Bentonite

BENTONITE

Giới thiệu:

Bentonite là tên gọi thông dụng cho một loại đất sét phyllosilicate nhôm hút nước, có thành phần khoáng vật chính là Montmorillonite (thường chiếm geq 70%). Khoáng sét này có cấu trúc lớp đặc biệt, cho phép các cation kim loại kiềm và kiềm thổ (như Na+, Ca2+) hydrat hóa nằm giữa các lớp, tạo nên đặc tính trương nở mạnh, độ nhớt cao, và khả năng trao đổi ion/hấp phụ vượt trội. Bentonite được phân loại chủ yếu thành Bentonite Natri (Sodium Bentonite – trương nở mạnh) và Bentonite Canxi (Calcium Bentonite – hấp phụ mạnh).

 

1. Phân loại và Thành phần

1.1. Phân loại theo Cation

• Sodium Bentonite (Bentonite Natri): Có khả năng trương nở mạnh (gấp nhiều lần kích thước khô ban đầu) khi tiếp xúc với nước, tạo độ nhớt và tính xúc biến (thixotropy) cao. Thường dùng trong dung dịch khoan, đúc khuôn.
• Calcium Bentonite (Bentonite Canxi): Khả năng trương nở kém hơn nhưng có khả năng hấp phụ tốt hơn. Thường dùng để hoạt hóa (tạo ra Đất Sét Hoạt Tính) để lọc dầu và xử lý môi trường.

1.2. Thành phần hóa học chính

Thành phần	Công thức	Ghi chú
Khoáng chất chính	Montmorillonite	(Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2. nH2O
Silic Dioxide	SiO2	Chiếm tỷ lệ cao.
Nhôm Oxide	Al2O3	Chiếm tỷ lệ đáng kể.
Cation trao đổi	Na+, Ca2+, Mg2+, K+	Ảnh hưởng đến tính chất trương nở.
Các khoáng phụ	Quartz, Illite, Kaolinit, v.v.

2. Thông số Kỹ thuật Vật lý & Cơ học

Thông số	Đặc điểm/Giá trị
Ngoại quan	Dạng bột mịn, không mùi, màu xám, trắng kem, hoặc vàng nâu.
Độ nhớt	Rất cao (đặc biệt Sodium Bentonite), tạo tính xúc biến (thixotropy).
Khả năng Trương nở	Cao (Bentonite Natri có thể trương nở >10 lần thể tích khô).
Khả năng Hấp phụ	Diện tích bề mặt riêng lớn, hấp phụ tốt chất lỏng, ion và chất độc.
Độ bền nhiệt	Chịu nhiệt tốt, không có điểm chảy (non-melting point).

3. Ứng dụng tập trung trong Công nghiệp và Ceramic

Bentonite là vật liệu đa năng, ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

3.1. Ứng dụng trong Công nghiệp Gốm Sứ (Ceramic)

Bentonite được sử dụng như một chất phụ gia quan trọng, ngay cả với tỷ lệ nhỏ:

• Tăng Độ Dẻo (Plasticizer): Bentonite thêm vào phối liệu làm xương gốm (sứ, gạch ceramic) giúp tăng cường độ dẻo và tính liên kết giữa các hạt, cải thiện khả năng tạo hình và độ bền cơ học của sản phẩm khi còn ở trạng thái xanh (chưa nung).
  • Lưu ý: Cần kiểm soát liều lượng (thường 0.25% – 10%) vì Bentonite có thể làm tăng độ co ngót khi sấy.
• Chất Huyền Phù trong Men (Glaze Suspender): Bentonite giúp giữ cho các hạt men gốm lơ lửng đồng nhất trong nước, chống lắng cặn (anti-settling) ở đáy thùng chứa, đảm bảo lớp men được phủ đều và mịn màng trên bề mặt sản phẩm.

3.2. Ứng dụng trong Công nghiệp Khác

• Công nghiệp Khoan (Dầu khí, Cọc nhồi):
  • Dung dịch Bentonite (Bùn khoan) là chất lỏng quan trọng để bôi trơn mũi khoan, giảm mô men xoắn, và đặc biệt là giữ ổn định thành vách hố khoan (tạo lớp màng bùn) nhờ đặc tính trương nở và độ nhớt cao.
• Công nghiệp Đúc Kim loại:
  • Sử dụng làm chất kết dính trong khuôn cát khi đúc gang và thép, cung cấp độ bền, độ dẻo, và khả năng chịu nhiệt cho khuôn.
• Tinh chế Dầu và Hóa chất:
  • Calcium Bentonite hoạt hóa (Activated Bleaching Earth) được dùng để hấp phụ và tẩy trắng dầu thực vật, dầu khoáng, loại bỏ các sắc tố và tạp chất.
• Xây dựng và Môi trường:
  • Dùng làm vật liệu chống thấm (lót hồ chứa, bãi chôn lấp, đê đập) do khả năng trương nở tạo ra lớp màng không thấm nước.
  • Cải tạo đất nông nghiệp, tăng khả năng giữ ẩm và trao đổi ion (giữ dưỡng chất).
• Thức ăn Chăn nuôi/Dược phẩm:
  • Sử dụng làm chất kết dính vê viên, chất độn, và chất hấp phụ độc tố (mycotoxin) trong thức ăn chăn nuôi.