การแปรรูปเบนโทไนต์ หมายถึง เทคโนโลยีการปรับปรุงคุณภาพ การทำให้บริสุทธิ์ การปรับเปลี่ยน และการประยุกต์ใช้งานที่มีมูลค่าสูงอย่างครบวงจร เบนโทไนท์, เบนโทไนต์เป็นหินดินเหนียวไฮเดรตที่ประกอบด้วยมอนต์มอริลโลไนต์เป็นหลัก เบนโทไนต์มีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ความสามารถในการบวมตัว การดูดซับ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวก กิจกรรมเร่งปฏิกิริยา ประสิทธิภาพในการยึดเกาะ ความเสถียรในการแขวนลอย และความยืดหยุ่น จึงเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในชื่อ "ดินเหนียวอเนกประสงค์"“
เบนโทไนต์ธรรมชาติมักมีแร่ที่ไม่ต้องการ เช่น ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา ปนอยู่ด้วย ดังนั้น การปรับปรุงคุณภาพ การทำให้บริสุทธิ์ และ... การปรับเปลี่ยน โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องมีกระบวนการต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของการผลิตทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่.
1. การเตรียมโซเดียมเบนโทไนต์จากแคลเซียมเบนโทไนต์
ประสิทธิภาพทางเทคโนโลยีของโซเดียมเบนโทไนต์นั้นเหนือกว่าแคลเซียมเบนโทไนต์อย่างมาก อย่างไรก็ตาม แคลเซียมเบนโทไนต์เป็นส่วนประกอบหลักในแหล่งแร่ส่วนใหญ่ ดังนั้น การกระตุ้นด้วยโซเดียมจึงเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญในการแปรรูปเบนโทไนต์.
การปรับเปลี่ยนด้วยโซเดียมจะแทนที่ Ca²⁺ หรือ Mg²⁺ ที่แลกเปลี่ยนได้ในชั้นระหว่างผลึกมอนต์มอริลโลไนต์ด้วย Na⁺ ทำให้แคลเซียมเบนโทไนต์กลายเป็นโซเดียมเบนโทไนต์ มีการเติมเกลือโซเดียม (โดยทั่วไปคือ Na₂CO₃) เพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน วิธีการหลักๆ ได้แก่ วิธีการแขวนลอย (กระบวนการเปียก) วิธีการบ่มในกอง และวิธีการอัดรีด.
2. การเตรียมลิเธียมเบนโทไนต์จากแคลเซียมเบนโทไนต์
ลิเธียมเบนโทไนต์สามารถก่อตัวเป็นเจลในตัวทำละลายอินทรีย์และสามารถใช้แทนออร์กาโนเบนโทไนต์ได้ วิธีการเตรียมหลักคือการเติมลิเธียมสังเคราะห์.
ไอออนลิเธียมจะเข้ามาแทนที่ Ca²⁺ หรือ Mg²⁺ ที่แลกเปลี่ยนได้ระหว่างชั้นของมอนต์มอริลโลไนต์ ทำให้แคลเซียมเบนโทไนต์กลายเป็นลิเธียมเบนโทไนต์.
3. การกระตุ้นเบนโทไนต์ด้วยกรดเพื่อผลิตดินฟอกขาวที่มีฤทธิ์
แม้ว่าโซเดียมเบนโทไนต์จะมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีกว่าแคลเซียมหรือแมกนีเซียมเบนโทไนต์ แต่พื้นที่ผิวจำเพาะและความสามารถในการดูดซับยังคงด้อยกว่าผลิตภัณฑ์ที่กระตุ้นด้วยกรด ดังนั้น ดินฟอกขาวที่ผ่านการกระตุ้นจึงยังคงเป็นสายผลิตภัณฑ์ที่สำคัญในกระบวนการผลิตเบนโทไนต์ขั้นสูง.
ดินฟอกขาวแบบแอคติเวต ผลิตขึ้นโดยการบำบัดดินเหนียว (ส่วนใหญ่คือเบนโทไนต์) ด้วยกรดอนินทรีย์หรือเกลือ มีลักษณะเป็นผงสีขาวถึงขาวอมเทา มีโครงสร้างแบบรูพรุนขนาดเล็ก พื้นผิวจำเพาะขนาดใหญ่ และมีความสามารถในการดูดซับสูง.
กระบวนการผลิตประกอบด้วยวิธีการเปียก วิธีการแห้ง และวิธีการกึ่งเปียก วิธีการเปียกให้ประสิทธิภาพในการกำจัดสีสูงกว่าและคุณภาพคงที่กว่า จึงเป็นวิธีที่นิยมใช้มากที่สุด.
4. การเตรียมออร์กาโนเบนโทไนต์
ออร์กาโนเบนโทไนต์ผลิตขึ้นโดยการแทนที่แคตไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ในมอนต์มอริลโลไนต์ด้วยแคตไอออนแอมโมเนียมอินทรีย์ แคตไอออนเหล่านี้จะปกคลุมพื้นผิวของมอนต์มอริลโลไนต์ ปิดกั้นศูนย์กลางการดูดซับน้ำ ขจัดคุณสมบัติชอบน้ำ และเปลี่ยนวัสดุให้กลายเป็นสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำและชอบสารอินทรีย์.
วิธีการเตรียมประกอบด้วยกระบวนการเปียก กระบวนการแห้ง และกระบวนการเตรียมเจลเบื้องต้น.
5. การเตรียมเจลอนินทรีย์
เจลอนินทรีย์เป็นผลิตภัณฑ์คอลลอยด์ที่มีมูลค่าสูง ผลิตขึ้นผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ การดัดแปลงด้วยโซเดียม การดัดแปลงด้วยฟอสเฟต และการเกิดเจลภายในกระบวนการแปรรูปเบนโทไนต์ มีคุณสมบัติในการเพิ่มความหนืด มีความหนืดแบบทิกโซโทรปิก ทนต่ออิเล็กโทรไลต์ ทนต่อกรด และทนต่อด่าง มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ ยา ผงซักฟอก เซรามิก แก้ว การผลิตกระดาษ โรงหล่อ และแบตเตอรี่.
6. การเตรียมมอนต์มอริลโลไนต์แบบมีเสา
มอนต์มอริลโลไนต์แบบมีเสา (Pillared montmorillonite) ผลิตขึ้นโดยการแทรกสารสร้างเสา (crosslinkers) เข้าไปในช่องว่างระหว่างชั้นของมอนต์มอริลโลไนต์ในลักษณะ "คล้ายเสา" ทำให้ระยะห่างระหว่างฐานเพิ่มขึ้น มีคุณสมบัติเด่นคือ รูพรุนขนาดใหญ่ พื้นที่ผิวสูง ไมโครพอโรซิตี้สูง ความเป็นกรดที่พื้นผิวสูง และเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี เป็นตะแกรงไอออน-โมเลกุลชนิดใหม่และตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูง มีอนาคตทางอุตสาหกรรมที่สดใส.
7. การเตรียมสารดูดความชื้นเบนโทไนต์
สารดูดความชื้นเบนโทไนต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส และประเทศอื่นๆ มีคุณสมบัติเด่นคือ พื้นที่ผิวสูง ดูดซับความชื้นได้ดี ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น ไม่กัดกร่อน และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ สามารถใช้แทนซิลิกาเจลได้ และใช้ในอุตสาหกรรมทางทหาร เภสัชกรรม และอาหาร.
8. การเตรียมสารขจัดสีแร่ธาตุและ ชี้แจง ตัวแทน
หลังจากผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์และปรับปรุงคุณสมบัติแล้ว เบนโทไนต์สามารถนำมาใช้เป็นสารลดสีและทำให้ใสสำหรับกลูโคส ผงชูรส เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ได้.
9. การเตรียมซีโอไลต์สังเคราะห์
เนื่องจากมีปริมาณซิลิกาและอะลูมินาสูง เบนโทไนต์จึงสามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตซีโอไลต์โมเลกุลซีฟสังเคราะห์ได้ หลังจากผ่านการบำบัดด้วยกรด (โดยทั่วไปคือ H₂SO₄) กรดซิลิซิกที่ออกฤทธิ์จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมอะลูมิเนตในสารละลายด่างเข้มข้นเพื่อสร้างซีโอไลต์.
10. การเตรียมแชมพู
การเติมเบนโทไนต์คุณภาพสูงที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์และปรับปรุงแล้วลงในแชมพู ช่วยเพิ่มความหนืดและคุณสมบัติในการปรับสภาพเส้นผม พร้อมทั้งเพิ่มประสิทธิภาพในการชำระล้าง ทำให้แชมพูสามารถทำความสะอาดและบำรุงเส้นผมไปพร้อมกันได้.
11. การเตรียมโคลนเจาะ
เบนโทไนต์ได้รับการบำบัดด้วยเกลืออนินทรีย์ผสมโดยใช้สูตร: โซเดียมคาร์บอเนต 2%, เกลือแมกนีเซียม 0.5%, โพลิเมอร์ (คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส) 0.5% (4:1:1) ผลิตภัณฑ์ได้มาตรฐานเบนโทไนต์เกรด API การผลิตใช้เครื่องบดเรย์มอนด์แบบดั้งเดิมและอุปกรณ์อบแห้ง ด้วยกระบวนการที่ไม่ซับซ้อนและการลงทุนต่ำ.
12. การเตรียมสารเคลือบกันน้ำสำหรับหลังคาแอสฟัลต์อิมัลชันแอสเบสตอส
สูตร:
โซลูชัน A (wt%): โซเดียมเบนโทไนต์ 15, น้ำ 30, แอสเบสตอส 10, โซเดียมซิลิเกต 15.
สารละลาย B (wt%): แอสฟัลต์ 10# 25, แอสฟัลต์ 100# 60, แอสฟัลต์ชนิดอื่น 15.
13. การเตรียมงานเคลือบผิวผนังภายใน
ในผนังภายใน "803" การเคลือบ, เบนโทไนต์ทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะ สารดูดซับ สารทำให้เกิดอิมัลชัน และสารเติมเต็ม สารละลายเบนโทไนต์เตรียมได้ในอัตราส่วนเบนโทไนต์ต่อน้ำ 1:1.15.
ตัวอย่างสูตร (ส่วนตามน้ำหนัก):
“กาว ”801” 70; สารละลายเบนโทไนต์ 95.4; ลิโทโพน (300 เมช) 14; ทัลค์ (300 เมช) 13.2; ไตรบิวทิลฟอสเฟต 0.3; โซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต 0.3; คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส 1; น้ำในปริมาณที่เหมาะสม.
เบนโทไนต์ใช้แทนเม็ดสีไทเทเนียมไดออกไซด์ ช่วยเพิ่มความเงางาม ความทนทานต่อการขัดถู และความทนทานต่อน้ำ อีกทั้งยังช่วยลดมลภาวะจากฟอร์มาลดีไฮด์.
14. การเตรียมสารทำความบริสุทธิ์น้ำ
สารละลายเบนโทไนต์จะถูกผสมกับสารตกตะกอน (เช่น อะลูมิเนียมคลอไรด์ อะลูมิเนียมซัลเฟต หรืออะลูมิเนียมไนเตรต) กรอง ล้าง ผสมกับสารกระจายตัว ทำให้แห้ง อบแห้งที่อุณหภูมิ 100–110°C และบดให้เป็นผง.
ตัวอย่าง: บดเบนโทไนต์ 3 กิโลกรัมให้ละเอียดถึงขนาด -200 เมช กระจายตัวในน้ำ ทิ้งไว้ 24 ชั่วโมง คนเป็นเวลา 30 นาที แล้วทิ้งไว้อีกหลายชั่วโมง สกัดเอาสารแขวนลอยส่วนบนออกมา กรองเอาสารแขวนลอยนั้น กระจายตัวกากที่เหลือในน้ำอีกครั้ง ผสมกับอะลูมิเนียมซัลเฟต 10.2 กรัมเพื่อให้เกิดการตกตะกอน กรอง สะเด็ดน้ำ ผสมกับโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟต อบแห้งที่อุณหภูมิ 100–110°C แล้วบดให้ได้ขนาดตามต้องการ ขนาดอนุภาค เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์.
15. การเตรียมสารตกตะกอนแบบผสม (สำหรับน้ำเสียจากการพิมพ์และย้อมสี)
วัตถุดิบ: โซเดียมเบนโทไนท์ (40–80%), FeSO₄·7H₂O (10–15%), MnSO₄·7H₂O (0.6–30%).
ผลิตภัณฑ์นี้สามารถบำบัดน้ำเสียที่มีสีย้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะน้ำเสียที่มีสีย้อมประจุบวกและสีย้อมปฏิกิริยา ให้ผลลัพธ์ในการลดสีและกำจัดค่า COD ได้สูง.
16. การเตรียมน้ำยาปรับผ้านุ่มและผงซักฟอกชนิดเหลว
สูตรผสม (wt%):
โซเดียมโดเดซิลเบนซีนซัลโฟเนต 7–11%; C12–13 อัลคิลโพลีออกซีเอทิลีนซัลโฟเนต 2–3%; สารช่วย (โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟต + โซเดียมคาร์บอเนต 2–6:1) 5–20%; โซเดียมเบนโทไนต์ 12–15%; น้ำ 50–70%.
ให้ความหนืดคงที่ ประสิทธิภาพในการทำความสะอาด และทำให้ผิวนุ่ม.
17. การเตรียมสารดับเพลิง
ส่วนผสม: น้ำ 100 ส่วน; เบนโทไนต์ 5 ส่วน; โพลีอะคริลาไมด์ 0.5 ส่วน; แอมโมเนียมซัลเฟต 10 ส่วน; โซเดียมไบคาร์บอเนต 7 ส่วน; แอโรซอล-22 1 ส่วน.
สารดังกล่าวไหลได้ง่าย ซึมเข้าสู่พื้นผิวได้อย่างรวดเร็ว ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และป้องกันการลุกไหม้ซ้ำ.
18. เบนโทไนต์ใช้เป็นสารยึดเกาะสำหรับวัสดุคอมโพสิตถ่านกัมมันต์จากไม้
บดถ่านกัมมันต์ที่ทำจากไม้ให้ละเอียดถึงขนาด -200 เมช เติมเบนโทไนต์ชนิดโซเดียมหรือแคลเซียม 5–751 ตัน (โดยน้ำหนัก) ผสมให้เข้ากันกับน้ำในปริมาณที่เหมาะสม อัดขึ้นรูปหรือขึ้นรูปเป็นอนุภาคคอมโพสิตตามรูปร่าง อบแห้งในเตาอบเพื่อขจัดความชื้น จากนั้นเผาที่อุณหภูมิ 371–982 องศาเซลเซียสในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย (เช่น N₂) เพื่อให้ได้วัสดุคอมโพสิตถ่านกัมมันต์จากไม้ที่มีรูพรุนตามรูปร่างที่กำหนด.
ผลิตภัณฑ์นี้ใช้ในอุปกรณ์ควบคุมมลพิษไอระเหยเชื้อเพลิงเพื่อดูดซับไอระเหยน้ำมันเบนซินจากคาร์บูเรเตอร์หรือถังเชื้อเพลิงของรถยนต์ หรือใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา.
19. การเตรียมวัสดุกรองคอมโพสิตเซรามิกพรุน
วัตถุดิบ: เซอร์เพนไทน์ (34–80%), เบนโทไนต์ (5–20%), ทรายควอตซ์ (14–40%), โดโลไมต์/แมกนีไซต์/ชอล์ก (1–6%), น้ำ 7–9%.
หลังจากขึ้นรูปและเผาที่อุณหภูมิ 1250–1300°C เป็นเวลา 2–3 ชั่วโมง ผลิตภัณฑ์จะมีคุณสมบัติในการซึมผ่านสูง ความแข็งแรงในการรับแรงอัด ความทนทานต่อกรด และความทนทานต่อความร้อน.
20. การเตรียมสารเสริมอาหารแร่ธาตุ
เบนโทไนต์ประกอบด้วยธาตุอาหารรองที่จำเป็น เช่น โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียม อลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส เหล็ก แมงกานีส ไทเทเนียม และวานาเดียม จึงเป็นสารเสริมอาหารสัตว์จากธรรมชาติที่ยอดเยี่ยม.
การเติมผงเบนโทไนต์ 3–51 ตัน (ขนาด -150 เมช) ลงในอาหารสัตว์ปีก สามารถเพิ่มผลผลิตไข่ได้ 25–271 ตัน เพิ่มน้ำหนักตัวไก่เนื้อได้ 81 ตัน และเพิ่มอัตราการรอดชีวิตได้ 6–71 ตัน นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงระบบย่อยอาหาร ควบคุมการเผาผลาญโปรตีน เสริมสารอาหาร และลดการใช้ยาปฏิชีวนะ.
เทคโนโลยีเหล่านี้รวมกันเป็นห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สมบูรณ์ ครอบคลุมตั้งแต่การทำให้บริสุทธิ์ การดัดแปลง การกระตุ้น การผสม และการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงขอบเขตทั้งหมดของกระบวนการแปรรูปเบนโทไนต์สมัยใหม่.
ขอบคุณที่อ่านนะคะ หวังว่าบทความของฉันจะเป็นประโยชน์นะคะ แสดงความคิดเห็นไว้ด้านล่างได้เลยค่ะ หรือหากมีข้อสงสัยเพิ่มเติม สามารถติดต่อตัวแทนฝ่ายบริการลูกค้าออนไลน์ของ Zelda ได้ค่ะ
— โพสต์โดย เอมิลี่ เฉิน