
9. Lääketieteessä ja lääketeollisuudessa voidaan käyttää vain erikseen puhdistettuja ja tarkoitukseen hyväksyttyjä bentoniittipohjaisia materiaaleja. Rakennus- tai tekninen bentoniitti ei sovellu näihin tehtäviin.

Aihetta käsittelevä artikkeli: bentoniitin ominaispaino ja tiheys.

Rakentaminen ja vedeneristys

Rakentamisessa bentoniittia käytetään vedeneristykseen ja suotautumisen estämiseen. Sitä on bentoniittimatoissa, savitiivisteissä, vedeneristyskerroksissa sekä tunneleiden, maanalaisten rakenteiden, kaivantojen, perustusten ja kaatopaikkojen materiaaleissa.

Kostuessaan bentoniitti paisuu ja täyttää tyhjät tilat, joten tiivistetty kerros läpäisee vettä heikommin. Ominaisuus on hyödyllinen kohteissa, joissa kosteuden suotautumista maaperän läpi on vähennettävä tai rakenne on suojattava vesikosketukselta.

Poraus, valimot ja metallurgia

Yksi tunnetuimmista bentoniitin käyttökohteista on porausneste. Porauksessa se auttaa vakauttamaan porareiän seinämiä, kuljettamaan porausjätettä, pitämään kiinteät hiukkaset leijuvina, vähentämään suotautumista ja parantamaan nesteen toimintaa.

Valimoissa bentoniittia käytetään muottihiekan sideaineena. Se auttaa hiekkamuottia säilyttämään lujuutensa ja muotonsa metallin valuun asti. Metallurgiassa bentoniittia käytetään sideaineena rautamalmiraaka-aineen pelletöinnissä ja pellettien tuotannossa.

Elintarviketeollisuus, maatalous ja kotitalouskäyttö

Elintarviketeollisuudessa puhdistettua bentoniittia käytetään kirkastusaineena esimerkiksi viinimateriaaleja ja tiettyjä juomia käsiteltäessä. Se kykenee sitomaan osan proteiiniyhdisteistä ja vähentämään tuotteen samentumisriskiä.

Maataloudessa bentoniittia voidaan käyttää lannoitteiden ja kasvinsuojeluaineiden kantaja-aineena, rehulisäaineiden komponenttina, rakeiden sideaineena ja materiaalina joidenkin maaperän ominaisuuksien parantamiseen. Kotitalouksissa ja lemmikkituotteissa bentoniitti tunnetaan eläinten kuivikkeiden imukykyisenä komponenttina, sillä se imee hyvin kosteutta ja pidättää hajuja.

Bentoniittia on myös kosmetiikassa, pesuaineissa, tahnoissa, suspensioissa, adsorbenteissa, täyteaineissa, maaleissa ja öljynpuhdistusmateriaaleissa. Kuhunkin käyttötarkoitukseen käytetään omaa laatua ja puhtausastetta, joten rakennusbentoniittia ei voi automaattisesti pitää elintarvike-, kosmetiikka- tai lääkekäyttöön sopivana.

Mitä bentoniitin valinnassa on otettava huomioon

Eri käyttötarkoituksiin tarvitaan erilaista bentoniittia. Porauksessa tärkeitä ovat viskositeetti, saanto ja suodatusominaisuudet. Vedeneristyksessä olennaisia ovat paisuminen ja vähäinen vedenläpäisevyys. Valimoissa tärkeintä on sitomiskyky. Viininvalmistuksessa ja elintarvikekäytössä tarvitaan riittävä puhtaus ja elintarvikelisäaineita koskevien vaatimusten täyttyminen.

Siksi bentoniittia valittaessa on hinnan lisäksi tarkistettava materiaalityyppi, kosteus, raekoko, paisuvuus, suodatusarvo, epäpuhtauspitoisuus ja toimittajan asiakirjat. Tämä on erityisen tärkeää, jos materiaalia käytetään rakentamisen sijasta elintarvike-, kosmetiikka- tai muulla säännellyllä alalla.