בנטוניט

בנטוניט הוא מינרל פילוסיליקטי (סיליקטים במבנה בצורת לוחיות), המצטיין בתכונת ספיחת מים. הבנטוניט הוא סוג של חרסית לא טהורה המורכבת בעיקר ממינרל החרסית מונטמורילוניט המכיל אלומיניום, מגנזיום, נתרן וסידן ונוסחתו: Na,Ca)0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂•(H₂O)ₙ‏).
קיימים שני סוגי בנטוניט: בנטוניט נתרני המכונה "בנטוניט מתנפח" ובנטוניט סידני המכונה "בנטוניט שאינו מתנפח". הבנטוניט נוצר מבליה של אפר געשי, לרוב בנוכחות מים.

בנטוניט נתרני

בנטוניט נתרני מתרחב כשהוא נרטב. הוא מסוגל לספוג מים במשקל של כמה מאות אחוז ממשקלו היבש. השימוש העיקרי בו הוא ליצירת בוץ קידוח עבור תעשיות הנפט והגז כמו גם עבור סוגי קידוח אחרים. 
תכונת ההתנפחות של הבנטוניט הנתרני מועילה גם כחומר אטימה, בייחוד עבור אטימה של מכלים של דלק גרעיני לאחר שימוש המאוחסנים מתחת לקרקע ולאטימת חומרים מסוכנים אחרים. שימושים דומים כוללים הקמת קירות תמך באזורים רווי מים (באנגלית Slurry wall), איטום קירות ויצירת מחסומים שאינם חדירים למים (למשל כדרך לסתום בארות ישנים או כתשתית למקומות בהם שופכים פסולת בניין על מנת למנוע חדירה של חומרים בלתי רצויים כדוגמת סיד לקרקע).

בנטוניט סידני

הבנטוניט הסידני הבלתי מתנפח נמכר בשוק הרפואה האלטרנטיבית בשל הטענה כי הוא ניחן בתכונות טיהור. בדרך כלל מוסיפים לו מים ובולעים אותו כחלק מדיאטה שנועדה לסלק רעלים מהגוף, כחלק מתורה הקרויה גאופגיה. התורה טוענת כי המבנה המיקרוסקופי של הבנטוניט מושך אליו זיהומים מתוך מערכת העיכול שנפלטים החוצה יחד עם הבנטוניט, וגם כי שבטים ילידים בדרום אמריקה, אפריקה ואוסטרליה משתמשים כבר זמן רב בחימר בנטוניטי למטרה זו.
פסקליט (Pascalite) הוא שם מסחרי נוסף לבנטוניט סידני.

שימושים לשני הסוגים

רוב התועלת מבנטוניט בתעשיות הקידוח וההנדסה הגאוטכנולוגית מגיעה מתכונותיו הראולוגיות. כמויות מעטות יחסית של בנטוניט המושרים במים יוצרים חומר מדולל צמיג. לרוב תמיסות בנטוניט הם תיקסותרופיות אם כי ישנם מקרים נדירים בהם מתרחשת התופעה ההפוכה. בריכוזים גבוהים מספיק (כ-60 גרם בנטוניט לליטר תמיסה) מקבלת תמיסת הבנטוניט תכונות של ג'ל.
בבנטוניט נעשה שימוש במלט, דבקים, קרמיקה, קוסמטיקה ובחול לחתולים. החומר הטבעי הקרוי אבקת פלור (Fuller's earth) ששימש בעבר כשיטה לניקוי יבש הוא בנטוניט בעל גרגרים דקים. בנטוניט, באחוזים קטנים משמש כרכיב בזיגוג של כלי קרמיקה. בבנטוניט נעשה שימוש בפירוטכניקה על מנת ליצור את נחירי הפליטה של רקטות. בישראל נוהגים להוסיף בנטוניט בהכנת תערובת מזון לעופות.
לשטח הפנים של בנטוניט יש תכונה מועילה ביצירת ציפוי דביק על גרגרי חול. כשכמות קטנה של בנטוניט נוספת לחול גס ולתערובת מוסיפים מים הבנטוניט מדביק את גרגרי החול ונוצרת תערובת שניתן לעצב הקרויה חול ירוק שבשימוש ליצירת תבניות ביציקת חול. בדלתה של כמה נהרות שוקעת תערובת כזו של חרסית, טין וחול באופן טבעי, והיא סיפקה מקור טבעי לחול יציקה מעולה שהיה קריטי לטכנולוגיית המטלורגיה הקדומה. תהליכים כימיים מודרניים לשינוי שטח הפנים היוני של הבנטוניט מחזקים במידה ניכרת את כושר הדביקות שלו וכתוצאה מכך נוצרת תערובת חול יציקה בצורת בצק, שהיא חזקה מספיק על מנת לעמוד בטמפרטורה של מתכת מותכת.
חימר בנטוניטי שמקורו בשפך נהרות, השוקע על החופים, אחראי לפלסטיות המאפשרת בניית ארמונות מחול ים שהיא תכונה המשתנה מחוף לחוף. חול ים המכיל סיליקה ופירורי צדפות בלבד כמעט שאינו ניתן לעיצוב, בהשוואה לגרגרים שצופו בחימר בנטוניטי. זו הסיבה מדוע יש חופים בהם קל יותר לבנות ארמונות בחול מאשר חופים אחרים.
יכולת ההצמדות העצמית של בנטוניט מאפשרת דחיסה בלחץ גבוה של חימר בתבניות על מנת ליצור צורות בעלות חוזק ניכר, כדוגמת נחירי פליטה של מודלים של רקטות. תכונה זו מאפשרת לערוך ניסוי פשוט על מנת לברר האם סוג מסוים של חול לחתולים מכיל בנטוניט. יש לדחוס חול חתולים לתוך צינור ולהלום בו באמצעות פטיש ומוט בקוטר מתאים. בנטוניט בתערובת יצור פקק חזק מאוד שלא יתפורר על נקלה.
לבנטוניט יש תכונה מעניינת של ספיחת כמויות גדולות יחסית של מולקולות חלבון מתמיסות מימיות. מסיבה זה הבנטוניט שימושי בתהליך הפקת יין שבו נהוג לסנן כמויות עודפות של חלבונים מיינות לבנים. אלמלא שימוש זה בבנטוניט הייתה מתפתחת ברוב היינות הלבנים תופעה בלתי רצויה של ערפל לבן דמוי מוך כתוצאה מחשיפה לטמפרטורה חמה, כיוון שחלבונים אלו מתקלקלים. בנוסף מקובל להשתמש בבנטוניט על מנת לזרז את התהליך בו הופכים יינות (לבנים או אדומים) לצלולים.

היסטוריה והמקומות בהם מצוי בנטוניט

את השם בנטוניט ככינוי לחימר סופג נתן גאולוג אמריקני זמן מה לאחר שנתגלה המינרל לראשונה ב-1890, על שם תצורת בנטון (שכבה גאולוגית באזור פורט בנטון) שבאזור רוק קריק שבמזרח ויומינג. גילויים מודרניים נוספים כולל את המונטמורילוניט שנתגלה ב-1847 במונטמורילון שבמחוז ויין בצרפת, ופסקליט שנתגלה בערך ב-1830 על ידי צייד הפרוות הצרפתי-קנדי אמיל פסקל ברכס הביג הורן בוויומינג שבארצות הברית.
רוב הבנטוניט הנתרני באיכות מסחרית הנכרה כיום בארצות הברית בא מהאזור שבין הגבעות השחורות של דרום דקוטה ואגן הביג הורן של מונטנה. כריית בנטוניט נתרני מבוצעת בדרום מערב ארצות הברית, ביוון ובאזורים נוספים בעולם. בנטוניט סידני נכרה במישורים הגדולים, ובאזורים שבדרום מזרח ארצות הברית. הרזרבות העיקריות בעולם לבנטוניט הם כנראה בצ'וּנְגְדזְווֹ שבמחוז גואנגשי שבסין.
בישראל נהגו לכרות בנטוניט במכתש רמון. הכרייה נעשתה במנהרות החודרות כמה מאות מטרים לתוך קיר המכתש הצפוני שהחלו בנקודה קרובה לאחד הפיתולים במעלה העצמאות. הכרייה הופסקה בין השאר משום ששטח המכתש הוכרז שמורת טבע.