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. הבנטוניט הוא חומר לא מזהם. ובמדינות שונות בעולם משתמשים בו כחומר לחקלאות להעשיר את הקרקע ומשפר את הגידולים החקלאים ב-26%. 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 קיר סלארי 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). שימוש נוסף לבנטוניט הנתרני הוא בענף הבנייה והתשתיות במבנים מבטון, בהם עצרי מים מתנפחים המשמשים לאיטום מישקים (המרווחים הדקים שבין הרצפה לקיר למשל). הדבקת עצרי המים נעשית על גבי רצפת הבטון, כאשר יוצקים את קיר הבטון על גבי הרצפה עם עצר המים, וכאשר מים חודרים אל המישקים ובאים במגע עם עצר המים, עצר המים מתנפח ואינו מאפשר את מעבר המים, ובכך אוטם את המישקים. 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(אנ'). 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. רוב התועלת מבנטוניט בתעשיות הקידוח וההנדסה הגאוטכנולוגית מגיעה מתכונותיו הראולוגיות. כמויות מעטות יחסית של בנטוניט המושרים במים יוצרים חומר מדולל צמיג. לרוב תמיסות בנטוניט הן תיקסוטרופיות, 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 פולר(אנ') ששימש בעבר כשיטה לניקוי יבש הוא בנטוניט בעל גרגרים דקים. בנטוניט באחוזים קטנים משמש כרכיב בזיגוג של כלי קרמיקה. בישראל נוהגים להוסיף בנטוניט בהכנת תערובת מזון לעופות. לשטח הפנים של בנטוניט יש תכונה מועילה ביצירת ציפוי דביק על גרגרי חול. כאשר כמות קטנה של בנטוניט נוספת לחול גס ולתערובת מוסיפים מים, הבנטוניט מדביק את גרגרי החול ונוצרת תערובת שניתן לעצב הקרויה חול ירוק. התערובת משמשת 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 שיש 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. 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 ייצור פקק חזק מאוד שלא יתפורר על נקלה. לבנטוניט יש תכונה של ספיחת כמויות גדולות יחסית של מולקולות חלבון מתמיסות מימיות. מסיבה זו הבנטוניט שימושי בתהליך ייצור יין שבו נהוג לשקע כמויות עודפות של חלבונים מיינות לבנים. אלמלא שימוש זה בבנטוניט הייתה מתפתחת ברוב היינות הלבנים תופעה בלתי רצויה של "עננות" כתוצאה מחשיפה לטמפרטורה גבוהה, כיוון שחלבונים אלו עוברים דנטורציה. בנוסף מקובל להשתמש בבנטוניט על מנת לזרז את התהליך בו הופכים יינות (לבנים או אדומים) לצלולים. הבנטוניט הוא חומר לא מזהם לסביבה.[דרוש מקור] במדינות שונות משתמשים בו כחומר לחקלאות על מנת להעשיר את הקרקע. 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. מדיה וקבצים בנושא בנטוניט בוויקישיתוף בנטוניט, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) The Slurrying Test in the Äspö HRL, SKB website Mata Mena, Clemente, Hydraulic behaviour of bentonite based mixtures in engineered barriers: The Backfill and Plug Test at the Äspö HRL (Sweden), 17-07-2003 Bentonite Fact Sheet, About.com Bentonite clay for internal healing, healingdaily.com