BENTONİT NEDİR?

          Başlangıçta Wyoming’de (USA) Ford-Benton yakınlarında bulunmuştur. Bentonit ismini bulunduğu bölgeden almıştır. Plastisitesi yüksek, kolloidal özelliğe sahip bir kil çeşitidir. Daha sonra aynı kil çeşiti Fransa’nın Montmorillon bölgesinde de bulunduğu için bu kul çeşidine Montmorillonit adı verilmiştir. Bentonitle birlikte kuvars, mika feldispat, pirit ve bazı minareller bulunabilir. Bir kil çeşidi olan Bentonit’in kimyasal formülü (Na, Ca) (AI, Mg) 6 (Si4O10)3(OH)6.nH2o olup, bu formülün yüzde olarak ağırlığı üretilen Bentonit teki Montmorillonit miktarını göstermektedir. Rengi beyaz, gri, yeşil, sarı, pembe, mor ve kırmızı olabilir. Yoğunluğu 2,6 gr/cm3 olup, iyonlaşma kapasitesi oldukça yüksektir. Kimyasal özelliklerine göre başlıca üç (3) gruba ayrılır:

 

- Sodyum Bentonit:

          Su ile temas halinde 5-10 kata kadar şişebilen, ağırlıklı olarak sondaj sanayi, döküm sanayi ve inşaat sanayinin kullandığı bentonit türüdür.

- Kalsiyum Bentonit:

          Su ile teması halinde 2-3 katı kadar şişer ve kedi kumu ile gıda sektöründe berraklaştırma amacı ile kullanılır.

- Sodyum - Kalsiyum (Ara Tip) Bentonit:

          Kimyasal aktifleştirmeler sonucu Sodyum Bentonit olarak kullanılır.

 

Bentonit Büyük ölçüde montmorillonit veya montmorillonitten iyon değişimleri ile türemiş olan berdelit, saponit, hektorit ve nontronit gibi kil minerallerini içeren maddelere "bentonit" adı verilir. Jeolojik olarak, volkanik küllerin camsı yapışım kaybetmesi ile oluşan bentonitler içinde safsızlık olarak; kaolin ve illit gibi diğer kil mineralleri ile, jips, kuvars, rutil, kalsit, dolamit ve volkanik kül gibi kil minerali olmayan maddeler de bulunmaktadır.

 

Bentonitin genel formülü Al4Si8O20(OH)4nH2O’dur. Ancak, oluşturucu mineral montmorillonitse, bu mineralin yapısındaki kalsiyum, sodyum ve magnezyum bulunur. Bentonitler, içerdikleri montmorillonit minerallerinin özelliğine göre su ile az veya çok şişerler. Ham bentonit kaolin kıvamında, yumuşak ve parçaları kırılmaya elverişlidir. Ele sürülünce yağımsı bir görünüşle yayılır ve yüzeye yapışır. Beyaz, açık sarı, yeşilimtrak sarı, pembemsi bej veya açık pembe renklidir. Çok ince tanelidir. Su ile temasa geçince en az beş misli şişebiliyorsa, ticari bentonit sayılır. İyi bentonitler 10-20 kat şişer. Çok ender olarak 25-30 kat şişebilen bentonitler de vardır. Su ile şişme özelliği 600°Cden sonra kaybolan bentonitin kuru haldeki yoğunluğu 2,7-2,8 g.cm3tür.

 

 Aynı bentonit toz haline getirilirse, yoğunluk hissedilir şekilde düşerek 1,6-1,8 g.cm3 kadar olur. Bentonitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden çok farklıdır ve değişik türleri bulunmaktadır. Partikülleri tamamen veya kısmen kolloidal boyutlara sahip olduğundan su içinde uzun süre süspansiyon halinde kalabilirler. Çözelti iyonları adsorplayabilirler ve adsorplanan iyonlar çözelti derişiminde değişikliğe neden olurlar. Aynı zamanda küçük boyutların etkisi ile su ve organik maddeleri adsorplama yetenekleri sebebiyle plastitise özelliği gösterirler. Diğer bir deyişle ıslandığında biçimlendirilebilirler.

 

 Bentonitlerin suya karşı duyarlı olmaları, kolay çözünüp dağılmaları ve hacimce genleşmeleri, sürekli bazik süspansiyon oluşturmaları, süspansiyonların genellikle bazik reaksiyon göstermesi, benzidin ile reaksiyon sonucu lacivert renk vermeleri gibi özellikleri, ayırt edici özellikleridir. Bentonitler ve bentonitik killer montmorillonit mineralinden gelen değişken plastisite özelliğine sahiptir. Bu özelliği gösteren killer su içeriği sabit kaldığı halde, basınç ve sarsıntı gibi etkenlerle plastisitelerini değiştirirler ve hatta fazla basınç altında akıcı hale de gelebilirler. Taneciklerin çok ince olmasından dolayı, bentonit partikülleri ancak elektron mikroskobunda görülebilecek kadar küçüktür.

Bentonitlerin alkali veya toprak alkali bentonit olup olmadıkları H2SO4 ile verdikleri reaksiyonlardan anlaşılabilir. Bu reaksiyonlara göre bentonitler dört gruba ayrılırlar.

 

a) Alkali bentonitler: Asit ile reaksiyona girdiklerinde özelliklerini koruyan ve kolayca yer değiştiren alkali gruplar içeren bentonitlerdir.

 

b) Alkali yarı bentonitler: Yer değiştiren alkali gruplar içerirler, asitle reaksiyona girdiklerinde başlangıç özelliklerini kaybederler.

 

c) Toprak alkali bentonitler: Yer değiştirebilen toprak alkali gruplar içerirler, alkali tuz reaksiyonu ile alkali bentonit özelliği kazanabilirler.

 

d) Toprak Alkali Yarı Bentonitler: Asit ile işleme sokulduktan sonra alkali bentonit özelliği kazanamazlar.

 

Bentonitler; gıda, seramik, kağıt, ilaç, farmasotik ve kozmetik endüstrilerinde, boya ve mürekkep, sabun, temizleyici ve parlatıcı bileşikler, lastik ve kauçuk üretimleri, radyoaktif atıkların arıtımı, tarım ve hayvancılıkta, su arıtımında, su tutma özelliğinden dolayı yangın söndürücülerde,ve..yapıştırıcılarda kullanım alanları bulmaktadırlar [4,4]. 1.1.1.1. Bentonitin kullanım alanları Bentonitler, çeşitli endüstri alanlarında kullanılan birçok ticari ürünün bileşiminde bulunurlar. Kil ve topraklarda, bentonit varlığı malzemenin özelliklerini önemli ölçüde etkilediğinden gıda, tarım, yapı mühendisliği, seramik, arıtma ve daha birçok alanda bentonit yaygın olarak kullanılmaktadır. Suyun sertliğinin giderilmesinde, su geçirmez malzeme üretiminde, boya, emaye, ilaç ve kimya endüstrisinin çeşitli kollarında, çimento ve sıvalarda, yol, kanal ve baraj yapımında çeşitli tür ve kalitelerde bentonitler kullanılır. Bentonitlerin eğer plastisiteleri az ise sondaj çamurlarında, dökümcülükte ve seramikte kullanılamazlar. Fakat bunlar aktif hale getirildiklerinde, madeni, sıvı ve katı yağların arıtılmasında kullanılabilmektedir.

 

Büyük ölçüde montmorillonit veya montmorillonitten iyon değişimleri ile türemiş olan berdelit, saponit, hektorit ve nontronit gibi kil minerallerini içeren maddelere "bentonit" adı verilir. Jeolojik olarak, volkanik küllerin camsı yapışım kaybetmesi ile oluşan bentonitler içinde safsızlık olarak; kaolin ve illit gibi diğer kil mineralleri ile, jips, kuvars, rutil, kalsit, dolamit ve volkanik kül gibi kil minerali olmayan maddeler de bulunmaktadır.

 

Bentonitin genel formülü Al4Si8O20(OH)4nH2O’dur. Ancak, oluşturucu mineral montmorillonitse, bu mineralin yapısındaki kalsiyum, sodyum ve magnezyum bulunur. Bentonitler, içerdikleri montmorillonit minerallerinin özelliğine göre su ile az veya çok şişerler.

 

Ham bentonit kaolin kıvamında, yumuşak ve parçaları kırılmaya elverişlidir. Ele sürülünce yağımsı bir görünüşle yayılır ve yüzeye yapışır. Beyaz, açık sarı, yeşilimtrak sarı, pembemsi bej veya açık pembe renklidir. Çok ince tanelidir. Su ile temasa geçince en az beş misli şişebiliyorsa, ticari bentonit sayılır. İyi bentonitler 10-20 kat şişer. Çok ender olarak 25-30 kat şişebilen bentonitler de vardır.

 

Su ile şişme özelliği 600°Cden sonra kaybolan bentonitin kuru haldeki yoğunluğu 2,7-2,8 g.cm3tür. Aynı bentonit toz haline getirilirse, yoğunluk hissedilir şekilde düşerek 1,6-1,8 g.cm3 kadar olur.

 

Bentonitlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden çok farklıdır ve değişik türleri bulunmaktadır.

Partikülleri tamamen veya kısmen kolloidal boyutlara sahip olduğundan su içinde uzun süre süspansiyon halinde kalabilirler. Çözelti iyonları adsorplayabilirler ve adsorplanan iyonlar çözelti derişiminde değişikliğe neden olurlar. Aynı zamanda küçük boyutların etkisi ile su ve organik maddeleri adsorplama yetenekleri sebebiyle plastitise özelliği gösterirler. Diğer bir deyişle ıslandığında biçimlendirilebilirler.

 

Bentonitlerin suya karşı duyarlı olmaları, kolay çözünüp dağılmaları ve hacimce genleşmeleri, sürekli bazik süspansiyon oluşturmaları, süspansiyonların genellikle bazik reaksiyon göstermesi, benzidin ile reaksiyon sonucu lacivert renk vermeleri gibi özellikleri, ayırt edici özellikleridir.

 

Bentonitler ve bentonitik killer montmorillonit mineralinden gelen değişken plastisite özelliğine sahiptir. Bu özelliği gösteren killer su içeriği sabit kaldığı halde, basınç ve sarsıntı gibi etkenlerle plastisitelerini değiştirirler ve hatta fazla basınç altında akıcı hale de gelebilirler. Taneciklerin çok ince olmasından dolayı, bentonit partikülleri ancak elektron mikroskobunda görülebilecek kadar küçüktür.

 

Bentonitlerin alkali veya toprak alkali bentonit olup olmadıkları H2SO4 ile verdikleri reaksiyonlardan anlaşılabilir. Bu reaksiyonlara göre bentonitler dört gruba ayrılırlar.

 

a) Alkali bentonitler: Asit ile reaksiyona girdiklerinde özelliklerini koruyan ve kolayca yer değiştiren alkali gruplar içeren bentonitlerdir.

 

b) Alkali yarı bentonitler: Yer değiştiren alkali gruplar içerirler, asitle reaksiyona girdiklerinde başlangı..

 

BENTONİT KULLANIM ALANLARI

 

- Döküm kalıplarının yapımında döküm kumunun birbirine bağlanmasını sağlamak amacı ile kullanılmaktadır. Refrakter karakterli ve üretim esnasında çıkan çeşitli gazları geçirgen özelliğinden dolayı gazların ortamdan uzaklaşmasını sağlar.

 

- Kağıt hamuruna katılırsa ince bünyeli dayanıklı ve temiz yüzeyli kağıdın elde edilmesi sağlanır. Bunun için bentonitin topraksız, sabun BUYganlığında ve beyaz olması gerekir.

 

- Seramikçilikte ek hammadde olarak yararlanılarak üretilecek seramik malzemelere plastikte ve mukavemet kazandırır.

 

- Refrakter killere karıştırılarak refrakter malzeme üretiminde kullanıldıklarında üretim cihazların birkaç on misli dayanıklılık kazandırır. Portland çimentosunu teşkil edecek karışıma %

1 oranında bentonit eklendiğinde, üretim çimentosunun mekanik mukavemetinin arttığı ve donma süresinin kısaldığı belirlenmiştir.

 

- Arıtma tesislerinde geniş şekilde yararlanılır.

 

- Sondajcılık sektöründe çok önemli bir maddedir. Bentonit matkap tarafından parçalanan BUYa parçacıklarını sirkülasyon yoluyla yüzeye taşınmasını sağlar. Sondaj esnasında delinen kuyunun civarında sızdırmaz bir tabaka oluşturarak sondaj suyunun kaçmasını önler. Sondajın durması esnasında jel oluşturarak kırılan parçaların tabana çökerek kuyunun tıkanmasını ve tijlerin sıkışmasını önler.

 

- Bentonit ayrıca kurşun kalem, renkli kalem, pastel boya, camcı macunu, macun tutkal yapımında dolgu veya ara madde olarak kullanılır.

 

- Alçıda donma süresini kısaltıcı madde olarak yararlanılır.

 

- Bentonit doğrudan temizleyici bir madde olup saf haliyle sabunun % 20-50’si kadar etkilidir. Bu bakımdan sabun veya diğer temizleyicilerin yapımında da geniş şekilde yararlanılır.

 

- İnşaat sektöründe geçirimsiz tabaka ve zemin stabilizasyonunda yararlanılır.

 

- Meyve suyu, şarap, biranın berraklaştırılmasında.

 

- Gıda sanayisinde hayvan yemine katkı olarak.

 

- Yağ üretiminde ağartma amacıyla kullanılmaktadır.

 

- Kedi kumu üretiminde kullanılır.

 

- Demir çelik sektöründe demirin paletlenmesi amacıyla kullanılır.

 

- Yangın söndürücüler, boya sanayii ve birçok kimya sanayisinde katalizör olarak kullanılabilmektedir