البنتونيت هو طين طبيعي يتكون نتيجة تآكل رماد البركان، ويتكون بشكل رئيسي من مونتموريلونيت، وهو نوع من معادن السميكتايت. يُعرف البنتونيت بخصائصه الفريدة مثل الامتصاص العالي للماء، والقدرة على التورم، واللزوجة، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في صناعات مختلفة، منها حفر النفط، وتصنيع الصلب، وتطبيقات المصاهر.
هناك عدة درجات من البنتونيت مُصممة لتلبية احتياجات صناعية محددة، مثل بنتونيت OCMA، وبنتونيت API، وأشكال متخصصة لصناعات الصلب والمصاهر.
بنتونيت OCMA
يشير بنتونيت OCMA إلى درجة من البنتونيت التي تستوفي مواصفات جمعية مواد شركات النفط (Oil Companies Materials Association – OCMA)، ويُستخدم غالبًا في سوائل الحفر لآبار النفط والغاز الضحلة أو حفر آبار المياه.
يعمل هذا النوع من البنتونيت كعامل لزيادة اللزوجة ومراقبة الترشيح في طين الحفر، مما يساعد على استقرار جدران البئر، وتبريد وتزييت رأس الحفر، ونقل نفايات الحفر إلى السطح.
يُقدَّر بنتونيت OCMA بفضل قدرته المتوسطة على التورم، وتكوينه الجيد للهلام، وقدرته على تقليل فقدان السوائل أثناء عمليات الحفر.
API البنتونيت
بنتونيت API (المعهد الأمريكي للبترول) هو نوع من البنتونيت عالي الجودة يفي بمتطلبات أكثر صرامة، خاصة لحفر الآبار العميقة. يتميز هذا النوع بكونه أكثر تنقية، وله نقطة انسيابية أعلى وفقدان أقل للسوائل مقارنةً ببنتونيت OCMA.
يلعب بنتونيت API دورًا حيويًا في بيئات الحفر ذات الضغط العالي، حيث يكون الحفاظ على سلامة جدران البئر أمرًا بالغ الأهمية. يُستخدم بشكل واسع في عمليات الحفر البرية والبحرية على حد سواء.
تضمن جودة بنتونيت API العالية أداءً أفضل في التكوينات الجيولوجية المعقدة، مما يجعله الخيار الأمثل للحفر في ظروف صعبة ومتطلبة.
البنتونيت لصناعة الصلب
في صناعة الصلب، يُستخدم البنتونيت بشكل رئيسي في عملية تكوير خام الحديد. حيث تُخلط جزيئات خام الحديد المطحونة ناعماً مع البنتونيت، ثم تُدحرج لتشكيل كريات، تُحمى بعد ذلك في أفران لإنتاج كريات صلبة كروية تُستخدم في أفران الصهر أو عمليات الاختزال المباشر.
يعمل البنتونيت في هذه العملية كعامل رابط، حيث يحسن من القوة الميكانيكية للكريات ويضمن ثبات شكلها أثناء المناولة والنقل.
ويُعد دور البنتونيت حيويًا لتحقيق القوة الانضغاطية العالية المطلوبة لضمان كفاءة إنتاج الصلب وجودته.
البنتونيت لتطبيقات المصاهر
يُستخدم بنتونيت درجة المصاهر كعامل رابطة في تحضير رمال التشكيل. عند خلطه مع الرمل والماء، يشكل خليطًا متماسكًا وقابلًا للتشكيل يحافظ على شكل القالب أثناء عملية صب المعادن.
يمنح الطين القالب القوة والليونة، مما يسمح بتفاصيل دقيقة مع الحفاظ على الثبات الحراري. يُفضل عادةً استخدام بنتونيت الصوديوم لهذا الغرض نظرًا لقدراته الممتازة على التورم والربط.
يساهم بنتونيت المصاهر أيضًا في تحسين إمكانية إعادة استخدام القوالب والحصول على أسطح صب أنظف، مما يقلل من العيوب في المنتج النهائي.
الاستخدامات الرئيسية للبنتونيت تشمل طين الحفر، والمواد الرابط (مثل رابطة رمل المصاهر، ومواد تكوير خام الحديد)، والمواد المنقية، والمواد الممتصة (مثل فضلات الحيوانات الأليفة)، وأيضًا كحاجز للمياه الجوفية.
وبحلول حوالي عام 1990، كان ما يقرب من نصف إنتاج الولايات المتحدة من البنتونيت يُستخدم في طين الحفر.
| Property | Specification |
|---|---|
| Yield point | 16 m3/tone (min) |
| Water loss | 15ml (max) |
| Moisture | 10% (max) |
| Residue on ASTM sieve No: 100 (dry method) | 2 w.t % (max) |
| Residue on ASTM sieve No: 200 (water method) | 2.5 w.t % (max) |
| Property | Specification |
|---|---|
| Viscometer Dial, 600 rpm | 30 (min) |
| Yield Point/ Plastic Viscosity Ratio | 3 (max) |
| Filtrate Volume | 15 ml (max) |
| Residue Greater than 75 µm | 4%w (max) |
| Property | Specification |
|---|---|
| Wate absorption (plate test method) | 600%w (min) |
| Moisture | 6%w (max) |
| Residue on ASTM sieve No:325 | 20%w (max) |
| Property | Value |
|---|---|
| Chemical composition | Sodium bentonite |
| Gelling (after 24 hours) | 26-30%w3 |
| Swelling factor (2g) | 26-34cm3 |
| pH | 11-Aug |
| Methylene blue absorption | 75%w (min) |
| Moisture | 10%w |
| Sinter point | 1100 (0°C) |
| Loss on Ignition (LOI) | 9%w2 |
| Green compressive strength | 750-950 g/cm22 |
| Green Tensile strength | 17-20 g/cm2 |
| Residue on ASTM Sieve No.200 | 7-10%w |
© 2013 شركة فيرتيكس. جميع الحقوق محفوظة. المورد الرائد لمواد المسابك والمواد المعدنية
