مونت موریلونیت چیست؟

کانی‌های رسی جزو قدیمی ترین موادی هستند که پس ار گذشت دهه ها هنوز جایگاه خود را در صنعت سرامیک ها و دیرگدازها حفظ کرده اند. رس‌ طبیعی دسته ای از ترکیبات خاکی‌ محسوب می شود که ساختاری لایه‌ لایه دارد. در این بین مونت موریلونیت فراوان ترین گروه از کانی های اسمکتیت است که به میزان زیادی در بنتونیت یافت می شود.

منشا پیدایش مونت مورلونیت

مطالعات زمین شناسی به ما نشان می دهند که کانی های مونت موریلونیت از طریق استحاله (دگرگونی) مذاب آتشفشان ها یا تجریه کانی هایی مثل ریبولیت، تراکیت، داسیت، آندسیت، بازالت و یا لیپاریت به وجود آمده است.

کانی مونت موریلونیت

یکی از مهم ترین عواملی که بر ترکیب و خواص این کانی تاثیر می گذارد، شرایط آب و هوایی مختلف است.

ترکیب شیمیایی این کانی به صورت زیر است:

Al_1.67Mg_0.33)[(OH)₂Si₄O₁₀].Na_0.33(H₂O)₄)

از ترکیبات یافت شده در این کانی می‌توان به اکسید پتاسیم و اکسید سدیم اشاره کرد. یکی از دلایل اینکه مونت موریلونیت دارای فرمول ایده آل نیست، این است که این کانی قابلیت بالایی برای جانشینی یون‌ها در شبکه بلوری‌اش دارد. در لایه های چهار وجهی یون هایی مانند Mg⁺² و Fe⁺²  نیز می‌توانند در ساختمان این کانی جایگزین گردند.

بنابراین اگر بخواهیم برای این کانی ترکیب شیمیایی ارائه دهیم که به واقعیت نزدیک‌تر باشد، می توان گفت:

Al,Mg,Fe³⁺)₄(Si,Al)₈O₂₀(OH)₂.nH₂O)

اما در مجموع یک فرمول کلی برای نمایش دسته از کانی ها ارائه شده است. به علت تشابهی که این ماده با کانی معدنی ایلیت دارد، ترکیب زیر به عنوان فرمولی کلی برای نمایش این ماده ارائه شده است:

X₂Y₄O₁₀(OH)₂

که در این فرمول X و Y به صورت زیر تعریف می شوند:

X کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم و منیزیم های دو ظرفیتی جانشین شده (در لایه های هشت وجهی) + کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت کمبود بار حاصل از جابه جایی اضافه شده اند.

Y کاتیون های چهار ظرفیتی سیلیس و همچنین کاتیون های سه ظرفیتی آلومینیم جانشین شده (در لایه چهار وجهی) + کاتیون های یک یا دو ظرفیتی که جهت جبران کمبود با حاصل از جابجایی اضافه شده‌اند.

ساختار مونت موریلونیت

ساختار این کانی به صورت دو لایه چهار وجهی سیلیس و یک لایه هشت وجهی آلومینا است. با جایگزینی آلومینیوم به جای سیلیس (در لایه چهار وجهی) با منیزیم و آهن دو ظرفیتی (در لایه هشت وجهی) گروه های مختلفی از مونت موریلونیت تشکیل می شود.

ساختار بلوری مونت موریلونیت

در ساختار این کانی لایه های هشت وجهی بین لایه های چهار وجهی محبوس می‌شوند و تنها نیروی موجود در بین لایه های چهار وجهی و هشت وجهی، نیروی واندروالس است، در حالی که در کانی کائولینیت بین لایه ها پیوند هیدروژنی برقرار است.

خواص

مونت موریلونیت در اغلب موارد دارای رنگ سفید و خاکستری است و در مواردی به رنگ صورتی، سبز و آبی نیز دیده می شود. از جمله خواص این کانی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

جذب بالای آب

به طور کلی تمامی رس‌ها با جذب آب دچار تورم می شوند. کانی مونت موریلونیت نیز از این قاعده مستثنی نیست  و همان طور که گفته شد، به علت وجود نیروی واندروالس در ساختار آن، در پی جذب آب، حجم آن به شش برابر حجم اولیه می‌رسد. البته این نکته را هم باید در نظر داشت که در رسهایی که جذب آب زیاد است، احتمال ترک خوردن بدنه در هنگام خشک شدن و خروج آب نیز بیشتر است و این مسئله ممکن است در مواردی منجر به انقباض و اعوجاج بدنه گردد.

ترکیب شیمیایی فعال

از نقطه نظر شیمیایی این کانی نسبت به برخی رس‌ها فعالتر است، زیرا دارای ساختمان لایه‌ای است و از طرف دیگر بعلت دارا بودن خاصیت جانشینی ایزومرفی، امکان جایگزینی برخی کاتیون ها در ساختار این کانی وجود دارد.

از دیگر خواص منحصر به فرد این کانی می توان به کوچکی ذرات آن اشاره کرد که این امر سبب ایجاد خواص زیادی شده است. به علاوه مونت موریلونیت‌های سدیمی نسبت به نوع کلسیمی از شکل پذیری بیشتری برخوردارند و همچنین خاصیت تبادل یونی آن نیز بیشتر است.

تورم پذیری بالا

یکی دیگر از ویژگی های این رس طبیعی تورم پذیری بالای آن در محیط قطبی است.از این خاصیت می توان جهت دستیابی به خواص رئولوژیکی مناسب در دوغاب ها استفاده کرد که این مورد به ویژه در صنایع نفتی کاربرد زیادی دارد.

از جمله خواص دیگر مونت موریلونیت می توان به سطح ویژه بالا، خواص الکتریکی سطحی و ظرفیت تبادل یونی اشاره کرد.

کاربردها

از موارد کاربرد این کانی می توان به کاربردهای چسبانندگی، استفاده به عنوان پرکننده، جاذب، حامل دارو (drug delivery) و کاتالیست اشاره نمود. علاوه بر موارد ذکر شده کانی مونت موریلونیت به وفور در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار می گیرد. برخی کاربردهای این رس طبیعی در  صنعت سرامیک عبارت اند از:

• ماده شکل دهنده (با حداکثر ۵ درصد)
• ایجاد خواص تیکسوتراپ و غلظت دهندگی در دوغاب
• تولید کاشی
• تولید آجر و فاینس‌

منابع

www.amazon.com
پایگاه ملی داده‌های علوم زمین کشور (http://www.ngdir.ir)
www.britannica.com