แร่เบนโทไนต์คืออะไร Bentonite

เบนโทไนต์เป็นแร่ดิน (Clay Mineral) ที่มีคุณสมบัติการพองตัวสูง ถูกตั้งชื่อจากสถานที่ ที่มีการขุดขึ้นมาใช้ในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรก คือที่ ฟอร์ดเบนท่อน มลรัฐไวโอมิ่ง สหรัฐอเมริกา (Fort Benton, Wyoming USA)

 

ในทางธรณีวิทยา แร่เบนโทไนต์ อยู่ในตระกูลของแร่ดิน มีสัดส่วนจำนวนธาตุองค์ประกอบที่แตกต่างกันไปตามแหล่งที่พบ ซึ่งทำให้เกิดลักษณะทางกายภาพและทางเคมีที่ไม่ซ้ำกัน ส่วนใหญ่กำเนิดมาจากภูเขาไฟ ในยุคทางธรณีวิทยายุคที่สาม (ยุคที่ไดโนเสาร์สูญพันธุ์แล้ว คือ ยุคครีตาเซียส (146 ล้านปี ถึง 63 ล้านปีก่อน)) หรืออาจจะเป็นตั้งแต่ยุคที่ไดโนเสาร์ยังมีชีวิตอยู่ คือยุคจูราสสิค(190 ล้านปี ถึง 146 ล้านปีก่อน)

 

แร่ดินที่ใช้ประโยชน์ทางการค้าได้ส่วนใหญ่จะเกิดจากปฎิกิริยาการสังเคราะห์ระหว่างน้ำกับ หินหรือขี้เถ้าของภูเขาไฟที่สามารถรวมตัวได้ในน้ำ ซึ่งพบในทุกทวีป ยกเว้นทวีปแอนตาร์กติก้า

 

ในทางทรัพยากรธรณี แร่เบนโทไนท์ ประกอบด้วย แร่มอนต์มอริลโลไนท์ (Montmorillonite: ซิลิเคตที่มีลักษณะอ่อน และคล้ายดิน) เป็นหลัก ปะปนอยู่ร่วมกับแร่ธาตุต่างๆเช่น เฟลด์สปาร์ Feldspar, แคลไซต์ Calcite, ซิลิกา Silica, ยิปซั่ม Gypsum, ฯลฯ แร่มอนต์มอริลโลไนท์ Montmorillonite อยู่ในกลุ่มดินสเมคไตต์ Smectite ซึ่งรวมถึงแร่ที่มีคุณสมบัติการทำงานคล้ายคลึงกันเช่น ไบเดลไลต์ Beidellite, ซาโปไนต์ Saponite, เฮคโตไรต์ Hectorite

 

ลักษณะโครงสร้างพื้นฐานของ แร่มอนต์มอริลโลไนต์ คือมีลักษณะเป็นแผ่นหรือเกล็ด ขนาดเล็กๆซ้อนกัน 3 ชั้น มีแผ่นกลางเป็นแผ่นของกลุ่มโมเลกุล อลูมินั่มไฮดรอกซิลโมเลกุลแปดระนาบ Octahedral Aluminum Hydroxyl อยู่ตรงกลางระหว่าง แผ่นของกลุ่มโมเลกุลซิลิคอนออกไซด์ โมเลกุลสี่เหลี่ยมปิรามิด Siliconoxygen Tetrahedral โดยที่อะตอมของอลูมิเนียมบางส่วน จะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของแมกนีเซียม หรืออะตอมของธาตุเหล็ก ซึ่งจะช่วยสร้างประจุลบ บนระนาบด้านฐานของโมเลกุลซิลิกา และจะมีการสร้างสมดุลโดยการแลกเปลี่ยนประจุบวกกับแผ่นที่อยู่ติดกัน ในแร่มอนต์มอริลโลไนท์ตามธรรมชาติ, ประจุบวกเหล่านี้มักจะเป็นแคลเซียม,โซเดียม หรือแมกนีเซียม ขึ้นอยู่กับสภาพดินฟ้าอากาศและสภาวะแวดล้อมในช่วงเวลาที่ก่อตัว และลักษณะการก่อตัวขึ้นของแร่

ในทางเคมี, แร่มอนต์มอริลโลไนต์ สามารถเขียนเป็นสูตรโมเลกุล ได้ดังนี้:

M + [Al2y (Mg Fe)y] Si4 O10(OH)2 • nH2O
โดยที่ + M หมายถึงประจุบวกที่มาทำการแลกเปลี่ยนประจุกัน อาจเป็นได้ทั้ง แคลเซียม หรือ โซเดียม

 

โครงสร้างทางกายภาพของแร่มอนต์มอริลโลไนต์ Montmorillonite คือ กลุ่มของเกล็ดหรือผลึก ที่มีระนาบฐานที่กว้าง แตกต่างกันอยู่ในช่วงความยาวที่ 0.2-2.0 ไมครอน (10-6 เมตร) และความหนาที่ 6-10 ไมครอน ซึ่งในความเป็นจริง ลักษณะและการก่อตัวของผลึก สามารถแตกต่างกันไปได้ ตามการกำเนิด และลักษณะเฉพาะที่ ของแหล่งแร่

 

ลักษณะและคุณสมบัติของ Bentonite มีความซับซ้อนและยังค่อนข้างมีความเฉพาะตัว แตกต่างกันไปตามแหล่งแร่ คุณสมบัติทาง “เคมี-กายวิภาค” คือการมีขนาดของอนุภาคละเอียดมาก และการมีประจุบวก ที่ทำการแลกเปลี่ยนประจุได้ดี ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ดีในเรื่องการดูดซึมและการเคลื่อนตัว นอกจากนั้น คุณสมบัติเหล่านี้ยังก่อให้เกิด การนำไปใช้งานแบบใหม่ๆ ได้อย่างมากมาย หลังจากการถลุงและแปรรูป