تشير معالجة البنتونيت إلى تقنيات التحسين والتنقية والتعديل الشاملة، بالإضافة إلى تقنيات التطبيقات عالية القيمة المطبقة على البنتونيت, البنتونيت، صخر طيني مائي يتكون أساسًا من المونتموريلونيت. يتميز البنتونيت بقدرة انتفاخ ممتازة، وقدرة امتصاص عالية، وقدرة تبادل كاتيونية عالية، ونشاط تحفيزي قوي، وقدرة ربط ممتازة، وثبات تعليق عالٍ، وليونة عالية. وهو معروف على نطاق واسع باسم "الطين متعدد الأغراض".“
يحتوي البنتونيت الطبيعي غالبًا على معادن شوائب مثل الكوارتز والفلسبار والميكا. لذلك، فإن عمليات التخصيب والتنقية و تعديل عادة ما تكون العمليات ضرورية لتلبية متطلبات الإنتاج الصناعي الحديث.
1. تحضير بنتونيت الصوديوم من بنتونيت الكالسيوم
يتفوق الأداء التقني للبنتونيت الصوديومي بشكل ملحوظ على البنتونيت الكالسيومي. ومع ذلك، يهيمن البنتونيت الكالسيومي على معظم الرواسب. لذا، يُعدّ التنشيط بالصوديوم أحد التقنيات الأساسية في معالجة البنتونيت.
يُستبدل تعديل الصوديوم أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) أو المغنيسيوم (Mg²⁺) القابلة للتبادل في الطبقة البينية للمونتموريلونيت بأيونات الصوديوم (Na⁺)، مما يحول بنتونيت الكالسيوم إلى بنتونيت الصوديوم. تُضاف أملاح الصوديوم (عادةً كربونات الصوديوم Na₂CO₃) لتحفيز تفاعلات التبادل الأيوني. تشمل الطرق الرئيسية طريقة التعليق (العملية الرطبة)، وطريقة التخزين، وطريقة البثق.
2. تحضير بنتونيت الليثيوم من بنتونيت الكالسيوم
يمكن أن يشكل بنتونيت الليثيوم مواد هلامية في المذيبات العضوية، ويمكن أن يحل محل البنتونيت العضوي. وتُعد عملية الليثيوم الاصطناعي الطريقة الأساسية لتحضيره.
تحل أيونات الليثيوم محل أيونات الكالسيوم القابلة للتبادل أو المغنيسيوم بين طبقات المونتموريلونيت، مما يحول البنتونيت الكالسيوم إلى بنتونيت الليثيوم.
3. تنشيط البنتونيت بالحمض لإنتاج تربة التبييض المنشطة
على الرغم من أن بنتونيت الصوديوم يتمتع بخصائص فيزيائية وكيميائية أفضل من بنتونيت الكالسيوم أو المغنيسيوم، إلا أن مساحة سطحه النوعية وقدرته على الامتصاص لا تزال أقل من المنتجات المنشطة بالأحماض. ولذلك، يبقى طين التبييض المنشط خط إنتاج مهمًا في معالجة البنتونيت المتقدمة.
يُنتج الطين المبيض المنشط عن طريق معالجة الطين (البنتونيت بشكل أساسي) بالأحماض غير العضوية أو الأملاح. وهو عبارة عن مسحوق مسامي أبيض إلى رمادي مائل للبياض ذو بنية دقيقة المسام، ومساحة سطحية كبيرة، وقدرة امتصاص عالية.
تشمل عمليات الإنتاج الطرق الرطبة والجافة وشبه الرطبة. توفر الطريقة الرطبة قدرة أعلى على إزالة اللون وجودة ثابتة، وهي الأكثر استخداماً.
4. تحضير الأورجانوبنتونيت
يُنتج الأورجانوبنتونيت عن طريق استبدال الكاتيونات القابلة للتبادل في المونتموريلونيت بكاتيونات الأمونيوم العضوية. تغطي هذه الكاتيونات سطح المونتموريلونيت، وتمنع مراكز امتصاص الماء، وتزيل خاصية محبة الماء، وتحول المادة إلى مركب كاره للماء ومحب للمواد العضوية.
تشمل طرق التحضير العمليات الرطبة والجافة وعمليات ما قبل التصلب.
5. تحضير الهلام غير العضوي
يُعدّ الجل غير العضوي منتجًا غروانيًا عالي القيمة، يُنتج من خلال عمليات التنقية، والتعديل بالصوديوم، والتعديل بالفوسفات، والتكوين الهلامي ضمن عملية معالجة البنتونيت. يتميز هذا الجل بخصائص التكثيف، والانسيابية، ومقاومة الإلكتروليتات، والأحماض، والقلويات. ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية اليومية، والصيدلانية، والمنظفات، والسيراميك، والزجاج، وصناعة الورق، والمسابك، والبطاريات.
6. تحضير المونتموريلونيت المدعم
يُنتج المونتموريلونيت المدعم بإدخال عوامل التدعيم (الروابط المتشابكة) في الفراغات بين طبقات المونتموريلونيت بطريقة تشبه الأعمدة، مما يزيد المسافة القاعدية. يتميز هذا النوع من المونتموريلونيت بمسامات كبيرة، ومساحة سطحية عالية، ومسامية دقيقة عالية، وحموضة سطحية قوية، وثبات حراري جيد. وهو عبارة عن منخل أيوني جزيئي جديد ومحفز عالي الكفاءة ذو آفاق صناعية واسعة.
7. تحضير مادة البنتونيت المجففة
تُستخدم مواد البنتونيت المجففة على نطاق واسع في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وفرنسا وغيرها من الدول. وتتميز هذه المواد بمساحة سطحية كبيرة، وقدرة عالية على امتصاص الرطوبة، وعدم سميتها، وانعدام رائحتها، وعدم تسببها بالتآكل، وإمكانية إعادة استخدامها. ويمكنها أن تحل محل هلام السيليكا، وتُستخدم في الصناعات العسكرية والصيدلانية والغذائية.
8. تحضير مزيل لون المعادن و توضيح عامل
بعد التنقية والتعديل، يمكن استخدام البنتونيت كعامل لإزالة اللون وتصفية الجلوكوز، وغلوتامات أحادي الصوديوم، والمشروبات الكحولية، وغيرها من المنتجات.
9. تحضير الزيوليت الاصطناعي
نظراً لاحتوائه على نسبة عالية من السيليكا والألومينا، يُمكن استخدام البنتونيت كمادة خام للمناخل الجزيئية الزيوليتية الاصطناعية. بعد المعالجة الحمضية (عادةً باستخدام حمض الكبريتيك)، يتفاعل حمض السيليسيك النشط مع ألومينات الصوديوم في محلول قلوي قوي لتكوين الزيوليت.
10. تحضير الشامبو
تؤدي إضافة البنتونيت عالي الجودة والمنقّى والمعدّل إلى الشامبو إلى تحسين خاصية الانسيابية واللزوجة، مع تعزيز فعالية التنظيف. كما يتيح الجمع بين وظيفتي التنظيف والترطيب.
11. تحضير طين الحفر
تتم معالجة البنتونيت بأملاح غير عضوية مركبة باستخدام الصيغة التالية: كربونات الصوديوم 2%، ملح المغنيسيوم 0.5%، بوليمر (كربوكسي ميثيل السليلوز) 0.5% (4:1:1). المنتج مطابق لمعايير البنتونيت المعتمدة من معهد البترول الأمريكي (API). يتم الإنتاج باستخدام مطاحن ريموند التقليدية ومعدات التجفيف، مما يوفر عملية بسيطة واستثمارًا منخفضًا.
12. تحضير طلاء عازل للماء لأسقف الأسفلت المستحلب بالأسبستوس
التركيبة:
الحل أ (wt%): بنتونيت الصوديوم 15، ماء 30، أسبستوس 10، سيليكات الصوديوم 15.
الحل ب (wt%): 10# أسفلت 25، 100# أسفلت 60، أسفلت آخر 15.
13. تحضير طلاء الجدران الداخلية
في الجدار الداخلي "803" طلاء, يعمل البنتونيت كمادة رابطة، ومادة ماصة، ومستحلب، وحشو. ويتم تحضير معلق البنتونيت بنسبة 1:1.15 من البنتونيت إلى الماء.
مثال على التركيبة (أجزاء بالوزن):
“غراء "801" 70؛ معلق البنتونيت 95.4؛ الليثوبون (300 مش) 14؛ التلك (300 مش) 13.2؛ فوسفات ثلاثي البوتيل 0.3؛ سداسي ميتافوسفات الصوديوم 0.3؛ كربوكسي ميثيل السليلوز 1؛ ماء مناسب.
يحل البنتونيت محل صبغة ثاني أكسيد التيتانيوم، ويحسن اللمعان ومقاومة الاحتكاك ومقاومة الماء، ويقلل من تلوث الفورمالديهايد.
14. تحضير عامل تنقية المياه
يتم خلط معجون البنتونيت مع مواد التلبيد (مثل كلوريد الألومنيوم أو كبريتات الألومنيوم أو نترات الألومنيوم)، ثم يتم ترشيحه وغسله وخلطه مع المشتت وتجفيفه وتجفيفه عند درجة حرارة 100-110 درجة مئوية وطحنه.
مثال: اسحق 3 كجم من البنتونيت إلى حجم حبيبات أقل من 200 مش، ثم انثره في الماء، واتركه لمدة 24 ساعة، وحركه لمدة 30 دقيقة، ثم اتركه مرة أخرى لعدة ساعات. استخلص المعلق العلوي، وقم بترشيحه. أعد تشتيت الكعكة المُرشحة في الماء، واخلطها مع 10.2 جم من كبريتات الألومنيوم للتلبيد، ثم قم بالترشيح، والتجفيف، واخلطها مع سداسي ميتافوسفات الصوديوم، وجففها عند درجة حرارة 100-110 درجة مئوية، ثم اسحقها إلى الحجم المطلوب. حجم الجسيمات للحصول على منتج تنقية المياه.
15. تحضير مادة التخثر المركبة (لمياه الصرف الناتجة عن الطباعة والصباغة)
المواد الخام: بنتونيت الصوديوم (40–80%)، FeSO₄·7H₂O (10–15%)، MnSO₄·7H₂O (0.6–30%).
يعالج هذا المنتج مياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغات بشكل فعال، وخاصة مياه الصرف الصحي المحتوية على الصبغات الكاتيونية والتفاعلية، مما يوفر إزالة قوية للألوان وإزالة عالية لـ COD.
16. تحضير منعم ومنظف الأقمشة السائل
التركيبة (wt%):
دوديسيل بنزين سلفونات الصوديوم 7-11%؛ ألكيل بولي أوكسي إيثيلين سلفونات C12-13 2-3%؛ عوامل مساعدة (ثلاثي فوسفات الصوديوم + كربونات الصوديوم 2-6:1) 5-20%؛ بنتونيت الصوديوم 12-15%؛ ماء 50-70%.
يوفر لزوجة ثابتة، وتأثيرات تنظيف وتنعيم.
17. تحضير عامل إطفاء الحريق
التركيبة: ماء 100 جزء؛ بنتونيت 5؛ بولي أكريلاميد 0.5؛ كبريتات الأمونيوم 10؛ بيكربونات الصوديوم 7؛ إيروسول-22 1.
يتدفق العامل بسهولة، ويبلل الأسطح بسرعة، ويطلق ثاني أكسيد الكربون، ويمنع إعادة الاشتعال.
18. البنتونيت كمادة رابطة لمركب الكربون المنشط المصنوع من الخشب
اطحن الكربون المنشط المصنوع من الخشب إلى -200 شبكة، وأضف 5-75% (بالوزن) من البنتونيت القائم على الصوديوم أو الكالسيوم، واخلط بالتساوي مع الماء المناسب، وقم بالبثق أو الضغط أو التشكيل إلى جزيئات مركبة مشكلة، وجفف في فرن لإزالة الرطوبة، ثم قم بالتكليس عند 371-982 درجة مئوية في جو من الغاز الخامل (مثل N₂) للحصول على مادة مركبة مسامية مشكلة من الكربون المنشط المصنوع من الخشب.
يستخدم هذا المنتج في أجهزة التحكم في تلوث أبخرة الوقود لامتصاص أبخرة البنزين من مكربنات السيارات أو خزانات الوقود، أو كمحفز.
19. تحضير مادة مرشح السيراميك المسامي المركب
المواد الخام: السربنتين (34-80%)، البنتونيت (5-20%)، رمل الكوارتز (14-40%)، الدولوميت/المغنيسيت/الطباشير (1-6%)، الماء 7-9%.
بعد التشكيل والحرق عند درجة حرارة 1250-1300 درجة مئوية لمدة 2-3 ساعات، تتميز المنتجات بنفاذية عالية، وقوة ضغط، ومقاومة للأحماض، ومقاومة للحرارة.
20. تحضير إضافات الأعلاف المعدنية
يحتوي البنتونيت على عناصر نادرة أساسية مثل البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم والألومنيوم والسيليكون والفوسفور والحديد والمنغنيز والتيتانيوم والفاناديوم. وهو مادة مضافة طبيعية ممتازة للأعلاف.
إضافة مسحوق البنتونيت (حجم الحبيبات -150 مش) إلى علف الدواجن يمكن أن يزيد إنتاج البيض بنسبة 25-27%، ويزيد وزن الدجاج اللاحم بنسبة 8%، ويرفع معدل البقاء على قيد الحياة بنسبة 6-7%. كما أنه يحسن الهضم، وينظم استقلاب البروتين، ويكمل العناصر الغذائية، ويقلل من استخدام المضادات الحيوية.
تشكل هذه التقنيات مجتمعة سلسلة صناعية كاملة تغطي التنقية والتعديل والتنشيط والتركيب وتصنيع المنتجات الوظيفية - مما يمثل النطاق الكامل لمعالجة البنتونيت الحديثة.
شكرًا لقراءتكم. آمل أن يكون مقالي مفيدًا. يُرجى ترك تعليق أدناه. يمكنكم أيضًا التواصل مع ممثل خدمة عملاء زيلدا عبر الإنترنت لأي استفسارات أخرى.
— نشر بواسطة إميلي تشين