Bentoniet

Bentoniet is 'n soort klei met die besondere eienskap dat dit verskeie male sy eie oorspronklike volume kan opswel as dit nat word. Dit is nie-metaalhoudend en kom wydverspreid oor die wêreld voor. Bentoniet word op 'n besonder wye terrein aangewend.

Wetenskaplike agtergrond

Bentoniet is 'n verweringsproduk van vulkaniese as wat deur die eeue blootgestel is aan water en die atmosfeer en geleidelik omskep is in bentoniet. Die klei word gevorm deur die verandering van klein glaspartikels uit die vulkaniese as na kristallyne kleiminerale behorende tot die smektietgroep. Bentoniet bestaan hoofsaaklik uit montmorilloniet, maar die presiese samestelling verskil van plek tot plek.

Bentoniet kan ruweg in twee groepe verdeel word, naamlik natriumbentoniet en kalsiumbentoniet. Eersgenoemde (ook bekend as Wyomingbentoniet) het 'n hoë swelsyfer. Kalsiumbentoniet het daarenteen 'n lae swelsyfer. Daarom staan natriumbentoniet ook bekend as swelklei. Die Suid-Afrikaanse kalsium- en magnesiumbentoniet (die Oceaan-bentoniet) kan maklik in die meer bruikbare natriumbentoniet omskep word deur dit met natriumkarbonaat te behandel.

Voorkoms

China en die VSA is verreweg die grootste produsente van bentoniet. Hulle lewer saam 50% van die wêreldproduksie. Die VSA se jaarlikse produksie is byna 4,9 miljard metrieke ton en die hele Europa lewer saam 3,5 miljard ton. In Afrika het slegs Marokko, Suid-Afrika en Algerië beduidende neerslae. Suid-Afrika het in 2004 nagenoeg 56 miljoen ton, in 2007 46 miljoen ton en in 2008 44 miljoen ton bentoniet gedelf. Die totale wêreldproduksie het in die tyd van 2004 tot 2008 afgeneem van 17 miljard tot 12 miljard metrieke ton.

Gebruik van bentoniet

Bentoniet word op 'n wye verskeidenheid uiteenlopende terreine aangewend.

In die staal- en gietnywerheid word bentoniet as bindmiddel by sand en water gevoeg om gietvorms te maak. Siviele ingenieurs gebruik dit in die maak van sement en beton, die lê van kabels, bou van tonnels, fondamente en mure. Ook in die boor na olie, gas en water. Bentoniet is 'n suspensiehulp in boormodder. Bentoniet-jellie word gebruik as smeermiddel in olieboorgate. Dit verseël boonop ook die boorgate teen grondwater en gasse. Verder dien dit as vervoermiddel om stukkies geboorde rots by die bek van die boorgat uit te kry.

Bentonietkorrels absorbeer die urine in ontlastingsbakke van katte en die uitskeiding kan dan as een klont weggegooi word. Bentoniet as filtermateriaal verwyder kalsium en ander onsuiwerhede uit water en laat sagte en skoner water agter. Dit verhelder wyn en vrugtesappe deurdat dit eiwitte laat neerslaan. Ook stabiliseer dit wyn, vrugtesap en bier en die smaak van kookolie. Bentoniet maak die vorming van kat- en hondekorrels moontlik en verbeter veevoer.

In die suiwering van afloopwater (veral in die papiernywerheid) laat bentoniet die onsigbare afvalstowwe as vlokke neerslaan. Op vuilstortterreine word bentoniet met grond gemeng om as keerwal te dien sodat gifstowwe nie die grondwater bereik en besoedel nie. Hierdie beginsel van waterdigting word ook deur boere aangewend om lekkende gronddamme te verseël. Omdat dit 'n natuurlike produk is, is dit nie skadelik vir visse nie.

Bentoniet tree op as verdikker in verf. Dit verhoed dat pigmente afsak en ook dat verf op vertikale oppervlaktes vloei. Omdat bentoniet 'n natuurlike bleikingsmiddel is, word dit in die chemiese nywerheid gebruik om minerale en olies te suiwer. Dit verwyder ongewenste elemente uit aromatiese samestellings, die kleur uit rietwas en lanolien uit wol. Dit word aangewend in die bleiking van sensitiewe olies soos kokosolie. In die proses van suikerraffinering word dit gebruik vir die skoonspoel en verheldering van waterige suikeroplossings.

Korrels bestaande uit bentoniet is die draers van kunsmis, gifstowwe, seep en bleikmiddels. In die landbou word sandgrond met bentoniet gemeng om die grond se gehalte te verbeter. Die bentoniet verhoed dat minder voedingstowwe uit die grond wegspoel. Bentoniet verseker dat die vloeibaarheid van ink op dieselfde vlak bly. Bentoniet speel ook 'n rol in die glasuur van keramiekprodukte. In die maak van vuurwerk en kleefstowwe kom betoniet ook te pas.

Sandkorrels met 'n buitelaag van bentoniet kleef maklik aanmekaar vas. Hierdie eienskap van sand maak dit uiters geskik vir die maak van gietvorms. Daarom is sand by sekere plekke meer geskik vir die bou van sandkastele op die strand as elders.

Klein hoeveelhede bentoniet word deur die farmaseutiese bedryf gebruik in die samestelling van dermatologiese salwe, poeiers, gesigmaskers, grimeermiddels soos lipstiffies en terapeutiese modder. Gesigmaskers vir die behandeling van aknee en olierige vel bestaan deels ook uit bentoniet. Lakseermiddels om gifstowwe uit die liggaam te verwyder en die spysverteringskanaal skoon te maak, bevat eweneens bentoniet.

As kalsiumbentoniet met sout- of swaelsuur behandel word, word sy bleikingsvermoë aansienlik verbeter. Dan word dit hoofsaaklik in die suiwering van plantaardige, dierlike en mineraalolies gebruik. Suid-Afrikaanse Oceaan-bentoniet kan deur die suurbehandeling net so goed gebruik word vir die bleiking van mineraalolies as sekere ingevoerde kleisoorte. Geaktiveerde kalsiumbentoniet is voorheen gebruik in die katalitiese afbraak van petroleum, maar dit is vervang met sintetiese katalisators.

Bentoniet-afsettings in SA

1. Oceaan. Op die plaas Oceaan en omliggende plase in die Koppies-distrik is goeie afsettings van bentoniet. Die Oceaan-montmorilloniet is soortgelyk aan die sogenaamde Southern Bentonites van die VSA. Die kleur van die Oceaan-bentoniet is lig geelgrys. Hier vind dagboumynwerksaamhede plaas.

2. Roodefontein. Op die plaas Roodefontein, 5 km wes van Plettenbergbaai word sedert 1969 bentoniet ook in oopgroefmyne ontgin. Die dikte van die afsetting is 15cm tot 2,5m en die kleur is groengrys met violet sones. Dit is soorteglyk aan die Oceaan-bentoniet en die vernaamste uitruilbare katione is eweneens Ca en Mg. Alhoewel die gehalte van hierdie neerslae beter is as die van Oceaan, is dit moeiliker ontginbaar. Dit word vermeng met Ocean Benton.

3. Pronksberg. Op die plaas Pronksberg in die distrik Wodehouse is montmorilloniet gevorm deur die verandering van vulkaniese as nadat dit in water afgeset is. Hierdie afsettings is nie ekonomies ontginbaar nie weens die wisselvallige gehalte van die materiaal en omdat die steil berghange die ontginning moeilik en duur maak.

4. By Dover, 5 km oos van Heilbron in die Vrystaat, kom neerslae van montmorilloniet voor, bestaande uit 60% kalsium-montmorilloniet en 40% kwarts. Weens hierdie onsuiwerheid is dit nie van enige ekonomiese belang nie.

5. Nxwala. By Mkuze in KwaZulu-Natal kom op die plaas Nxwala onsuiwer afsettings voor. Hier bevat die klei 'n aansienlike hoeveelheid montmorilloniet en die reserwes is blykbaar groot. Dit kom ooreen met die ultramarinabetoniet van Mosambiek. As dit gebak word, het dit 'n wit kleur, 'n hoë droë sterkte en hoë termiese uitsetting. Die klei kan goed aangewend word in die pottebakkersbedryf.

6. Op die Springbokvlakte suid van Zebediela en suid van Warmbad kom bentoniet voor. Ontginning hiervan is nie lonend weens die aard van die materiaal.

7. Heidelberg. Sedert 1979 word bentoniet in oop groewe op die Prinsesplotte by Heidelberg aan die Duivenhoksrivier in die Wes-Kaap ontgin.

8. Yellow Star Quarries. Hierdie myn by Kroonstad is in 2007 in gebruik geneem. Daar is bereken dat dit 750 000 kubieke meter bentoniet bevat en dat dit 4 000 kubieke meter per maand kan lewer. Die bentonietlaag wissel in dikte van tussen 6 en 10 meter. Hierdie is die grootste neerslae wat tot op datum in Suid-Afrika gevind is. Die myn het waarskynlik 'n lewensduurte van effens meer as 10 jaar.

Vollersaarde

In die VSA en Groot-Brittanje staan kalsiumbentoniet ook bekend as vollersaarde. Elders word die attapulgiet-kleisoorte vollersaarde genoem. In Suid-Afrika word vollersaarde slegs op die plaas Snymanskraal, ongeveer 14 km noordwes van Albertinia, ontgin. Die grysgroen klei kom tot op 'n diepte van 1,5 m voor nadat 'n deklaag van 1,2 m verwyder is. Paligorskiete is 'n belangrike bestanddeel van vollersaarde. Ander soorte vollersaarde bestaan weer in 'n groot mate uit montmorilloniet. Vollersaarde word teenswoordig in die gietnywerheid as bindklei gebruik. Die produksie is laag en staan die afgelope 40 jaar op slegs ongeveer 500 ton per jaar.

Etimologie

Montmorilloniet ontleen sy naam aan die plek in die weste van Frankryk waar dit in 1847 ontdek is. Bentoniet is vernoem na Fort Benton in Wyoming in die VSA waar dit deur W.C. Knight in 1890 vir die eerste maal ontgin is. Die naam vollersaarde slaan terug op die ou Nederlandse woord “vollen” wat dui op die proses om vilt uit wol te vervaardig.

Bibliografie

Coetzee, C.B. (red.): Delfstowwe van die Republiek van Suid-Afrika. Pretoria: Staatsdrukker, 1976. ISBN 0-621-06436-X
Standard Encyclopaedia of Southern Africa, deel 2. Kaapstad: Nasou, 1970.
Acid leaching of heavy metals from bentonite clay. www.saimm.co.za
South African bentonite production by year (metric tons). www.indexmundi.com
Bowyer, P.K. en Moine-Ledoux, V.: Bentonite – more than just dirt. www.wynboer.co.za
Bentonite – trade, technology, project information. www.primaryinfo.com
www.euromines.org
www.clay.co.za
www.infomine.com