การใช้งานเบนโทไนต์: เบนโทไนต์ใช้ทำอะไรบ้าง

เบนโทไนต์เป็นดินเหนียวธรรมชาติที่มีแร่ในกลุ่มสเมกไทต์เป็นองค์ประกอบ โดยส่วนใหญ่มักเป็นมอนต์มอริลโลไนต์ ความสามารถในการพองตัว ยึดอนุภาค กักเก็บน้ำ และดูดซับสิ่งเจือปน ทำให้เบนโทไนต์ใช้ในงานก่อสร้าง การขุดเจาะ งานหล่อ โลหวิทยา การผลิตไวน์ เกษตรกรรม เครื่องสำอาง และการผลิตวัสดุดูดซับ

ขอบเขตการใช้งานที่กว้างไม่ได้มาจากคุณสมบัติสากลเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการผสานความเป็นพลาสติก การพองตัว สมบัติทิกโซโทรปี ความสามารถในการยึดประสาน และพื้นที่ผิวจำเพาะสูงของอนุภาค

เบนโทไนต์คืออะไร

เบนโทไนต์เป็นวัสดุดินเหนียวจากธรรมชาติ คุณสมบัติขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแร่และไอออนบวกแลกเปลี่ยนที่มีอยู่เป็นหลัก ในทางปฏิบัติมักแบ่งเป็นโซเดียมเบนโทไนต์และแคลเซียมเบนโทไนต์

โซเดียมเบนโทไนต์มักพองตัวในน้ำได้มากกว่าและสร้างสารแขวนลอยหนืดได้ดี จึงเป็นที่ต้องการในน้ำโคลนเจาะ งานกันซึม และชั้นกั้นการซึม ส่วนแคลเซียมเบนโทไนต์พองตัวน้อยกว่า แต่ใช้เป็นสารดูดซับ สารยึดประสาน หรือวัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมบางประเภทได้

คุณสมบัติหลักของเบนโทไนต์

เมื่อสัมผัสน้ำ เบนโทไนต์สามารถขยายปริมาตร เกิดเป็นมวลคล้ายเจล และลดการซึมผ่านของชั้นวัสดุ ในสารแขวนลอยจะช่วยพยุงอนุภาคของแข็งไม่ให้ตกตะกอน ส่วนในส่วนผสมแห้งทำหน้าที่เป็นสารยึดประสานได้

คุณสมบัติสำคัญ ได้แก่

• พองตัวเมื่อได้รับความชื้น
• สร้างสารแขวนลอยที่มีความหนืด
• ดูดซับโปรตีน น้ำมัน สิ่งเจือปน และไอออน
• ยึดทรายและอนุภาคแร่
• ชั้นที่บดอัดแล้วมีการซึมผ่านของน้ำต่ำ
• เฉื่อยทางเคมีในงานก่อสร้างและกระบวนการทางเทคนิคหลายประเภท

คุณสมบัติเหล่านี้เป็นตัวกำหนดว่าเบนโทไนต์ใช้ที่ใด และต้องเลือกวัสดุชนิดใดสำหรับแต่ละอุตสาหกรรม

เบนโทไนต์ใช้ที่ใดและใช้อย่างไร

เบนโทไนต์ใช้ในหลายอุตสาหกรรม เพราะแร่ชนิดเดียวกันสามารถทำหน้าที่เป็นวัสดุกันซึมที่พองตัว สารดูดซับ สารยึดประสาน สารเพิ่มความหนืด หรือสารเติมแต่งในกระบวนการ การใช้งานหลัก ได้แก่

1. งานก่อสร้างใช้กันซึมฐานราก ทำชั้นกั้นการซึม แผ่นเบนโทไนต์ งานผนังไดอะแฟรม อุโมงค์ และโครงสร้างใต้ดินในชั้นดินอิ่มน้ำที่ซับซ้อน
2. อุตสาหกรรมสิ่งทออาจใช้แทนสารประกอบแป้งที่มีราคาสูงกว่าในการลงแป้งผ้าฝ้ายและเตรียมเส้นด้ายก่อนทอ
3. เครื่องสำอางใช้เบนโทไนต์บริสุทธิ์ในมาสก์ ครีม โลชั่น อายแชโดว์ เพสต์ และผลิตภัณฑ์อื่นที่ต้องการการดูดซับ การเพิ่มความข้น และความคงตัวของสูตร
4. ผลิตภัณฑ์เคมีในครัวเรือนใช้ในสารซักล้าง น้ำยาทำความสะอาด เพสต์ สารแขวนลอย และสารเคลือบป้องกันบางชนิด
5. เกษตรกรรมใช้ปรับสมบัติบางอย่างของดิน เป็นตัวพาปุ๋ยและสารอารักขาพืช และเป็นส่วนประกอบอาหารสัตว์เสริมหรือผลิตภัณฑ์เม็ดบางชนิด
6. อุตสาหกรรมอาหารใช้เบนโทไนต์บริสุทธิ์ที่ได้รับอนุญาตเพื่อทำให้วัตถุดิบไวน์ น้ำผลไม้ และเครื่องดื่มบางชนิดใสขึ้น รวมถึงกระบวนการที่ต้องลดความขุ่นหรือจับสิ่งเจือปนบางส่วน
7. การกลั่นน้ำมันและการทำให้น้ำมันบริสุทธิ์อาจใช้วัสดุเบนโทไนต์กำจัดสารประกอบกำมะถัน ไนโตรเจน และสิ่งเจือปนอื่นบางส่วน
8. วิศวกรรมเครื่องกล งานหล่อ และโลหวิทยาใช้ในทรายแบบหล่อ เป็นสารยึดทราย และเป็นสารเติมแต่งในการทำเม็ดวัตถุดิบแร่เหล็ก
9. การแพทย์และเภสัชกรรมใช้ได้เฉพาะวัสดุจากเบนโทไนต์ที่ทำให้บริสุทธิ์เป็นพิเศษและได้รับอนุญาต เบนโทไนต์ก่อสร้างหรือเกรดเทคนิคไม่เหมาะกับงานเหล่านี้

บทความที่เกี่ยวข้อง: น้ำหนักจำเพาะและความหนาแน่นของเบนโทไนต์

งานก่อสร้างและกันซึม

งานก่อสร้างใช้เบนโทไนต์เพื่อกันน้ำและสร้างแนวป้องกันการซึม เป็นส่วนประกอบของแผ่นเบนโทไนต์ ชั้นกั้นดินเหนียว ชั้นกันซึม วัสดุสำหรับอุโมงค์ โครงสร้างใต้ดิน หลุมก่อสร้าง ฐานราก และหลุมฝังกลบ

เมื่อได้รับความชื้น เบนโทไนต์จะพองตัวและอุดช่องว่าง ทำให้ชั้นที่บดอัดซึมผ่านน้ำได้น้อยลง คุณสมบัตินี้มีประโยชน์เมื่อต้องลดการกรองน้ำผ่านดินหรือปกป้องโครงสร้างจากการสัมผัสน้ำ

การขุดเจาะ งานหล่อ และโลหวิทยา

หนึ่งในการใช้งานที่รู้จักกันดีที่สุดคือน้ำโคลนเจาะ เบนโทไนต์ช่วยให้ผนังหลุมเจาะมั่นคง นำเศษเจาะขึ้นมา พยุงของแข็งในสารแขวนลอย ลดการกรอง และปรับปรุงคุณสมบัติการทำงานของน้ำโคลน

งานหล่อใช้เบนโทไนต์เป็นสารยึดทรายแบบหล่อ ช่วยให้แบบทรายรักษาความแข็งแรงและรูปทรงไว้จนถึงการเทโลหะ ส่วนงานโลหวิทยาใช้เป็นสารยึดประสานในการทำเม็ดวัตถุดิบแร่เหล็กและการผลิตเม็ดแร่

อุตสาหกรรมอาหาร เกษตรกรรม และการใช้ในครัวเรือน

อุตสาหกรรมอาหารใช้เบนโทไนต์บริสุทธิ์เป็นสารช่วยทำให้ใส เช่น ในการปรับสภาพวัตถุดิบไวน์และเครื่องดื่มบางชนิด วัสดุสามารถจับสารประกอบโปรตีนบางส่วนและลดความเสี่ยงที่ผลิตภัณฑ์จะขุ่น

ภาคเกษตรอาจใช้เป็นตัวพาปุ๋ยและสารอารักขาพืช ส่วนประกอบอาหารสัตว์เสริม สารยึดประสานในเม็ด และวัสดุปรับสมบัติบางประการของดิน ในครัวเรือนและผลิตภัณฑ์สัตว์เลี้ยง เบนโทไนต์เป็นส่วนประกอบดูดซับในทรายสัตว์ เพราะดูดความชื้นและกักเก็บกลิ่นได้ดี

นอกจากนี้ยังพบในเครื่องสำอาง สารซักล้าง เพสต์ สารแขวนลอย สารดูดซับ สารเติมเนื้อ สี และวัสดุทำน้ำมันให้บริสุทธิ์ แต่ละงานใช้เกรดและระดับความบริสุทธิ์ต่างกัน จึงห้ามถือว่าเบนโทไนต์ก่อสร้างเหมาะกับอาหาร เครื่องสำอาง หรือการแพทย์โดยอัตโนมัติ

สิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกเบนโทไนต์

งานแต่ละประเภทต้องใช้เบนโทไนต์ต่างกัน งานขุดเจาะให้ความสำคัญกับความหนืด ปริมาณน้ำโคลนที่ได้ และคุณสมบัติการกรอง งานกันซึมต้องดูการพองตัวและการซึมผ่านน้ำต่ำ งานหล่อต้องการความสามารถในการยึดประสาน ส่วนการผลิตไวน์และอาหารต้องดูระดับความบริสุทธิ์และการผ่านข้อกำหนดสารเติมแต่งอาหาร

ดังนั้นการเลือกเบนโทไนต์ต้องพิจารณามากกว่าราคา ทั้งชนิดวัสดุ ความชื้น ขนาดอนุภาค การพองตัว ค่าการกรอง ปริมาณสิ่งเจือปน และเอกสารจากผู้จำหน่าย เรื่องนี้สำคัญเป็นพิเศษหากใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง หรืออุตสาหกรรมที่อยู่ภายใต้การกำกับดูแล แทนที่จะใช้ในงานก่อสร้าง