Что такое бентонит?

Что такое бентонит?

Бентонит — это общее название глины, состоящей из различных составов, таких как кварц, слюда и кальцит. Его основным компонентом является монтмориллонит (тип минерала), он производится в Японии и других частях мира.

Бентонит характеризуется высокой водопоглощаемостью из-за слоистой структуры его основного компонента, монтмориллонита, и высокой вязкостью после набухания. По этой причине он широко используется в керамике, промышленности и строительстве. Он также широко используется в качестве добавки в фармацевтических препаратах, косметике, моющих средствах и других продуктах, тесно связанных с повседневной жизнью.

Применение бентонита

Бентонит — это глина, характеризующаяся высокой водопоглощаемостью и высокой вязкостью после набухания. Он имеет широкий спектр применения: от керамики, гражданского строительства и строительства до предметов первой необходимости и фармацевтики. Ниже приведены некоторые примеры основных применений.

• Керамика: материал для керамики
• Гражданское строительство: гидроизоляционный материал для строительных работ, грязь при раскопках
• Бытовые товары: добавки для повышения дисперсности, вязкости и удержания влаги в косметике, моющих средствах, мыле и агрохимикатах
• Фармацевтика: основа для фармацевтических мазей
• Пищевая промышленность: средство для удаления мутности из вина и сливового вина
• Другое: смешивается с песком для образования форм, наполнителя для кошачьих туалетов и адсорбента примесей в процессе переработки нефти

Принцип действия бентонита

Бентонит — это глина, состоящая в основном из минерала (монтмориллонита). Другие компоненты включают силикатные минералы, такие как кварц и опал, слюда и цеолит, а также карбонатные и сульфатные минералы, такие как кальцит.

Месторождения бентонита обнаружены в Аомори, Мияги, Ямагата, Ниигата, Гунма, Окаяма и Симанэ в Японии и за пределами Японии в США, Китае, Греции и Турции. Считается, что значительные месторождения, добываемые в Японии и за рубежом, возникли из-за того, что отложения, образовавшиеся в результате вулканических извержений, произошедших приблизительно от 200 миллионов до нескольких миллионов лет назад, подверглись физическому и химическому метаморфизму из-за изменений температуры и повышения давления, находясь глубоко под землей.

Монтмориллонит, основной компонент бентонита, представляет собой мелкодисперсную структуру, состоящую из тонких листов, уложенных слоями, с молекулами воды и ионными компонентами, удерживаемыми между слоями с интервалом примерно в 1 нм. Хорошо известно, что высокая водопоглощаемость бентонита в основном обусловлена ​​межслойной структурой монтмориллонита и что ионные компоненты внутри монтмориллонита играют существенную роль в его набухании.

Типы бентонита

Структура бентонита определяется слоистой структурой его основного компонента, монтмориллонита. Монтмориллонит состоит из тетраэдрических листов, которые состоят из кремния, кислорода и октаэдрических листов (листов, состоящих из алюминия и гидроксильных групп). Один октаэдрический лист зажат между двумя тетраэдрическими листами.

Октаэдрический лист имеет структуру, в которой часть алюминия заменена магнием. Поскольку алюминий трехвалентен, а магний двухвалентен, межслойные катионы включены в слои для балансировки электрических зарядов.

Существует четыре основных типа межслойных катионов: Na+, Ca2+, K+ и Mg2+. Типы бентонита делятся в соответствии с типом межслойных катионов, и существует два типа: «бентонит Na-типа» и «бентонит Ca-типа».

1. Бентонит Na-типа

Na-бентонит — это бентонит, содержащий большое количество ионов Na+ в межслоевых катионах монтмориллонита. Он обладает превосходной набухаемостью, загущаемостью и устойчивостью суспензии.

2. Бентонит Ca-типа

Бентонит Ca-типа — это бентонит с высоким содержанием ионов Ca2+ в межслоевых катионах монтмориллонита. Бентонит Ca-типа уступает бентониту Na-типа по набуханию, загущению и устойчивости суспензии, но обладает превосходными свойствами поглощения воды.

Некоторый Ca-бентонит искусственно становится Na-бентонитом путем добавления нескольких карбонатов натрия к Ca-бентониту. Затем он становится активированным бентонитом. Свойства этого активированного бентонита аналогичны свойствам Na-бентонита.

Другая информация о бентоните

1. Токсичность бентонита

Бентонит не имеет зарегистрированной токсичности при регулярном использовании, о чем свидетельствует его использование в бытовых товарах и фармацевтических препаратах. Это распространенный ингредиент в качестве пищевой добавки, поскольку он вызывает незначительное раздражение кожи и безопасен для приема внутрь. В частности, мелкие частицы бентонита могут адсорбировать примеси, что используется в качестве фильтрующего средства при производстве продуктов питания. Например, его используют для фильтрации пива и других алкогольных и безалкогольных напитков.

Согласно паспорту безопасности бентонита, значение LD50 (полусмертельная доза: мера острой токсичности) для перорального приема у крыс составляет 5000 мг/кг. На основании этого значения можно сделать вывод, что бентонит относится к классу распространенных веществ в соответствии с Законом о контроле за ядовитыми и вредными веществами.

С другой стороны, вдыхание большого количества бентонитовой пыли через нос или рот может вызвать пневмокониоз. Пневмокониоз — это заболевание, вызванное накоплением пыли в дыхательной системе.

Сначала симптомы отсутствуют, но со временем могут возникнуть такие симптомы, как кашель, мокрота, одышка и затрудненное дыхание. Если человек заболел пневмокониозом, его невозможно вылечить, и болезнь никогда не возвращается в нормальные легкие. По этой причине бентонит классифицируется как пыль класса I, наряду с тальком и другой пылью, в классификации уровней опасности пыли Японским обществом охраны труда.

2. Бентонит в гражданских инженерных работах

Бентонит используется в качестве сырья для ила для защиты стенок выкопанного грунта в фундаментах зданий и проектах по укреплению инфраструктуры. Это связано с тем, что простое выкапывание грунта может привести к обрушению боковых стенок выкопанной области. В частности, ил, приготовленный путем смешивания воды и бентонита, используется для заполнения отверстия во время выкапывания, чтобы предотвратить обрушение стенок.

Это делается с использованием того факта, что добавление воды к бентониту заставляет его набухать и увеличивать вязкость, что проникает в поверхность выкапывания, стабилизируя боковые стенки, и в то же время образует прочный и тонкий слой ила на поверхности, предотвращая частичное обрушение выкапывания. Он также предотвращает оседание осадка, образующегося во время выкапывания, на дно. Благодаря этим свойствам он используется для безопасной и эффективной выкапывания.

Бентонитовый ил также недорог и имеет то преимущество, что с ним легко работать. С другой стороны, его недостатки в том, что он уязвим к засоленности почвы и нестабилен к температуре.

Поскольку он не очень эффективен для предотвращения обрушения боковых стенок, он подходит для использования, когда требуется неглубокая выемка грунта. Различные добавки, такие как диспергаторы и смазочные вещества, могут быть добавлены в бентонитовый раствор, чтобы соответствовать условиям выемки грунта.