Bentonit – co to je? Výroba bentonitu, aplikace

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Lidstvo se již dlouho naučilo využívat minerály z útrob planety k uspokojení svých potřeb.

A pokud se uhlí, ropa a další známé dary používají v průmyslu již dlouhou dobu, pak byly blahodárné vlastnosti některých minerálů prozkoumány teprve nedávno.

Mezi ně patří látka jako bentonit. Co je to za minerál a k čemu se používá? Níže se pokusíme porozumět tomuto problému podrobněji.

Koncept a původ

Bentonit je jílovitý sedimentární minerál s vlastnostmi absorbujícími a adsorbujícími vodu. Po navlhčení se jeho objem může oproti původní velikosti několikrát zvětšit.

Minerál vděčí za svůj název americkému městu Benton, které se nachází ve státě Montana, kde byla ložiska tohoto minerálu poprvé objevena.

K tvorbě bentonitu došlo v pozdních fázích geologického vývoje naší planety. Důvodem jeho vzniku byla přeměna sopečného sedimentuhorniny pod vlivem vlhkosti a vysoké teploty.

Různé vklady

Je třeba poznamenat, že kromě hydrotermálního procesu ovlivnilo výskyt ložisek mnoho vnějších faktorů. Na světě je proto obrovské množství míst, kde se bentonitové jíly těží. Ale zároveň mají různé vlastnosti a používají se v různých průmyslových odvětvích.

Vývoj dolů

V moderním těžebním průmyslu se vývoj bentonitových jílů provádí převážně povrchovou metodou. Je to dáno zvláštnostmi výskytu této usazené horniny, jejíž hloubka obvykle nepřesahuje 100 metrů. Výroba bentonitu začíná až po průzkumu ložiska.

Analýza a geologický průzkum posoudí ekonomickou proveditelnost zahájení rozvoje, po kterém se provádějí činnosti k otevření ložisek. Odhadovaný objem výroby by přitom měl přesáhnout několik milionů tun. Pouze v tomto případě bude výstavba lomu zisková.

Každé ložisko produkuje svůj vlastní speciální bentonit. Jaké jsou tyto odrůdy a kde se používají?

Aplikační průmysl

Nejběžnější použití tohoto minerálu jsou:

• Zemědělství. Bentonit je v tomto odvětví široce používán. Jeho využití při rekultivacích a jako adsorpční prvek při polních pracích lze jen stěží přeceňovat.
• Bentonit pro vinařství a produkci ovocešťávy. Nepřišli okamžitě s myšlenkou využití minerálu v tomto odvětví. Při výrobě vína se často používá bentonitové čiření různých vín a přírodních nápojů.
• Ocelářský průmysl. Je nepostradatelný ve slévárenství pro výrobu různých formovacích písků. Čištění bentonitového jílu je navíc základním prvkem při výrobě železných slitin.

• Výroba parfémů a výroba chemikálií pro domácnost. Bentonit neobsahuje žádné toxické přísady a má vynikající absorpční vlastnosti. Hojně se používá při výrobě kosmetiky, toaletních vod, různých emulzí a antikorozních přísad. Náklady i na ty nejkvalitnější suroviny jsou přitom výrazně nižší než u rostlinných a živočišných přísad používaných při výrobě domácí chemie. Proto použití bentonitu může výrazně snížit náklady na nákup surovin.
• Lehký průmysl. Bentonit je levná a vysoce kvalitní náhrada škrobu a je široce používán v tkaninách.
• Odvětví rafinace ropy. Vyžaduje samostatný bentonit. Co je to za odrůdu? Faktem je, že produkty získané při rafinaci ropy výrazně zlepšují jejich spotřebitelské vlastnosti, pokud byly předtím vyčištěny bentonitem. Tím se odstraní všechny zbytečné nečistoty.

Níže podrobněji zvažte použití bentonitu v jednotlivých odvětvích.

Vinařský průmysl

Bentonit pro výrobu vína je v poslední době téměř hlavním prvkem technologického procesu. Je těžké si teď představit, jak se bez něj obešli.

Používá se hlavně v následujících případech:

• čištění vína a ovocných šťáv bentonitem;
• úprava vinného moštu za účelem odstranění různých enzymů a proteinových sloučenin z něj;
• úprava materiálů vína a šťáv za účelem jejich stabilizace.

Bentonitové čištění se obvykle používá pouze ve vinařském průmyslu. Ale v některých případech je možné použít další pomocné látky, které se účastní procesu jako katalyzátor.

Výhody bentonitu při použití při výrobě vína

První výhoda. Použití tohoto minerálu při výrobě vína umožňuje kromě jeho levnosti dosáhnout velkých výhod v technologickém postupu. Minerál může výrazně snížit množství odpadu lepidla během zpracování:

• Snadno lepitelné materiály. K tomu se bentonit smíchá s malým množstvím jedlé sody.
• Nezbytný v technologickém procesu výroby bílých a šampaňských vín. K tomu se připravuje roztok bentonitu bez přidání sody. To vám umožní získat hustou sraženinu, ve které nejsou absolutně žádné proteinové sloučeniny.

Druhá výhoda. Bentonit je snadno použitelný ve výrobě. Výsledný roztok se netvoříhrudkovité směsi, díky čemuž se snadno spojuje s vinnými polotovary. Zároveň má vysoký koeficient projasnění a stabilizace hotového výrobku.

Třetí výhoda. Nízká cena bentonitových jílů ve srovnání s podobnými látkami. Přitom spotřeba surovin pro čiření produktů je v některých případech dokonce nižší než u podobných sorbentů. To snižuje výrobní náklady, což snižuje náklady na hotové výrobky a zvyšuje ziskovou marži podniku.

Čtvrtá výhoda. Suchý bentonitový prášek usnadňuje přípravu roztoku jakékoli konzistence. To se provádí přidáním požadovaného množství tekutiny.

Pátá výhoda. Je možné získat bentonit jakéhokoli druhu a kategorie. Stačí kontaktovat dodavatele této suroviny a seznámit se s vlastnostmi tohoto minerálu a následně provést potřebnou volbu.

Horizontální směrové vrtání (HDD)

Často se používá pro HDD bentonit. Když se provádějí zemní práce spojené s vrtáním, dochází k případům sešívání stěn vrtané díry. Bentonitový jíl se používá ke zpevnění vývrtu. Kromě toho hydrofobní vlastnosti stavebních materiálů obsahujících tento minerál ve svém složení umožňují jejich použití ke zpevnění stěn příkopů při zemních pracích, které jsou prováděny pod hladinou podzemní vody v jakékoli konkrétní oblasti.

Bentonit pro horizontální vrtání se používá kvůli vysokému pojivuvlastnosti. Voda, která přichází do styku s touto látkou, v ní vyplňuje dutiny. Výsledkem je nabobtnání směsi a její několikanásobné zvětšení objemu.

Pokud jsou dodrženy správné poměry suchého prášku a kapaliny, získá se homogenní viskózní látka, která má tixotropní vlastnosti. To znamená, že bentonitový roztok snadno absorbuje vodu a stává se tvárným, což usnadňuje práci. A bez mechanického působení ztvrdne a vytvoří vodotěsnou bariéru.

Speciální roztok bentonitového jílu je nepostradatelný pro vrtání ve sypkých a plovoucích půdách. Umožňuje vám zpevnit stěny výsledné studny a také zabránit ulpívání částí zeminy na vrtných nástrojích.

Použití v boji proti pohyblivému písku

Bentonit se také používá při vrtání v případě tekutého písku. Jak víte, pohyblivý písek je půda smíchaná s vodou, která působí na stěny studny a způsobuje jejich neustálé sesouvání.

Obvykle se skládá z písku a kousků hlíny, které tvoří tzv. „plíživou vodu“. Když studna dosáhne místa tvorby tekutého písku, porušení celistvosti jejího pláště vede k vyplnění této hmoty celého prostoru za stěnami studny, což neumožňuje pokračovat v práci. Zároveň může být objem kapaliny tak významný, že ani použití čerpadla k odčerpání suspenze problém nevyřeší.

Pro neutralizaci negativního dopadu tekutého pískua používá se bentonitový jíl. Pumpuje se do mezikruží. Po nabobtnání tvoří tato směs hydroizolační hmotu, která nedovolí kapalině naplnit studnu.

Bentonit v moderních vrtacích operacích je kouzelná hůlka, zvláště při vrtání do vody. Kromě hydrofobních vlastností má mazací vlastnosti, což umožňuje zvýšit životnost vrtné soupravy a fréz samotných.

Závěr

Tento článek pojednával o materiálech jako je bentonit, co to je, k čemu se používá, v jakých oblastech průmyslu a k jakému účelu se používá, jak se těží. Více o jeho fyzikálních vlastnostech se můžete dozvědět kontaktováním specializovaných publikací.