مقاله کائولن 4

برجسته‌ترین ویژگی‌های که آن را از سایر رس‌ها متمایز می‌سازد، عبارتند از:

شکل‌پذیری: شکل‌پذیری آن خیلی زیاد است و بدین دلیل، انقباض بعد از پخت نیز خیلی زیاد است. شکل‌پذیری خیلی بالا باعث می‌شود خیلی چسبنده و کار با آن دشوار شود. شکل‌پذیری زیاد به خاطر آب‌کافت طولانی در طول شکل‌گیری و انتقال است. در طول این آب‌کافت، ذرات کلوئیدی برای تشکیل ذرات درشت‌تر با هم پیوند می‌یابند.
رنگ بعد از پخت سفید تا قهوه‌ای روشن: هرچند رنگ خام ممکن است به خاطر وجود کربن تیره باشد، رنگ آن با سوختن کربن روشن‌تر می‌شود.
دیرگدازی: دامنه‌ی دیرگدازی آن برابر است با 26 تا 32 اکی‌والان مخروط آذرسنجی اورتن، یعنی 1600 تا 1750 درجه سانتی‌گراد، که کمتر از مقدار مربوط به رس چینی (PCE 35، یعنی ۱۷۸۵ درجه سانتی‌گراد) است.
قابلیت شیشه‌شدگی: رس توپی انگلیسی معمول در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌صورت ناقص شروع به گداخت می‌کند. در این دما، به خاطر انقباض بالا، به توده‌ی بسیار متراکمی تبدیل می‌شود. این گداخت زودهنگام دامنه‌ي شیشه‌شدگی زیاد (1200 تا 1600 درجه سانتی‌گراد یا بیش‌تر) را تضمین می‌کند.
ماده کربنی: حجم زیاد ماده کربنی مانع لخته‌سازی در اطراف آن در زمان عمل‌آوری با آب می‌شود. در نتیجه، داخل توده شکل‌پذیر رس، قسمت‌های لخته‌زدایی‌شده شکل می‌گیرد. در امتداد این قسمت‌ها، توده شکل‌پذیر معمولاً، در هنگام فشرده شدن در حین قالب‌گیری، می‌لغزد و باعث تشکیل صفحات ضعف در محصول می‌شود.

کاربردها

1. محصول پخته شده

(الف) ترکیب با سایر رس‌ها: به دلیل دیرگدازی کم و شکل‌پذیری بالای غیرقابل کنترلش، به‌تنهایی به‌کار نمی‌رود. اما همواره در قالب ماده‌ای چسبنده در رس‌های دیگری نظیر رس چینی، رس نسوز و غیره (که شکل‌ناپذیرند) به‌کار می‌رود تا شکل‌پذیری ترکیب ماده خام اصلاح شود و قالب‌گیری به شکل‌های مورد نظر تسهیل یابد. علاوه بر این، رنگ بعد از پخت قابل ‌قبول و توانایی آن در شیشه‌ای شدن نسبتاً آسان به توده‌ای متراکم، اگر برای محصولات پخته‌شده به‌کار رود، به مزایایش می‌افزاید. بدین ترتیب، ممکن است در تولید هر محصول پخته‌شده‌ای که عمدتاً بر مبنای این رس‌های شکل‌ناپذیر (سرامیک، پرسلان، چینی استخوانی، دیرگدازها و غیره) است به‌کار رود. درصد اضافه‌شده به‌دقت کنترل می‌شود تا به ویژگی‌های مطلوب (فیزیکی و شیمیایی) در مخلوط ماده خام دست یافته شود. در میان ترکیبات مضر، میکا و کوارتز آزاد یا گریت مخصوصاً مطلوب نیستند. تا آن‌جا که ماده کربنی مد نظر باشد، رنگ سیاه اهمیتی ندارد، زیرا در طول پخت از بین می‌رود. اما مقدار زیاد آن در طول آماده‌سازی قالب مسئله‌ساز است، زیرا صفحات لغزش لخته‌زدایی‌شده باعث شکل‌گیری قسمت‌های ضعیف می‌شود. به‌طور کلی، ماده‌ی کربن‌دار 5/0 درصد یا بیش‌تر نامطلوب است. با این حال، ماده کربنی کمتر از 5/0 درصد مطلوب در نظر گرفته می‌شود، زیرا رس تیکستروپیک می‌شود، و صفحات لغزش، در حالی که به جریان توده شکل‌پذیر و قالب‌گیری کمک می‌کنند، روی کیفیت محصول تأثیر نمی‌گذارند.

(ب) کاشی دیواری سفالین: در این محصول (شاید فقط همین محصول)، تنها رسی که به‌کار می‌رود رس توپی است. کاشی‌های دیواری سفالین لعابی برای سطح دیوارهایی به‌کار می‌روند که در آن تمیزی عامل مهمی است، مثل بیمارستان‌ها، آشپزخانه‌ها، حمام‌ها، آزمایشگاه‌های شیمیایی و غیره. اندازه استاندارد کاشی‌ها برابر است با [14.5cm X 14.5cm X 4.5mm]، اما سایر اندازه‌ها نیز سفارشی‌سازی می‌شوند. به‌منظور ساخت چنین کاشی‌هایی، مخلوطی حاوی رس توپی، دولومیت، ولاستونیت، تالک و پودر قلم تخته سنگ تا اندازه ۱۲۰ مش خیس و خرد می‌شود، از نوعی تفکیک‌کننده مغناطیسی عبور می‌کند تا ذرات آهن حذف شود، تکان داده می‌شود و با فشار فیلتر می‌شود تا آب آن از این طریق گرفته شود و کیک شکل گیرد. کیک‌ها خشک می‌شوند، پودری می‌شوند، با مقداری پیونده مخلوط می‌شوند و سپس کاشی فشرده می‌شود. مراحل ساخت کاشی‌ها بدین صورت است که ابتدا بیسکویت (اصطلاح مهندسان سرامیک برای پخت قبل از لعاب‌دهی مثل پخت بیسکویت خوراکی) پخته می‌شود، سرد می‌شود، روی سطح بالایی لعاب‌دهی می‌شود و آن را تا دمای ۱۰۵۰ درجه سانتی‌گراد لعاب‌پخت می‌کنند (اصطلاحی که مهندسان سرامیک برای پخت بعد از لعاب به‌کار می‌گیرند).

2. کاربردهای سرد: در گندله‌های خوراک دام و برای آستری دفن‌گاه‌های پسماندهای سمی در قالب ماده افزودنی به بنتونیت به‌کار می‌رود. همچنین در لاستیک و پلاستیک در قالب پرکننده به‌کار می‌رود.

رس نسوز نوعی رس است که می‌تواند بدون ترک یا شیشه‌شدگی در برابر آتش مقاومت کند. این «آتش» در واقع آتش کوره است و حداقل دمای این آتش در قالب استاندارد بین‌المللی تعیین شده است. طبق این استاندارد، رسی رس نسوز تلقی می‌شود که دیرگدازی آن ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد (Orton PCE 18) باشد. با این حال، در عمل، رس نسوز به‌کاررفته در صنایع باید نه‌تنها یک بار در برابر دمای بالا، بلکه باید در برابر حرارت و سرد شدن مکرر (یعنی شوک‌های حرارتی) مقاومت کند. بنابراین، دمای تحمل رس نسوز، در قالب محافظ، خیلی بیش‌تر و در حدود ۱۶۰۰ درجه سانتی‌گراد یا ۲۶ اکی‌والان مخروطی آذرسنجی است. رس نسوز حاوی حداقل 18 درصد و عموماً 30 درصد یا بیش‌تر آلومینیوم اکسید است ویژگی‌های رس (اندازه ذرات ریز، نرمی، فشردگی و غیره) را با ویژگی‌های آلومین (مقاومت در برابر دمای بالا) ترکیب می‌‌کند. محصول ساخته‌شده از رس نسوز آجر نسوز (دیرگداز) نامیده می‌شود که یکی از اجزاء اصلی مورد استفاده در بسیاری از صنایع فرآوری‌ای با دمای بالاست. رس نسوز در سطح جهان در قالب بسترهای رسوبی مرتبط با رگه زغال سنگ به وجود می‌آید. رس نسوز معمولی شکل‌پذیر است، اما عموماً رس فلینتی شکل‌ناپذیر یا نیمه‌شکل‌پذیر با آن همراه می‌شود، زیرا هر دو برای ایجاد آجر نسوز به‌کار می‌روند.

تاریخچه

صنایع، از همان مراحل اولیه انقلاب صنعتی یا حتی قبل‌تر، به اهمیت آجرهای نسوز بادوام و دیرگداز برای انجام فرایندهای متالورژی مختلف پی برده‌اند. در هند، تا اواسط قرن نوزدهم، آجرهای نسوز وارد می‌شدند. گرچه در سال ۱۸۵۹، شرکت Burn and Co با مسئولیت محدود شروع به ساخت آجرهای نسوز در کارخانه سفالگری خود در رانیگانج در غرب بنگال کرد، معروفیت آن تا سال ۱۸۷۵ به طول انجامید. در این سال بود که برای اولین بار این آجرهای نسوز در کوره بلند شرکت Bengal Iron Works با نتایج خوب به‌کار گرفته شدند. پس از آن، سایر کوره‌های بلند، ریخته‌گری‌ها، کارگاه‌های راه‌آهن و غیره خواستار آجرهای نسوز تولید این کارخانه شدند. درست بعد از تأسیس شرکت Tata Iron and Steel Works در جمشدپور بود که واحدهای تولید بیش‌تری، برای برآورده کردن تقاضای روزافزون برای آجرهای نسوز، تأسیس شدند (اکثرشان در معادن ذغال سنگ رانیگانج و جاریا واقع در جارکند، آبریز گوندوانا غرب بنگال قرار داشتند). با رشد صنعت آجر نسوز، استخراج بسترهای آجر نسوز در این معادل زغال سنگ افزایش یافت. در موعد مقرر، استخراج آجر نسوز و تولید آجر نسوز به سایر بخش‌های کشور هند گسترش یافت (مادایا پرادش، اوریسا و غیره). در طول مدت ۳ ساله سال‌های ۱۹۴۴ تا ۱۹۴۶، میانگین تولید سالانه در هند، طبق گزارش‌ معادن، ۸۲۰۰۰ تن بود که در سال ۱۹۴۷ به حدود ۱۰۰۰۰۰ تن، در سال ۱۹۵۰ به ۱۲۵۰۰۰ تن، در سال ۱۹۶۰ به ۲۷۵۰۰۰ تن، در سال ۱۹۷۰ به ۵۸۴۰۰۰ تن، در سال ۱۹۸۰ به ۷۶۲۰۰۰ تن و در سال ۱۹۸۲ به ۸۷۸۰۰۰ تن رسید. بعد از این رشد پیوسته، تولید کاهش یافت و در سال ۱۹۹۰ به ۵۲۲۰۰۰ و در پایان مارس ۲۰۰۳ به ۴۶۳۰۰۰ تن رسید و، متعاقباً، افزایش‌هایی ثبت شد و حول ۶۰۰۰۰۰ تن باقی ماند. دلیل این کاهش از سال ۱۹۸۲ ساخت آجرهای دیرگداز برتر برای برآورده کردن تقاضاهای نسل جدید صنایع ساخت آهن و سایر صنایعی بود که از فرایندهای با حرارت ‌بالا استفاده می‌کردند.

معیارهای استفاده

رس نسوز عمدتاً از کائولینیت مخلوط با ماده سبز خام، پیریت، آهک، منیزیم اکسید، قلیا، تیتانیوم و اکسید آهن ساخته شده است و تنوع رنگ گسترده‌ای دارد (سفید، خاکستری، قهوه‌ای، و سیاه). اما کانی‌شناسی یا رنگ‌های خام و پخته برای کاربرد رس نسوز اهمیت کمی دارند. مهم‌ترین ویژگی‌هایی که رس نسوز را از سایر کانی‌ها متمایز می‌سازند عبارتند از:

شکل‌پذیری: رس نسوز، بر خلاف رس چینی، که آن هم غالباً کائولینیتی است، عموماً شکل‌پذیر است. اما نوع ویژه رس نسوز، یعنی رس فلینتی، نیمه‌شکل‌پذیر تا شکل‌ناپذیر است.
انقباض: با وجود شکل‌پذیری بالا، انقباض رس نسوز حین خشک شدن یا پخته شدن کم است.
دیرگدازی: رس نسوز بسیار دیرگداز است. اکی‌والان مخروط آذرسنجی اورتن ممکن است به بیش از ۳۳ (بیش‌تر از ۱۷۴۰ درجه سانتی‌گراد) افزایش یابد.
قابلیت شیشه‌شدگی: رس نسوز حتی در دماهای خیلی زیاد هم شیشه‌پذیر نیست.
ترکیب شیمیایی: ترکیبات مفید عبارتند از آلومینیوم اکسید (18 تا 40 درصد)، سیلیسیم دی‌اکسید و منیزیم اکسید. مقدار آلومین معمولاً در رس فلینتی بیش‌تر است. همچنین، گدازآورهایی نظیر اکسیدهای سدیم، پتاسیم و کلسیم کم هستند. این امر به دلیل شسته‌ شدن‌شان در جوّ کاهشی‌ای است که در آب جاری و تحت بسترهای زغال سنگ شایع بود.

کاربردها و مشخصات

آجر نسوز: ترکیب دیرگدازی بالا و شیشه‌شدگی ضعیف رس نسوز باعث می‌شود ماده خام مناسبی برای آجرهای نسوز دیرگداز باشد. آجرهای نسوز در آستری بویلرها، کوره‌های سیمان، کوره‌های بلند، کوره‌های شیشه‌سازی و غیره کاربرد دارند. کارکرد آستری دیرگداز در دیواره کوره‌ها نه‌تنها مقاومت در برابر دمای بالا، بلکه مقاومت در برابر نوسان دما است، و علاوه بر این، به‌منظور مقاومت در برابر نفوذ، سایش و فرسایش به واسطه گازهای داغ و مواد مذاب موجود در کوره، نباید با این مواد واکنش شیمیایی دهد. عمر آستری دیرگداز بیش از پیش به پارامتری مهم برای بهره‌وری کوره‌ها و جنبه‌های اقتصادی کارخانه‌ها تبدیل می‌شود، زیرا وقتی آستری خراب شود و نیاز به تعویض داشته باشد، کوره باید خاموش شود.

برای ساخت آجر نسوز، رس نسوز مخلوط‌شده با مواد آلومینیومی نظیر کیانیت، سیلیمانیت یا بوکسیت له و خرد می‌شود. آب به اندازه کافی اضافه می‌شود و توده حاصل را کنار می‌گذارند تا کهنه شود. توده کهنه‌شده به شکل کیک متراکمی که در اشکال آجر قالب‌گیری، خشک و در دمای 1200 تا 1400 درجه سانتی‌گراد پخته می‌شود بیرون می‌آید.

انقباض کم به آجر پخته‌شده کمک می‌کند تا شکلش را حفظ و نیز، بدون ترک برداشتن، در برابر دمای زیاد مقاومت کند. چون رس نسوز چندان نیازی به ترکیب با رس شکل‌پذیر ندارد، شکل‌پذیری معیار مهمی است. اما رس‌های فلینتی به چنین ترکیبی نیاز دارند. قابلیت شیشه‌شدگی ضعیف باعث می‌شود آجر نسوز بتواند به‌طور موثری در مقابل دماهای بالای کوره، بدون گداخت ناقص، مقاومت کنند. در کاربردهایی که مستلزم دمای بسیار بالایی هستند، مقدار آلومین رس نسوز ممکن است با افزودن مقداری ماده دارای آلومین زیاد، مثل بوکسیت، به آن افزایش یابد، اما در این مورد، دمای پخت باید بالاتر باشد.

دیرگداز است، و هرچه مقدارش بیش‌تر شود، دیرگدازی آن هم بیش‌تر می‌شود. اما وجود آلومینیوم اکسید زیاد به معنی دمای زیاد پخت و هزینه زیاد تولید نیز هست. بنابراین، رس نسوز دارای آلومین زیاد به منظور ساخت آجرهای نسوز برای استفاده تحت شرایط دمایی خیلی شدید ترجیح داده می‌شود. منیزیم اکسید، به دلیل دمای گداخت بالایش، یکی از عوامل دیرگدازی است. ماهیت نم‌گیر MgO مشکلی به وجود نمی‌آورد، زیرا این محصول تحت شرایطی با دمای بالا به‌کار می‌رود و انتظار نمی‌رود در معرض آب قرار گیرد.

اکسید آهن در دمای نسبتاً کمتری ذوب می‌شود و، علاوه بر این، اگر تیتانیوم دی اکسید نیز وجود داشته باشد، در دمای بالای کوره‌ها که محصولات دیرگدازی در آن به‌کار می‌روند، شیشه‌ی تیتانات آهنی با نقطه ذوب پایین را شکل می‌دهند که باعث ایجاد تاول در آجرهای نسوز و متعاقباً افزایش تخلخل می‌شود. صنایع هند، بسته به کیفیت آجر نسوز مورد نظر برای تولید، کمتر از 1 تا 3 درصد اکسید آهن را ترجیح می‌دهند. قلیا و آهک دمای گداخت را کاهش می‌دهند و، از این رو، زیان‌آور هستند.

اندازه ذرات هیچ‌گونه نتیجه حیاتی‌ای در بر ندارد، و ذرات نسبتاً درشت را می‌توان به‌کار برد، زیرا، هنگام پخت، با هم تلفیق می‌شوند و جرمی فشرده را شکل می‌دهند.

جعبه کوره کوردیریت: از پیشرفت‌های نسبتاً جدید می‌توان به ماده‌ای به اسم «جعبه کوره کوردیریت»، که از کوردیریت مصنوعی ساخته شده است، اشاره کرد. جعبه کوره‌ها سینی‌هایی هستند که در قالب پخت‌اسباب و قفسه‌های مربوط به پودرهای پخت یا اجزاء تولید پرسلان و سرامیک به‌کار می‌روند. کوردیریت مصنوعی دارای ترکیب است. این ماده ویژگی‌های یکسانی با کوردیریت طبیعی (که به دلیل دگرگونی مجاورتی شکل گرفته است) دارد. کوردیریت مصنوعی در دمای بالای ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد متبلور می‌شود و در دامنه‌ی دمایی قابل توجهی، یعنی تا ۱۷۵۰ درجه سانتی‌گراد، پایدار می‌ماند. این ماده از انبساط خطی کم، ضریب انبساط حرارتی کم، و مقاومتی عالی در برابر شوک حرارتی، مقاومت مکانیکی بالا، توانایی کار در محیط‌های اکسنده و کاهنده و مقاومت در برابر تغییرات سریع دما بدون شکست برخوردار است. جعبه ‌کوره‌های ساخته‌شده از کوردیریت مصنوعی عمر طولانی ۱۰ تا ۱۵ چرخه پخت را دارند. کوردیریت مصنوعی از مخلوط رس نسوز، شاموت، پودر بوکسیت و تالک ساخته می‌شود.
سیالون: سیالون ماده‌ای پیشرفته متشکل از ترکیب سیلیس، آلومینیوم، اکسیژن و نیتروژن (یعنی Si-Al-O-N) است. سیالون برای کاربردهایی مناسب است که مستلزم مقاومت مکانیکی بالا در دماهای بالا، مقاومت ویژه بالا (برای کاهش وزن بدون تحت‌الشعاع قرار دادن مقاومت)، سختی و چقرمگی بالا، ضریب اصطکاک پایین و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب است. کاربردهای احتمالی می‌تواند شامل این موارد باشد: آجر یا ماده دیرگداز برای مقاومت در برابر فلز در حال ذوب، سپرهای جوشکاری ماشین‌های گرمایی، موتورهای توربین گازی، برش فلز و غیره. سیالون معمولی را می‌توان از طریق واکنش مخلوطی از رس نسوز و زغال در محیطی نیتروژنی ایجاد کرد.
آجرهای گرافیتی: در زمان‌های گذشته، آجرهای نسوز گرافیتی با استفاده از ترکیبی از گرافیت و رس نسوز شکل‌پذیر عمدتاً برای استفاده در ناحیه‌هایی با حرارت و خوردگی بالا ساخته می‌شد. این نوع آجرها دیگر محبوبیتی ندارند.
بوته‌های دارای پیوند رسی: در مقایسه با کوره‌ها، بوته‌ها اندازه کوچک‌تری دارند. بوته‌ها در هنگام مخلوط کردن مقادیر کمی از محصولات مختلفی که مستلزم آلیاژهای مختلفی هستند سودمندند. همچنین، در مقایسه با تعویض آستری کوره، تعویض بوته آسیب‌دیده راحت‌تر است. کاربردهای اصلی بوته‌ها برای ذوب فولاد ریخته‌گری، در متالورژی غیرآهنی (برنج، آلومینیوم) و در متالورژی فلزات گرانبهاست. عمر بوته حساسیت بالایی به نوع فلز به‌کاررفته دارد. برای مثال، هر یک از چرخه‌های حرارت ذوب فلز غیرآهنی چند روز طول می‌کشد و در هر بار، دما از حالت عادی به دمایی به اندازه‌ی ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد و بوته مکرراً با شوک‌های حرارتی شدید مواجه می‌شود.

دو نوع بوته گرافیتی وجود دارد که عبارتند از بوته‌ّهای دارای پیوند رسی و بوته‌های سیلیسیوم کاربید. رس نسوز در بوته‌های دارای پیوند رس کاربرد دارد. برای ساخت این نوع بوته‌ها، ابتدا گرافیت (40 تا 50 درصد)، رس نسوز شکل‌پذیر (20 تا 30 درصد) ضایعات بوته (۲5 درصد) و ماسه (5 درصد) مخلوط می‌شوند، سپس به شکل و اندازه مورد نظر قالب‌گیری، خشک و در نهایت در شرایطی کاهشی پخته می‌شوند. گرافیت مربوط به این هدف باید حاوی حدود 90 درصد رس نسوز باشد و اندازه پرک باید بالاتر از ۱۵۰ میکرون باشد.

با این حال، در اوایل دهه ۱۹۵۰، انتخاب اول مصرف‌کنندگان رفته‌رفته از نوع اول به نوع دوم تغییر یافت.

رس – بنتونیت

بنتونیت اساساً نوعی رس به شمار می‌رود که در آن مونتموریلونیت معدنی رسی (هیدرات پیچیده آلومینیوم، منیزیم و سیلیسیوم) غالب است (75 تا 85 درصد) و حاوی نوعی باز تبادل‌پذیر، یعنی سدیم یا کلسیم است. بسته به این‌که سدیم یا کلسیمْ باز تبادل‌پذیر غالب باشد یا خیر، بنتونیت یا بنتونیت سدیمی یا بنتونیت کلسیمی نامیده می‌شود. مورد اول نوع آماسی یا (برخی اوقات) بنتونیت واقعی و مورد دوم نوع غیرآماسی یا پاسکالیت یا (برخی اوقات) بنتونیت فرعی نیز نامیده می‌شود. اما انواع بینابینی هم در طبیعت یافت می‌شود. باور بر این است که بنتونیت از طریق دگرسانی رسوبات خاکستر آتشفشانی عمدتاً دوره کرتاسه پسین شکل گرفته است.

در هند، سابقه ابتدایی‌ترین استخراج بنتونیت به دوره قبل از استقلال، یعنی وقتی در کشمیر استخراج می‌شد، برمی‌گردد. اما اکنون، مهم‌ترین مرکز استخراج و فراوری در منطقه شامل کدا، سابارکاتا، باروچ، جام‌نگر، امرلی، باونگر و بخش کوتچ گجرات است که سالانه 50000 تا 120000 تن بنتونیت از آن‌ها استخراج می‌شود. بخشی از استخراج نیز در منطقه بارمر راجستان انجام می‌شود. این استخراج در منطقه باگالپور بهار گزارش شده است، اما فعالیت استخراج یا فراوری قابل توجهی وجود ندارد.

فراوری

فراوری بنتونیت شامل تکنیک‌های ساده حذف آب (خشک کردن) و کربن دی‌اکسید (در صورت وجود)، عمل‌آوری شیمیایی با سدیم کربنات برای تنظیم برخی ویژگی‌ها و پودر کردن می‌شود. خشک کردن از طریق قرار دادن بنتونیت زیر آفتاب به مدت ۲ تا ۴ هفته انجام می‌شود، و به‌طور هم‌زمان، ناخالصی‌های قابل‌مشاهده مثل گریت‌ها با دست حذف می‌شوند. سپس نوعی محلول سدیم کربنات افزوده می‌شود تا قدرت آماس، بسته به نیاز، افزایش یابد. مقدار معمول افزودن آن معمولاً در هند از ۵ تا ۱۵ کیلوگرم در هر تن متغیر است. پس از آن، بنتونیت به اندازه مش ۲۰۰ (-) پودر می‌شود.

برخی اوقات، برای افزایش بازدهی آماس بنتونیت و توانایی‌های تبادل باز آن، بنتونیت فعال می‌شود. سه نوع فرایند معمول وجود دارد:

1. در فرایند اولیه بررسی‌شده‌ای در آلمان، بنتونیت خشک‌شده با سدیم کربنات ترکیب شده بود. این محصول با نام توکسوتون یا تونسیل شناخته می‌شد. اکنون، این فرایند در آفریقای جنوبی دنبال می‌شود. به جای سدیم کربنات، پلیمرهای مصنوعی بلندزنجیر مختلفی مثل کربوکسی متیل سلولز (CMC)، نشاسته (پلی‌فسفات) و غیره را نیز می‌توان اضافه کرد. اما این مواد آلی تحت شرایط دمای بالا و تنش زیاد حفاری به خاطر آب سخت و حمله باکتری‌ها بی‌اثر می‌شوند.

2. بنتونیت در دمای ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد خشک می‌شود، به‌طور ریز خرد می‌شود، سپس به مدت چند ساعت در سولفوریک اسید ۹6 درصد جذب و نهایتاً شسته و خشک می‌شود.

3. بنتونیت زیر آفتاب خشک می‌شود، به اندازه مش ۱۰۰ خرد می‌شود، با نوعی محلول سولفوریک اسید ۲۵ درصدی حرارت می‌بیند و سپس شسته، خشک و به اندازه مش ۲۰۰ خرد می‌شود.

از طریق فعال‌سازی، مقداری از آلومین و آب ترکیبی حذف می‌شود و، از این رو، شرایط کلوئیدی بنتونیت کاهش می‌یابد (آلومین ترکیب‌شده با آب، که خود کلوئیدی است، معمولاً بنتونیت را کلوئیدی‌تر می‌کند).

معیارهای استفاده

بنتونیت خالص نوعی کانی زردرنگ مایل به کرم تا نخودی کم‌رنگ یا خاکستری‌رنگ با چگالی ویژه‌ی 2 تا 2/2 است. ضریب شکست آن برابر با 447/1 تا 550/1 است. معیارهای مهم تعیین کاربردهای صنعتی بنتونیت عبارتند از:

ترکیب شیمیایی: ترکیب شیمیایی تقریبی بنتونیت عبارت است از: 45 تا 65 درصد سیلیسیم دی‌اکسید، 14 تا 25 درصد ، 3 تا 9 درصد FeO + ، مقدار 2 تا 5/3 درصد MgO، 1 تا 5 درصد CaO، 40/0 تا 51/2 درصد ، 5/0 تا 5/1 درصد ، 8/0 تا 2 درصد تیتانیوم دی اکسید، و سدیم/کلسیم 55/4-50/2 (بنتونیت سدیمی) یا 16/0 تا 0001/0 (بنتونیت کلسیمی).
مقدار pH: وجود سدیم/کلسیم تضمین‌کننده‌ی قلیایی بودن بنتونیت است، یعنی pH آن بالای ۷ است.
شکل‌پذیری: بنتونیت بسیار شکل‌پذیر است و متعاقباً ویسکوزیته‌ی بالایی دارد.
قدرت آماس/جذب سطحی: آماس و جذب سطحی مشخصه‌های بنتونیت هستند. جذب سطحی بالا به دلیل ساختار ۳ لایه‌ای مونتموریلونیت است. بنتونیت سدیمی آماسی‌تر از بنتونیت کلسیمی است. مورد اول می‌تواند تا ۵ برابر وزن آبش را جذب و تا ۱۵ برابر حجم خشکش (یا حتی بعد از فراوری بیش‌تر از این مقدار) افزایش حجم یابد. قدرت آماس/جذب سطحی بنتونیت کلسیمی نیز می‌تواند با فعال‌سازی‌اش از طریق اسید به این سطح برسد. بنتونیت، در ترکیب با آب، نوعی ژل ویسکوز و بسیار شکل‌پذیر تشکیل می‌دهد. این ویژگی بر حسب چهار پارامتر اندازه‌گیری و بیان می‌شود، که عبارتند از: (۱) ظرفیت آماس، (۲) شاخص آماس مقدار ژل، (۳) زمان ژل‌شدگی و (۴) شاخص تشکیل ژل. روش‌های آزمایش معینی برای بنتونیت استانداردسازی شده‌اند. برای آزمایش ظرفیت آماس، ۲ گرم بنتونیت به‌آرامی در ۱۰۰ میلی‌لیتر آب مقطر ریخته می‌شود و ۲۴ ساعت در آن می‌ماند و سپس، حجم ژل شکل‌گرفته به میلی‌لیتر اندازه‌گیری شود. به‌منظور آزمایش شاخص آماس، حداقل وزن بنتونیت، که ژلی را در ۱۰ میلی‌لیتر آب مقطر در ۲۴ ساعت تشکیل می‌دهد، با آزمایش تعیین می‌شود، و شاخص آماس عددی است که بعد از تقسیم وزن بر ۱۰ به گرم به دست می‌آید. زمان ژل‌شدگی بر حسب زمان تشکیل ژل به دقیقه از 5/2 گرم بنتونیت خشک‌شده در ۲۵ میلی‌لیتر آب مقطر به دقیقه آزمایش می‌شود. برای آزمایش شاخص تشکیل ژل، 4/1 گرم بنتونیت خشک‌شده، 2/0 گرم منیزیم اکسید و 6/2 گرم آلومین ابتدا به‌طور کامل مخلوط می‌شوند، سپس ۱۰۰ میلی‌لیتر آب مقطر اضافه می‌شود و دوباره به‌خوبی به مدت ۱ ساعت تکان داده می‌شود تا سوسپانسیون کامل ذرات تضمین شود. بعد از ته‌نشین شدن ذرات پس از ۲۴ ساعت، حجم ژل تشکیل‌شده اندازه‌گیری می‌شود که عبارت است از شاخص تشکیل ژل.
نفوذپذیری: بنتونیت، به دلیل ویژگی‌های سطحی پیوند آبش، نفوذپذیری خیلی پایینی دارد. دلیل این امر آن است که بنتونیت به‌صورت سطحی آب را جذب می‌کند و اجازه نمی‌دهد آب درونش نفوذ کند.
پراکندگی: وقتی بنتونیت در آب پراکنده می‌شود، به‌سرعت به ذرات خیلی ریز، حتی تا اندازه 1/0 میکرون تجزیه می‌شود. ذرات بنتونیت سدیمی کوچکترند و عملاً به‌طور نامحدود در حالت سوسپانسیون باقی می‌مانند، درحالی‌که ذرات بنتونیت کلسیمی کمی درشت هستند و بعد از مدتی ته‌نشین می‌شوند. سازکار این تجزیه به‌وضوح شناخته شده نیست، اما باور بر این است که ارتباطی با سیلیسیوم، آلومینیوم و منیزیم موجود در مونتموریلونیت دارد. یون چهارظرفیتی ⁺⁺⁺⁺Si با یون سه ظرفیتی ⁺⁺⁺Al جایگزین می‌شود که، خود، با یون دو ظرفیتی ⁺⁺Mg جایگزین می‌شود که ضعیف شدن بار و متعاقباً پیوند را در پی دارد.
ظرفیت تبادل باز/کاتیون: این ظرفیت یعنی تعداد یون‌های دارای بار مثبتی (کاتیون) که کانی رسی می‌تواند در سطح دارای بار منفی‌اش جا دهد و به‌صورت میلی‌اکی‌والان در هر ۱۰۰ گرم بیان می‌شود (وزن اکی‌والان برابر است با وزن مولکولی یک عنصر تقسیم بر ظرفیتش). بنتونیت به‌طور کلی، و بنتونیت سدیمی به‌طور خاص، دارای ویژگی تبادل باز عالی است. سدیم یا پتاسیم به‌راحتی برای کلسیم یا منیزیم تبادل می‌شود. قدرت تبادل بازی در ادامه افزایش می‌یابد، زیرا بنتونیت به‌راحتی در مایع به ذرات ریز تجزیه می‌شود و، از این رو، سطحی بسیار وسیع در دسترس می‌گذارد که به موجب آن تبادل یون‌ها اتفاق می‌افتد. تست متیلن بلو (MB) رس فعال موجود را با تعیین ظرفیت تبادل کاتیونی نمونه‌ای از بنتونیت اندازه‌گیری می‌کند. تعداد یون‌های قابل ‌تبادل موجود از طریق جایگزینی این یون‌ها با رنگینه‌ی متیلن بلو تعیین می‌شود.
ویسکوزیته: ویسکوزیته خاصیتی از مایع است. این خاصیت در واقع واحدی از مقاومت درونی مایع در برابر تغییر شکل تحت تنش برشی است. این مقدار از طریق فشار بر حسب دین بر سانتی‌متر مربع یا پاسکال (Pa) اندازه‌گیری می‌شود که باید، برای غلبه بر مقاومت مذکور و حفظ ویسکوزیته‌ی جریان یک سانتی‌متر در ثانیه، اعمال شود. این واحد اندازه‌گیری ویسکوزیته پواز است که برابر با 1 gm.cm.sec یا ۱ پاسکال ثانیه (Pa.sec) است. این واحد اغلب به‌صورت سانتی‌پواز (cP) بیان می‌شود. این واحد برخی اوقات برای بنتونیتی به‌کار می‌رود که در قالب سوسپانسیون در آب استفاده می‌شود.
سمیت: بنتونیت غیرسمی و بی‌ضرر است.
گداز‌پذیری: دمای گداخت بنتونیت بین ۱۳۳۰ تا ۱۴۳۰ درجه سانتی‌گراد متغیر است.

کاربردها و مشخصات

کاربردهای صنعتی مهم بنتونیت عبارتند از:

حفاری چاه نفت
کارخانه ریخته‌گری
پالایش نفت و چربی
ساخت‌وساز
سرامیک‌
دیرگدازها و سنگ سنباده
گندله‌سازی سنگ آهن
لوازم آرایشی و داروها
مواد شوینده و صابون
حشره‌کش و قارچ‌کش
رنگ و پولیش
کاغذ، پارچه مشمع و لینولئوم
درزگیر
خوراک طیور و حیوانات

این کاربردها در ادامه شرح داده شده‌اند:

حفاری چاه نفت: بنتونیت سدیمی، بسته به شرایط حفاری و کیفیت بنتونیت، در قالب افزودنی به اندازه‌ی 20 تا 30 درصد به گل حفاری اضافه می‌شود. گل حفاری مته‌های برش را روغن‌کاری و خنک می‌کند و براده‌ها و پودرها را نیز از چاه گمانه بیرون می‌آورد. اضافه کردن بنتونیت چهار هدف دارد:

افزایش ویسکوزیته‌ی گل حفاری
افزایش سوسپانسیون آب گل
درزگیری دیوار چاه به‌منظور جلوگیری از افت مایع دیوار
کنترل سنگ‌های برای جلوگیری از ریزش دیواره

قریباً ۱۵ تن بنتونیت برای حفاری ۱۰۰۰ متر چاه لازم است.

بنتونیت سدیمی تمامی الزامات را برآورده می‌کند. آماس آن زیاد است و، متعاقباً، توده‌ای بسیار ویسکوز را با آب شکل می‌دهد. وقتی در قالب ذرات ریز باشد، تقریباً به‌طور نامحدود در حالت سوسپانسیون باقی می‌ماند. علاوه بر این، نفوذناپذیری زیاد آن باعث می‌شود ماده درزگیر موثری باشد.

برای استفاده بومی در هند، شرکت نفت و گاز طبیعی (ONGC) مشخصات و شیوه‌های آزمایش خود را دارد، درحالی‌که برای صادرات، تابع مشخصات و شیوه‌های آزمایش استاندارد مؤسسه نفت آمریکا (API) است. دو استاندارد مذکور (یعنی ONGC و API) عمدتاً مشابه هستند. اندازه ذرات ریز، ویسکوزیته‌ی زیاد (حداقل ۱۵ سانتی‌پواز) و نقطه تسلیم پایین (یعنی نقطه‌ای که ماده دیگر در آن تحت فشار به‌طور الاستیکی تغییرشکل نمی‌یابد، بلکه شروع به تغییر شکل غیرالاستیکی یا، به عبارت دیگر، پلاستیسیته می‌کند) پارامترهای کلیدی این مشخصات هستند. وقتی تأیید شود که بنتونیت از نوع سدیمی است، این مشخصات به‌طور کلی در نظر گرفته می‌شوند.

2. ریخته‌گری: کل سیستم قالب‌سازی، ذوب فلزات، قالب‌ریزی ماده ذوب‌شده، جامدسازی فلز قالب‌گیری‌شده به‌منظور تولید شیئی به شکل قالب، و روریزی و پرداخت‌کاری شیء ریخته‌گری نام دارد. قالب‌ها ممکن است دو نوع باشند:

(۱) قالب‌هایی که از مقداری فلز (مثلاً، روی) ساخته شده‌اند و «دای[14]» نامیده می‌شوند و دائمی‌اند؛ عملیات ریخته‌گری هم «ریخته‌گری دای» نامیده می‌شود.

(۲) قالب‌هایی که از ماسه ساخته‌ شده‌اند و «قالب ماسه‌ای» یا صرفاً «قالب» نامیده می‌شوند و عموماً از نوع «یک‌بارمصرف» هستند. عملیات ریخته‌گری «ریخته‌گری ماسه‌ای»‌ نامیده می‌شود.

قالب ماسه‌ای (که از این پس به آن قالب می‌گوییم) برای ریخته‌گری جامد از ماسه مرطوب دارای پیوند خوب ساخته می‌شود. این ماسه با دست یا ماشین به شکل مورد نظر کوبیده شده و برای ریخته‌گری فلزات یا آلیاژها مناسب است. بنتونیت نقش عامل پیوند را در ریخته‌گری فلزات آهنی و فلزات غیر آهنی، اما به‌طور خاص آهنی، به‌کار می‌رود. شکل‌پذیری هنگام مرطوب بودن و گداخت معیارهای کلیدی هستند. شکل‌پذیری بالا قدرت پیوند خوب را تضمین می‌کند، درحالی‌که نقطه گداخت بالا بدین منظور ضروری است که تضمین شود ریخته‌گری فلز یا آلیاژ ذوب‌شده باعث ذوب بنتونیت نمی‌شود. هر دو نوع سدیمی و کلسیمی بنتونیت را می‌توان به‌کار برد.

بسته به کیفیت ریخته‌گری، صنایع ریخته‌گری هند از بنتونیت‌هایی با ویژگی‌ها فیزیکی مختلف، بسته به محصول نهایی، استفاده می‌کنند، و روی هم رفته، تابع مشخصات انجمن ریخته‌گرهای آمریکا هستند. با وجود این، بنتونیت سدیمی به بنتونیت کلسیمی ترجیح داده می‌شود. پارامترهای معین‌شده برای بنتونیت‌ها عبارتند از: ظرفیت آماس 12 تا 45 میلی‌لیتر؛ زمان ژل‌شدگی ۱۰ دقیقه؛ شاخص ژل 20 تا 72؛ ظرفیت تبادل قلیایی 60 تا 100 میلی‌اکی‌والان در هر ۱۰۰ گرم؛ استحکام فشاری خام 7 تا 12پوند بر اینچ.

3. پالایش نفت و چربی: در پالایش نفت و چربی، از بنتونیت به‌منظور رنگ‌بری استفاده می‌شود. هر دو نوع آماسی و غیرآماسی بدین منظور به‌کار می‌روند. بنتونیت غیرآماسی باید فعال شود. بنتونیت، به دلیل ویژگی تبادل قلیایی و توانایی آماس خود، ماده رنگ‌بخشی را جذب می‌کند. بنابراین، قدرت تبادل قلیایی و نیز شاخص آماس آن باید بالا باشد. بنتونیت باید اندازه‌ی ریزی داشته باشد، زیرا هرچه ریزی بیش‌تر باشد، سطح در دسترس بیش‌تر خواهد بود و، متعاقباً، بازدهی رنگ‌بری بیش‌تر می‌شود. اما به‌طور هم‌زمان، نباید خیلی کلوئیدی باشد و باید بعد از انجام کارش ته‌نشین شود. بدین منظور، مقدار آلومین باید در حدود بهینه باشد و مقدار سایر نمک‌های محلول در آب، که ممکن است در آب ترکیبی موجود باشند، باید تا حد امکان کم باشد.

صنعت پالایش نفت و چربی عموماً اندازه ۲۰۰ مش (تقریباً ۵۰ میکرون)، نسبت بین 5/3 و 5/4، قدرت تبادل قلیایی ۷۰ میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰ گرم و شاخص آماس بالای ۸ را تعیین می‌کند.

4. ساخت‌وساز: هدف در این‌جا نفوذناپذیر کردن سطحی متخلخل به منظور جلوگیری از افت مایع از طریق پرانشت و جلوگیری از ریزش سنگ‌های دیواره در هنگام حفاری و خاک‌برداری است. برای مثال، می‌توان به درزگیری مخزن‌های آب، سدها، کانال‌ها، چاه‌های آب و غیره اشاره کرد. بنابراین، بنتونیت سدیمی، که بسیار نفوذناپذیر است، ترجیح داده می‌شود. صنایع هند چند پارامتر را تعیین می‌کند، که مهم‌ترین‌شان عبارتند از: ظرفیت آماس 16 تا 20 میلی‌لیتر؛ زمان ژل‌شدگی 5 تا 7 دقیقه؛ شاخص ژل 35 تا 45؛ ظرفیت تبادل قلیایی 65 تا 70 میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰ گرم؛ استحکام فشاری خام 8 تا 5/9 پوند بر اینچ.

با این حال، در جاهایی که سطح آب در حال نوسان است، بنتونیت مناسب نیست. مادامی که زیر آب باشد، آب را جذب می‌کند، متورم می‌شود و درزها را پر می‌کند. اما به محضی که از آب خارج شود، شروع به خشک شدن، انقباض و ترک خوردن می‌کند.

5. سرامیک‌: بنتونیت در ساخت مخلوط ماده‌ی خام مورد نیاز برای سپیدافزارها بسیار نامطلوب است، زیرا، به دلیل جذب آب بالا و قدرت آماس بالایش، منجر به افزایش زمان فیلتر فشاری در مخلوط ماده خام در طول آماده‌سازی قالب می‌شود، و فقط مقدار خیلی کمی از آن (کمتر از 1 درصد) برخی اوقات برای سپیدافزارها به مخلوط ماده خام، عمدتاً به منظور بهبود شکل‌پذیری، اضافه می‌شود. اما بنتونیت سدیمی در مخلوط لعاب‌دهی به‌کار می‌رود. بدنه‌های سرامیکی نیمه‌‌پرداخت‌شده در لعاب غوطه‌ور می‌شوند و در دمای ۱۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌پزند. لعاب باید در سطح بدنه به‌طور یکنواخت ته‌نشین شود و بدین منظور مواد تشکیل‌دهنده مخلوط نباید ته‌نشین شوند، بلکه به مدتی طولانی در حالت سوسپانسیون باقی بمانند. بنتونیت، از طریق پراکندگی بالایش، به این موضوع کمک می‌کند.

در سال ۱۹۸۸، اداره استاندارد هند (BIS) مجموعه‌ای از مشخصات را تعیین کرد که پارامترهای حیاتی آن عبارتند از: اندازه: ۴۵ (-) میکرون؛ + : 4 درصد (حداکثر)؛ CaO: 3 درصد (حداکثر)؛ MGO: ۶٪ (حداکثر)؛ CaO + MGO: 5 درصد (حداکثر).

دارای اثر رنگ‌بخشی است. تیتانیوم دی اکسید (با گذشت زمان) محصول را رنگی می‌کند و از این رو، این دو ترکیب نامطلوب هستند. علاوه بر این، تیتانیوم دی اکسید نقطه ذوب بالایی دارد و به‌طور غیرضروری باعث افزایش دمای پخت می‌شود.

آهک (CaO) بسیار نم‌گیر است. بنابراین، اگر در رس وجود داشته باشد، محصول در طول زمان آب جذب خواهد کرد و نهایتاً خرد خواهد شد. همچنین، در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (یعنی پایین‌تر از دمای پخت)، کلسیم اکسید با آلومین و سیلیس واکنش نشان می دهد و ترکیبات جدیدی، عمدتاً سیلیکات، تشکیل می‌دهد. برخی از این سیلیکات‌ها نقطه گداخت رس را کاهش می‌دهند. همچنین، اگر آهک به شکل کلسیم کربنات یا کلسیم سولفات وجود داشته باشد، کربن دی‌اکسید یا گوگرد تری‌اکسید هنگام حرارت دیدن خارج می‌شود و محصول متخلخل‌تر می‌شود. در نهایت، آهک مذاب را سیال‌تر می‌سازد و باعث کاهش دامنه‌ی بین دمای نرم شدن و جریان می‌شود. بعضی اوقات، این دامنه ممکن است به مقدار خیلی کم ۴۰ درجه سانتی‌گراد برسد. در نتیجه، کنترل دمای کوره برای ماندن در این دامنه دشوار می‌شود. بدین دلایل، وجود آهک در بنتونیت بسیار نامطلوب است. منیزیم اکسید همچنین ماهیتی بسیار دیرگداز دارد و، از این رو، در سپیدافزارها مطلوب نیست، زیرا سپیدافزارها، بنا به تعریف، ماهیتی غیردیرگداز دارند. علاوه براین، این ترکیب نم‌گیر است، و 120 درصد حجم آبش را در طول زمان و به آرامی جذب می‌کند.

6. دیرگدازها و سنگ سنباده: در دیرگدازهای آلومین که شکل‌پذیر نیستند، بنتونیت در قالب پیونده‌ای برای ایجاد مقاومت قبل از پخت به‌کار می‌رود. به همین دلیل، بنتونیت در بوته‌ها و سنگ‌های سنباده نیز به‌کار می‌رود. و تیتانیوم دی اکسید نامطلوب هستند، زیرا، وقتی در معرض دماهای عملیاتی بالا (که دیرگدازها در معرضش هستند) قرار می‌گیرند، ممکن است برای تشکیل شیشه تیتانات آهن با نقطه ذوب پایین ترکیب شوند که منجر به ایجاد تاول‌هایی در بدنه دیرگداز و در نتیجه افزایش تخلخل می‌شود. مقاومت قبل از پخت بالای بنتونیت معیاری ضروری برای استفاده در دیرگدازها و نیز سنگ‌های سنباده است.

7. گندله‌سازی سنگ آهن: ذرات خیلی ریز (کمتر از ۳۲۵ مش) سنگ آهن که قابل تف‌جوشی نیستند گندله‌ها را شکل می‌دهند. برای ذرات ریز سنگ آهن، 5/0 تا 3 درصد بنتونیت در قالب پیونددهنده اضافه می‌شود. کک زغال سنگ ریز[15] و مقداری گدازآور (سنگ آهک) نیز ممکن است اضافه شود. این مخلوط در مخروط‌ها، استوانه‌ها یا دیسک‌ها قرار می‌گیرد، که در میان آن‌ها دیسک‌ها در ارتباط با انواع سنگ معدن نسبتاً انعطاف‌پذیرترند و می‌توانند بهتر کنترل شوند. گندله‌ساز دیسک نوعی صفحه تخت شیب‌دار دوار است. ذرات ابتدا به‌تدریج یکی می‌شوند، که در ادامه ذرات بیش‌تر و بیش‌تری را در بر می‌گیرند و از نظر اندازه بزرگ‌تر می‌شوند تا این‌که به اندازه مشخص برسند. در صورت لزوم، آب اسپری می‌شود. این‌ها گندله خام نامیده می‌شوند و این عملیات گلوله‌ای شدن[16] نام دارد. تغییر زاویه (۲۰ تا ۸۰ درجه) و سرعت دورانی دیسک (۸+) روی کنترل تأثیر می‌گذارد. گندله‌های خام سپس در دمایی بالاتر از ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد (معمولاً ۱۳۱۵ درجه سانتی‌گراد) در کوره‌های شبکه‌ای با حرارت عمل‌آوری می‌شوند، بعد از آن، به منظور دستیابی به مقاومت لازم با هوا خنک می‌شوند.

بنتونیت پیونددهنده‌ای است که مقاومت پیوندی کافی را برای گندله‌ها به ارمغان می‌آورد تا در مقابل فشار دوران و عملیات حرارتی مقاومت کنند. پارامترهای حائز اهمیت عبارتند از ظرفیت آماس، شاخص ژل‌شدگی، زمان ژل‌شدگی، ظرفیت تبادل قلیایی و استحکام فشاری خام. مقادیر مربوط به این پارامترها به ترتیب ترجیح صنایع عبارتند از: شاخص ژل‌شدگی 20 تا 25؛ زمان ژل‌شدگی 7 تا 10 دقیقه؛ ظرفیت تبادل قلیایی 60 تا 65 میلی‌اکی‌والان در ۱۰۰ گرم؛ استحکام فشاری خام 7 تا 8 پوند بر اینچ. بنتونیت سدیمی‌ای که این مشخصات را برآورده کند ترجیح داده می‌شود.

8. لوازم آرایشی و داروها: در هر دو کاربرد، هدف ایجاد نوعی خمیر است. بنتونیت باعث افزایش ویسکوزیته می‌شود و غیرسمی و بی‌ضرر نیز هست. بنتونیت مخصوصاً برای استفاده در آماده‌سازی جاذب روده‌ای درمانی مناسب است. بنتونیت مایع (غلظت 1 تا 2 درصد) که حاوی مواد معدنی‌اش است، سموم و باکتری‌های عامل انواع مختلف عفونت‌های روده را جذب می‌کند و، با توجه به بی‌اثر بودنش، بعد از آزاد کردن مواد مغذی معدنی، بدون هضم از بدن عبور می‌کند. در طبیعت‌درمانی، بنتونیت در ماسک‌ها به‌کار می‌رود. به دلیل غیرسمی بودن و جذب بالای بنتونیت، می‌توان از آن، به دلیل تأثیر نرم‌کنندگی‌اش، در بیماری‌های پوستی استفاده کرد. استفاده درمانی از نوعی رس (طبق باورها همان بنتونیت) از قرن‌ها پیش در بسیاری از کشورها در میان مردم بومی رایج بوده است.

در حوزه بهداشت و درمان کودکان و سالمندان (که بیماران در آن مشکل هضم قرص دارند)، بنتونیت مایع (با غلظت 5/0 تا 5 درصد) در قالب عامل ژله‌ای شدن در تولید سوسپانسیون‌ها به‌کار می‌رود. معیارهای مورد نظر عبارتند از حلالیت کم و ویژگی رئولوژیکی خوب. با این حال، ایراد استفاده از بنتونیت این است که دارو پیوندی قوی می‌یابد و محبوس می‌شود، که باعث می‌شود سرعت آزادسازی کاهش یابد.

9. مواد شوینده، صابون و تصفیه آب فاضلاب: بنتونیت سدیمی ماده‌ي تشکیل‌دهنده‌ی بسیاری از مواد شوینده‌ای است که در انگلستان، آمریکا و آلمان برای تمیزکاری منسوجات به‌کار می‌روند. بنتونیت ذرات کثیف را از طریق تبادل کاتیون جذب می‌کند. علاوه بر نوع بنتونیت، ظرفیت آماس، ریز بودن اندازه، pH و حجم ذرات گریت معیارهای مهمی هستند. این صنایع مشخصات ۱۰ میلی‌لیتر ظرفیت آماس، اندازه مش ۲۴۰ (-)، محلول خنثی تا کمی قلیایی (pH 8 تا 9) و عاری بودن از گریت را تعیین می‌کنند. نوع سدیمی بنتونیت و ظرفیت آماس تبادل کاتیون و ظرفیت جذب سطحی خوب را تضمین می‌کنند. اندازه ریز به معنی طولانی‌تر بودن سوسپانسیون و دسترسی‌پذیری گسترده‌تر سطح برای جذب سطحی است. محلول اسیدی یا شدیداً قلیایی ممکن است پارچه را بپوساند و گریت معمولاً در حین تمیزکاری باعث آسیب به نخ‌ها می‌شود.

بنتونیت در برخی صابون‌ها به اندازه ۲۵ درصد به‌کار می‌رود.

بنتونیت در تصفیه فاضلاب و آب توریده موثر است. در این‌جا نیز، معیارها عبارتند از ظرفیت تبادل قلیایی، اندازه ذرات ریز با سطح در دسترس زیاد و قابلیت باقی ماندن در حالت سوسپانسیون به مدت طولانی.

10. حشره‌کش و قارچ‌کش: در این کاربرد، بنتونیت نقش حامل را دارد. دو نوع حامل وجود دارد: مایع برای اسپری کردن و گرانول برای پاشیدن. به دلیل غیرسمی بودن، بنتونیت منجر به افزایش اثرات سمی حشره‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها نمی‌شود. در نوع مایع، نقش بنتونیت امولسیونی کردن پودرها برای اسپری کردن است (امولوسیون عبارت است از پراکندگی مایع در مایع امتزاج‌ناپذیر دیگر). چون باید اسپری شود، وزن مخصوص (3/2 تا 6/2) و چگالی توده (27-31 lb/cu.ft) خیلی مهمند.

بنابراین، تا آنجا که به گرانول‌ها مربوط شود، بنتونیت کلسیمی غیرآماسی طبیعی تا کمی اسیدی با ظرفیت نگهداری بالای آب (25 درصد) و pH 6 تا 7 ترجیح داده می‌شود و بنتونیت به فرم تکلیس‌شده (گرانول‌های سیاه رس بنتونیت) به‌کار می‌رود. برای ساخت این محصول، بنتونیت خردشده در کوره دوار نفتی حرارت می‌بیند، خنک و دوباره خرد می‌شود. مشخصات بنتونیت تکلیس‌شده‌ای که صنایع برای این کاربرد تعیین کرده‌اند عبارتند از: اندازه ۵۲ (+) تا ۲۲ (-) مش؛ چگالی توده 8/0 گرم در میلی‌لیتر (حداقل)؛ pH در ۱۰ درصد محلول آبی 5 تا 7؛ فرسایش 25/0 درصد؛ ظرفیت جذب سطحی 18 درصد (حداقل)؛ عملاً عاری از گردوغبار و سایر مواد خارجی.

11. رنگ و پولیش: در مورد رنگ‌های امولسیون، بنتونیت نقش نوعی ماده امولوسیون‌ساز را (مطابق مطالب فوق) برای جلوگیری از ته‌نشینی رنگدانه دارد. در رنگ‌های آبی و پولیش‌ها، بنتونیت برای افزایش ویسکوزیته و ایجاد خمیر به‌کار می‌رود.

12. کاغذ، پارچه مشمعی و لینولئوم: در جاهایی که گشته‌رنگ قابل‌قبول است یا در جاهایی که رنگ مهم نیست، بنتونیت کلسیمی را می‌توان در تولید کاغذ، پارچه مشمعی (کاغذی نرم که با روغن تخم کتان ضخیمی پوشیده شده است) و لینولئوم (کفپوشی که با روغن تخم کتان ضخیمی پوشیده شده است) به‌کار برد. افزودن 10 درصد بنتونیت، به دلیل قدرت پیوندش، به بهبود حفظ رس چینی (که در قالب ماده پوششی در کاغذهای باکیفیت به‌منظور لعابی کردن سطح به‌کار می‌رود) از ۴5 به ۸4 درصد کمک می‌کند. علاوه بر این، بنتونیت باعث افزایش حس نرمی سطح می‌شود.

13. درزگیر: درزگیر ماده‌ای آلی است که برای پر کردن یا دفع کردن به‌اندازه کافی نرم است و متعاقباً به‌منظور تشکیل پیوندی دائمی با ماده مورد نظر قادر به سخت شدن است. یکی از اجزاء درزگیر رنگدانه نام دارد، که کارکردهای مختلفی دارد نظیر پرکنندگی، رنگ‌بخشی، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و غیره. بنتونیت تغلیظ‌گر فوق‌العاده‌ای برای درزگیرهای نوع امولسیون آب محسوب می‌شود. ذرات مونتموریلونیت موجود کلوخه‌هایی تا اندازه چند میلی‌متر تشکیل می‌دهند، اما با غلظت 5 تا 6 درصد در آب به کمتر از 1/0 میکرومتر تجزیه می‌شوند. این ذرات، که در ابعاد نانو هستند، حتی سنگین‌ترین رنگدانه‌ها را قادر می‌سازند تا در حالت سوسپانسیون باقی بمانند.

14. خوراک طیور و حیوانات: بنتونیت در قالب پیونددهنده‌ی گندله به‌کار می‌رود. علاوه بر این، مواد مغذی معدنی بیش‌تری فراهم می‌سازد. استفاده از آن باعث افزایش اندازه تخم مرغ و هورمون‌های پوسته تخم مرغ می‌شود.

15. سایر موارد:

(۱) لاستیک (در قالب عامل تقویت‌کننده و سفت‌کننده).

(۲) الکترود جوشکاری (در قالب پیونددهنده‌ای برای روکش).

رس – آتاپولگیت (خاک رنگ‌بری)

در تعدادی از پژوهش‌های قبلی، بنتونیت کلسیمی نوع غیرآماسی، که عمدتاً از مونتموریلونیت تشکیل شده و آلومین آن (14 تا 25 درصد) بسیار بیش‌تر از منیزیم اکسید (2 تا 5/3 درصد) است، به آتاپولگیت یا خاک رنگ‌بری شناخته می‌شد، زیرا اشتراک‌هایی از نظر خواص و کاربرد داشت، مخصوصاً وقتی مورد اول با اسید فعال می‌شود. این موضوع همچنان در انگلستان صادق است. اما اکنون، در بسیاری از کشورها از جمله هند، آتاپولگیت به‌عنوان نوعی رس متمایز ساخته‌شده از گروهی متفاوت از کانی‌های رسی به نام پالی‌گورسکیت (که کانی‌های مهم آن عبارتند از سپیولیت و آتاپولگیت) شناخته می‌شود که در آن، به جای آلومینیوم اکسید، منیزیم اکسید (11 تا 18 درصد) غالب است. منشأ نام دیگر آن، خاک رنگ‌بری، به اعمال شناخته‌شده‌ای از رختشوهای قدیم برمی‌گردد که از این ماده برای پاک کردن کثیفی چربی از لباس‌های پشمی استفاده می‌کردند، به‌طوری که ابتدا لباس‌ها را به این ماده آغشته می‌کردند و بعد آن‌ها را می‌تکاندند و صاف‌وراست‌شان می‌کردند. این فرایند «لکه‌گیری» نام داشت و به رختشوها «لکه‌گیر» گفته می‌شد. باور بر این است که این عمل در قبرس ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد رواج داشت و در آن زمان رس به «خاک سیمولین» شناخته می‌شد. طبق تعریف پیشنهادی لادو آر.بی و مایرز دابلیو.ام در سال ۱۹۵۳، خاک رنگ‌بری عبارت نادرستی است که برای رس‌های طبیعی خاصی به‌کار می‌رود که توانایی جذب مواد رنگ‌دهنده از روغن‌های حیوانات، سبزیجات و مواد معدنی دارند. این تعریف در بعضی کشورها مثل برزیل دنبال شد. در بعضی قسمت‌های هند، مخصوصاً راجستان، به‌طور محلی این نوع رس را به نام مولتانی میتی می‌شناسند، زیرا از دیرباز به مولتان پاکستان فرستاده و در بازار این شهر عرضه می‌شد. از نظر زمین‌شناسی، آتاپولگیت مرتبط با سنگ آهک دولومیتی دیده می‌شود.

مطابق سوابق، تولید آتاپولگیت در هند (که آن زمان با پاکستان یکی بود) حدود ۳۰۰۰ تن در سال ۱۹۲۴ بود که در سال ۱۹۴۶ به حدود ۱۲۰۰۰ تن افزایش یافت. در سال ۱۹۴۹، تولیدات در هند و پاکستان به ترتیب حدود ۴۶۴۰ و ۵۰۵۰ تن بود. در هند این نوع رس کانی‌ای جزئی شناخته می‌شد و دولت هند آمار تولیدش را منتشر نمی‌کرد.

معیارهای استفاده

آتاپولگیت نرم است و رنگ سفید چرک تا نخودی دارد. آتاپولگیت برای ساخت هیچ محصول پخته‌شده‌ای به‌کار نمی‌رود و ویژگی‌های پخت آن مناسب نیستند. اما مهم‌ترین ویژگی‌ها آن عبارتند از:

ترکیب شیمیایی: به لحاظ نظری، آتاپولگیت ترکیبی متشکل از منیزیم اکسید، آلومینیوم اکسید‌ (آلومینا)، سیلیس و 5 تا 7 درصد آب است. اما آتاپولگیتی که از نظر تجاری مهم است و در طبیعت یافت می‌شود حاوی مقادیر متغیر کلسیم، بازها و آهن است. بازها (سدیم و پتاسیم) هستند که از نظر کاربر صنعتی اهمیت دارند.

مقدار pH: آپاتولگیت با داشتن pH 5/6 تا 7 کمی اسیدی است.
شکل‌پذیری: با توجه به حفظ کم آب، شکل‌ناپذیر است.
ساختار: آتاپولگیت دارای ساختار سوزنی منحصربه‌فرد حاوی زنجیره‌های سه‌بعدی ساخته‌شده از الیاف توخالی است. این ویژگی باعث می‌شود مثل مونتموریلونیت (بنتونیت)، که از پلاکت‌های دوبعدی ساخته‌ شده‌اند، آماس نداشته باشد. اما وقتی آتاپولگیت با مایع عمل‌آوری می‌شود، سوزن‌ها معمولاً همبند می‌شوند که به آتاپولگیت ویژگی تقویت‌کنندگی و تغلیظ‌گری یا تیکستروپیک می‌دهد. این ویژگی شکل‌پذیری نیست، بلکه شبه‌شکل‌پذیری است. بر خلاف سایر تغلیظ‌گر‌ها، استحکام باعث می‌شود آتاپولگیت تغلیظ‌گری پایدار باشد.
چگالی ویژه: خیلی سبک است و وزن مخصوص آن تنها 6/0 تا 7/0 است و، با توجه به شکل‌ناپذیر بودن، می‌تواند در روغن و آب در حالت سوسپانسیون بماند.
قدرت تبادل قلیایی: قدرت تبادل قلیایی (که به ظرفیت تبادل کاتیونی نیز شناخته می‌شود) یعنی تعداد یون‌های دارای بار مثبتی (کاتیون) که آتاپولگیت می‌تواند در سطح دارای بار منفی‌اش جا دهد و به‌صورت میلی‌اکی‌والان در هر ۱۰۰ گرم بیان می‌شود (وزن اکی‌والان عبارت است از وزن مولکولی یک عنصر تقسیم‌شده بر اساس ظرفیتش). سدیم یا پتاسیم به‌راحتی برای کلسیم یا منیزیم تبادل می‌شود. آتاپولگیت، به دلیل بازهای موجود در خود و نیز الیاف توخالی، دارای قدرت تبادل قلیایی خوبی است. یون‌های باردار داخل الیاف توخالی می‌توانند ناخالصی‌های روغن‌ها و غیره را جمع کنند. این قدرت را می‌توان با فعال‌سازی افزایش داد و آتاپولگیت فعال‌شده برخی اوقات عموماً با بنتونیت کلسیمی برابری می‌کند.
قدرت کاتالیزوری: این ویژگی را می‌توان با فعال‌سازی افزایش داد.
حفظ روغن: آتاپولگیت می‌تواند روغن را بسته به نوع آن به اندازه‌ی 55 تا 72 درصد حفظ کند؛ اما بعد از دمیدن هوا و بخار، به مقدار 20 تا 25 درصد می‌رسد.

فعال‌سازی

قبل از استفاده، آتاپولگیت معمولاً برای افزایش بازدهی توانایی‌های تبادل بازی‌اش فعال می‌شود. سه نوع فرایند معمول وجود دارد:

در یک فرایند اولیه بررسی‌شده در آلمان، بنتونیت خشک‌شده با سدیم کربنات ترکیب شده بود. این محصول به توکسوتون یا تونسیل شناخته می‌شد. به جای سدیم کربنات، پلیمرهای مصنوعی بلندزنجیر مختلف مثل کربوکسی متیل سلولز (CMC)، نشاسته (پلی‌فسفات) و غیره را نیز می‌توان اضافه کرد.
آتاپولگیت در دمای ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد خشک می‌شود، به شكل ریز خرد می‌شود، سپس به مدت چند ساعت در سولفوریک اسید یا هیدروکلریک اسید 96 درصد جذب می‌شود و نهایتاً شسته و خشک می‌شود.
آتاپولگیت زیر آفتاب خشک می‌شود، به اندازه مش ۱۰۰ خرد می‌شود، با نوعی محلول سولفوریک اسید یا هیدروکلریک اسید ۲۵ درصدی حرارت می‌بیند و سپس شسته، خشک و به اندازه مش ۲۰۰ خرد می‌شود.

هدف از فعال‌سازی ایجاد اصلاحاتی در سطح بلورهای کانی رسی و ایجاد ظرفیتی برای جذب سطحی ماده‌ِي رنگ‌دهنده و سایر ناخالصی‌ها در روغن‌ها از طریق افزایش سطح ذرات رس و افزایش قدرت کاتالیزوری است.

کاربردها

بعد از فعال‌سازی، آتاپولگیت برای اهداف صنعتی زیر به‌کار می‌رود:

سفیدسازی و خالص‌سازی: آتاپولگیت برای حذف ماده رنگ‌‌دهنده و سایر ناخالصی‌ها از روغن‌های گیاهی، حیوانی و معدنی، شراب، آب میوه، آب میوه ساخارین‌دار، سرکه، سولفور، موم و غیره به‌کار می‌رود. این عمل از طریق توانایی تبادل قلیایی آتاپولگیت مخصوصاً آتاپولگیت فعال‌شده به‌کار می‌رود. علاوه بر این، سبکی آن در ترکیب با ماهیت شکل‌ناپذیرش آن را قادر می‌سازد تا در مایعات به مدتی طولانی در حالت سوسپانسیون بماند که اثر متقابل کارآمد را تسهیل می‌کند. اسیدیته کم آن باعث می‌شود با اسیدهای آب میوه، سرکه و غیره واکنش شیمیایی نشان ندهد. حفظ روغن نسبتاً کم بعد از دمیدن هوا و بخار باعث می‌شود از دست رفتن روغن محدود بماند.
تمیزکاری: به دلیل قدرت تبادل قلیایی بالا، قدرت کاتالیزوری، ماهیت شکل‌ناپذیر و حفظ روغن بالای آتاپولگیت، این نوع رس (فعال‌شده) می‌تواند برای حذف لکه‌های روغن از کف کارخانه‌ها، جذب روغن اضافی و گریس از تسمه‌های ترمز روی وینچ‌های جرثقیل‌ها و برای تمیزکاری کثیفی چربی از لباس‌های پشمی به‌کار رود. آخرین مورد قدیمی‌ترین کاربرد آن است، همان‌طورکه در پاراگراف اول توضیح داده شد، و در این مورد، ماهیت شکل‌ناپذیر آن تکاندن آسان آن را ممکن می‌سازد. آتاپولگیت همچنین برای تمیز کردن سربازانی به‌کار می‌رود که با سلاح‌های شیمیایی آلوده شده‌اند. پیشینه‌ای از استفاده گسترده آتاپولگیت در قرن شانزدهم توسط زنان به‌عنوان ماسک صورت وجود دارد. اکنون، باستان‌شناسان سطح مرمری تاج محل را با خاک رنگ‌بری عمل‌آوری می‌کنند تا از لکه‌های زرد ناشی از اثر مواد معلق در هوا (SPM) رها شود و درخشندگی اولیه‌اش بازگردد. بسته‌ای از خاک رنگ‌بری ابتدا روی سطح اعمال می‌شود، چند روز روی آن می‌ماند و بعد پاک می‌شود. آلاینده‌های روغنی از طریق خاک رنگ‌بری به خاطر قدرت تبادل قلیایی‌اش و الیاف توخالی پاک می‌شود، درحالی‌که به‌طور هم‌زمان شکل‌ناپذیری آن باعث می‌شود که به سطح نچسبد.
شبیه‌سازی انفجار: آتاپولگیت ریزدانه، به خاطر ماهیت شکل‌ناپذیر و وزن مخصوص کمش، ستون خیلی بزرگ‌تری از خاک معمولی ایجاد می‌کند. بنابراین، با بار کوچک و ایمن مواد منفجره می‌توان تأثیرات ویژه‌ای ایجاد کرد.
حفاری چاه نفت: کاربرد گل حفاری این است که مته‌های برش را روغن‌کاری و خنک می‌کند و همچنین براده‌ها و پودرها را از چاه گمانه بیرون آورد. عموماً، بنتونیت به‌عنوان افزودنی به گل ترجیح داده می‌شود. اما در برخی موارد که در آن آب موجود در سنگ اسیدی است، آتاپولگیت استفاده می‌شود. به دلیل ماهیت آن، که کمی اسیدی است، آتاپولگیت با آب واکنش نشان نمی‌دهد. همچنین، سبکی‌اش کمک می‌کند تا ذرات گل را در حالت سوسپانسیون نگه دارد.
حامل حشره‌کش: سبکی و ماهیت شکل‌ناپذیر معیارهای این کاربرد هستند.
داروها: در این کاربرد، آتاپولگیت با بنتونیت ترکیب می‌شود تا شکل‌پذیری و چگالی ویژه بنتونیت تعدیل شود (فصل مربوط به بنتونیت را ملاحظه کنید). آتاپولگیت می‌تواند هم در آب و هم در الکل در حالت سوسپانسیون بماند. غلظت آن بسته به یکی از اهداف زیر متغیر است:

۱. جاذب ………………………………………………………………………. غلظت ۱۰-۵۰٪

۲. اصلاح‌کننده ویسکوزیته …………………………………………………………. غلظت ۲-۱۰٪

۳. عامل پیوند………………………………………………………………………………………… غلظت ۲-۱۰٪

۴. عامل سوسپانسیون در کرم‌ها، پمادها و غیره …………………………………………………. غلظت ۱-۱۰٪

۵. عامل سوسپانسیون در دهان‌پزشکی ……………………………………………………………….غلظت ۰.۵-۲.۵٪

۶. تثبیت‌کننده امولسیون در کرم‌ها، پمادها و غیره………………………………………………. غلظت ۲-۵٪

۷. تثبیت‌کننده امولسیون در دهان‌پزشکی …………………………………………………… غلظت ۱-۵٪

۸. عامل تثبیت‌کننده …………………………………………………………………. غلظت ۰.۵-۲.۵٪

پتروشیمی: به‌عنوان کاتالیزور برای تجزیه به‌کار می‌رود. در تجزیه، مولکول‌ها در دمای بالا (با یا بدون کاتالیزور) به واحدهای کوچک‌تر تقسیم می‌شوند و نوع جدیدی هیدروکربن به نام اولفین ایجاد می‌شود. با تجزیه، گازهای سبک، کک نفت، نفت کوره و غیره را نیز می‌توان تولید کرد.
چسب و درزگیر: چسب ماده‌ای آلی یا معدنی است که قادر است سایر مواد را با پیوستگی سطح به هم پیوند بدهد. از طرف دیگر، درزگیر ماده‌ای آلی است که برای پر کردن یا دفع کردن به‌اندازه کافی نرم است و متعاقباً به‌منظور تشکیل پیوندی دائمی با ماده مورد نظر قادر به سخت شدن است. در درزگیرها، افزودن آتاپولگیت، به دلیل ساختار منحصربه‌فرد و قدرت تقویت‌کننده‌اش، باعث به وجود آمدن ویژگی ضد شل‌شدگی می‌شود. علاوه بر این، به‌عنوان اصلاح‌کننده تیکستروپیک عمل می‌کند.

در چسب‌ها، یکی از اجزا رنگدانه نام دارد که کارکردهای مختلفی مثل بهبود ویژگی‌های بخصوص، رنگ‌دهی و غیره دارد. وقتی آتاپولگیت ریزدانه (اندازه دانه 12/0 تا 14/0 میکرومتر) به مواد آماده‌سازی با پایه آب یا حلال اضافه می‌شود، این کارکردها را خواهد داشت:

الف. برای رنگدانه‌ها هم تیکستروپی و هم تعلیق فراهم می‌سازد.

ب. سفیدی را بهبود می‌بخشد.

دوغاب‌ریزی سیمان: وقتی آتاپولگیت در دوغاب‌ریزی سیمان روی سطح متخلخل کاشی خشک به‌کار می‌رود، مقدار آب درون ترکیب دوغاب‌ریزی به مدت کافی حفظ می‌شود تا سیمان بتواند به اندازه کافی پخته شود.

رس – رس پوزولانی

«پوزولانا» واقعی نوعی خاکستر آتشفشانی ریز است و «پوزولان» نوعی ماده اسیدی آلومینیومی-سیلیسی است. بنابراین، رس پوزولانی (که «خاکستر پوزولانی» هم نامیده می‌شود) دارای ترکیب شیمایی‌ای اساساً شبیه به ترکیب شیمیایی رس است، اما اگر معنای اصلی عبارت رس در نظر گرفته شود، از این امر مستثنی است. با توجه به معنای کلاسیک، رس اساساً ماده‌ای سرامیکی است و واژه «سرامیک» از لغتی یونانی به معنای رس پخته و گداخته گرفته شده است (رجوع شود به فصل رس –کلیات). رس پوزولانی در هیچ‌یک از انواع سرامیک به‌کار نمی‌رود.

تاریخچه

این نوع رس در اصل در شهر پوتزولی اطراف کوه وزوو ایتالیا کشف و حفاری شده است و، متعاقباً، در چند جای دیگر هم یافته شده است. رومی‌ها ۱۰۰ سال قبل از میلاد آن را با آهک و آب ترکیب می‌کردند و برای ایجاد سازه‌های بتنی‌ای شامل سازه‌های زیر آب به‌کار می‌گرفتند. بندرگاه رومی کوزا از پوزولانا ساخته شده است و، برای جلوگیری از ترکیب شدنش با آب دریا، از لوله‌ای بلند استفاده شده است.

معیارهای استفاده

رنگ پوزولانا ممکن است سفید، سیاه، خاکستری یا قرمز باشد. اما معیار اصلی کاربرد صنعتی‌اش شیمیایی است. پوزولانا در دمای اتاق در حضور آب با کلسیم هیدروکسید واکنش نشان می‌دهد تا ترکیبات هیدارت کلسیم آلومینیوم سیلیسی (C-S-H) تشکیل دهد که ماده‌ای فشرده با تخلخل کم است و در دمای اتاق ویژگی‌های سیمان‌مانند دارد. علاوه بر این، به خاطر ماهیت اسیدی پوزولان، C-S-H مقاوم به فرسایش ناشی از سولفات‌ها است و از طرفی نیز، به دلیل تخلخل کم، در برابر نشتی آب و پوسته‌ای شدن مقاوم است.

کاربرد

ملات: رس پوزولانی ریزدانه و ترکیب‌شده با آهک و آب مثل سیمان پرتلند عمل می‌کند و ملاتی محکم ایجاد می‌کند که می‌تواند زیر آب سفت شود. بنابراین، برای استفاده در سازه‌های زیر آب مثل سدها، ستون‌های پل‌ها و غیره مناسب است.
سیمان پوزولانی: پوزولان‌های امروزی در واقع ترکیبی از پوزولانا و سیمان پرتلند هستند که سیمان پوزولانی نامیده می‌شوند. سیمان پوزولانی را نیز می‌توان زیر آب استفاده کرد و، علاوه بر این، اسیدیته بالای آن باعث می‌شود بخصوص در مقابل فرسودگی ناشی از سولفات‌ها مقاوم باشد. سیمان پوزولانی کاملاً سفت‌شده قوی‌تر از سیمان پرتلند است، زیرا تخلخل کمتری دارد. تخلخل کمتر همچنین باعث می‌شود در مقابل نشتی آب و پوسته‌ای شدن مقاوم باشد. این مزایا سیمان پوزولانی را برای استفاده زیر آب در چاه‌های نفت و همچنین چاه‌های نفت فراساحلی بسیار مناسب می‌سازد.

جایگزین‌ها

مواد دیگری وجود دارند که دارای ویژگی‌های پوزولانی هستند و برای ایجاد سیمان پوزولانی به‌کار می‌روند. این مواد عبارتند از:

خاکستر بادی: خاکستر بادی نوعی پسماند ایجادشده در نیروگاه‌های حرارتی است. مطابق سازمان استاندارد آزمایش و مواد آمریکا (ASTM)، دو دسته خاکستر بادی وجود دارد: دسته F و دسته C. خاکستر بادی دسته F از سوختن ذغال بیتومینه و آنتراسیت ایجاد می‌شود، و دارای ویژگی پوزولانی قوی‌ای است و به‌تنهایی عملاً قابلیت سیمان‌کاری را ندارد. از طرف دیگر، خاکستر بادی دسته C از سوختن ذغال زیربیتومینه و لیگنیت ایجاد می‌شود و به‌تنهایی دارای ویژگی‌های سیمان‌کاری با قدرت پوزولانی متوسط است. در مقایسه با خاکستر بادی دسته F، که برای مخلوط با سیمان نیز به‌کار می‌رود، خاکستر بادی دسته C سرعت سفت شدن کمتری دارد و آسان‌تر می‌توان با آن کار کرد. در نتیجه، این خاکستر بادی برای ساخت مخلوط بتن در قالب ماده پوزولانی ترجیح داده می‌شود. بتن ساخته‌شده بر پایه این خاکستر بادی «بتن سبز» نام دارد، زیرا با بهره‌گیری از پسماندهای صنعتی خطرناک برای محیط زیست، مشکلات محیط زیستی را کاهش می‌دهد. با این حال، مطابق مؤسسه بتن آمریکا، هر دو دسته خاکستر بادی را می‌توان به‌کار برد؛ دسته F را به اندازه 15 تا 25 درصد و دسته C را تا 20 تا 35 درصد.
متاکائولن بسیار واکنش‌پذیر (HRM): این ماده پوزولانی قدرتمند است که از کائولن ساخته شده است و برای ساخت «بتن سفید» به‌کار می‌رود. متاکائولن به واقع به معنی کائولن تغییریافته است، و نوعی تغییر بلور‌های کائولینیت به وضعیت اریخت بی‌نظم است. این فرایند تحت تأثیر هیدروژن‌زدایی (تکلیس شدن)، یعنی حذف آب بلورهای کائولینیت به‌واسطه حرارت دیدن در دمای ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد در طول مدتی تعیین‌شده، است.
دوده (دژدود) سیلیس یا میکروسیلیس یا سیلیس پرزدار یا صرفاً غبار سیلیس: ماده پسماندی است که به‌صورت دود یا دوده از فروسیلیسیم، نیمه‌رساناها و سایر صنایع ایجاد می‌شود. دوده سیلیس در واقع پودر سیلیس اریخت، سبک، نانومتری، پرزدار و جریان‌آزاد است که دارای سطح مخصوص با مرتبه بزرگی ۲۲۰۰۰ مترمربع بر کیلوگرم است.
خاکستر پوسته برنج: این ماده از شالیزارها به دست می‌آید.

خاکستر بادی دسته F دارای مزیت حرارت کم آبپوشی است که کارایی را راحت‌تر می‌کند، اما از طرفی نیز با مشکل استحکام اولیه کم مواجه است. از سوی دیگر، ملات با پایه میکروسیلیس، متاکائولن و خاکستر پوسته برنج دارای استحکام اولیه بالا، نفوذپذیری کمتر، دوام بیش‌تر، شوره‌زنی کمتر، مقاومت به تجزیه ناشی از واکنش باز-سیلیس (ASM) است، اما از طرفی نیز با مشکل حرارت بالای آبپوشی با کاهش کارایی مواجه است. بدین ترتیب، استفاده از مقداری فوق‌روان‌کننده و آب‌ خنک‌شده برای آماده‌سازی میکس لازم است. برخی اوقات، مخلوطی از این خاکستر بادی و میکرو سیلیس به‌منظور ترکیب مزایای هر دو به‌کار می‌رود.

رس – سایر موارد

رس سنگینه

رس سنگینه مشابه رس نسوز است و مهم‌ترین تفاوت‌شان در شیشه‌شدگی است. درحالی‌که رس نسوز شیشه‌شدگی ضعیفی دارد، شیشه‌شدگی رس سنگینه قوی است. رس سنگینه در دمای ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد گداخته می‌شود. تفاوت جزئی این دو در کانی‌شناسی نهفته است. در رس سنگینه، علاوه بر کائولینیت (رس نسوز)، مونتموریلونیت نیز وجود دارد. رس سنگینه شکل‌پذیری بالایی دارد، رسانای گرمایی خوبی است و در مقابل اسیدها و بازها بسیار مقاوم است. رنگ‌های خام و پخته هیچ ارتباطی ندارند. کاربردهای اصلی رس سنگینه عبارتند از:

سنگینه شیمیایی: سنگینه شیمیایی و پرسلان شیمیایی (هم لعابی و هم غیرلعابی) در صنایع شیمیایی برای نگهداری مواد شیمیایی به‌کار می‌روند. شکل‌پذیری بالا باعث تسهیل قالب‌گیری می‌شود، و به خاطر شیشه‌شدگی قوی، کاملاً در دمای ۱۲۸۰ درجه سانتی‌گراد به توده‌ای جامد، فشرده و نفوذناپذیر گداخته می‌شود. بار شامل رس سنگینه، کوارتز، رس توپس و فلدسپار می‌شود.
ماده تاور پکینگ سرامیکی: کولینگ تاورهای مورد استفاده در کارخانه‌ها در مورد بخار مصرف‌شده در نیروگاه‌های حرارتی مستلزم انتقال حرارت هستند. کولینگ‌ تاورها همچنین در صنایع شیمیایی مشغول در تولید مواد شیمیایی آلی، مواد پتروشیمی، بازها، اسیدها و غیره و همچنین در هیترهای اتاق کاربرد دارند. مواد پکینگ شامل حلقه‌های پارتیشن، زین‌ها، لانه‌زنبوری‌ها و غیره می‌شوند که به شکل‌ها و اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند. هدایت گرمایی خوب معیاری کلیدی است. سایر معیارها و بار همانند معیارها و بار مربوط به سنگینه شیمیایی هستند.
چینی‌جات سنگینه: در آشپزخانه‌ها، هتل‌ها و غیره به‌عنوان لوازم آشپزخانه به‌کار می‌روند. معیارها و بار همانند معیارها و بار مربوط به سنگینه شیمیایی هستند. مقاومت در برابر حرارت متوسط، پاک‌شوندگی راحت، غیرسمی بودن از مزایای مهم چینی‌جات سنگینه هستند.
لوله‌های فاضلاب: این نوع لوله‌ها از رس سنگینه ناخالص دارای شکل‌پذیری کمتر ایجاد می‌شود که می‌تواند با ترکیب با مقداری رس شکل‌پذیر ساخته شود. بعد از قالب‌گیری، لوله‌ها با قطرهای لازم پخته می‌شوند. هنگام پخت، لوله‌ها به محصولات جامد، فشرده و نفوذناپذیر شیشه‌ای می‌شوند. رنگ بعد از پخت معیار محسوب نمی‌شود.

رس پیپ (پایپ‌کلی)

رس پیپ نوعی رس توپی فوق‌العاده خالص، سفید و سیلیسی است. همانند رس توپی، رس پیپ نیز شکل‌پذیری بالایی دارد. پیپ‌های ساخته‌شده از این رس زمانی خیلی محبوب بودند و به همین دلیل این نام را گرفته است.

رس آجرپزی و شیل آجرپزی

تفاوت‌های بین رس آجرپزی (که خاک آجری هم نامیده می‌شود) و شیل آجرپزی اساساً در سختی و کانی‌شناسی خلاصه می‌شود. اولی نرم است در حالی که دومی سخت و سفت است. از لحاظ کانی‌شناختی، اولی عمدتاً از کائولینیت و مونتموریلونیت و دومی از ایلیت تشکیل شده است. سختی شیل آجرپزی ممکن است باعث شود تا حدی شکل‌پذیری کمتری از رس آجرپزی داشته باشد. اما هر دو برای ساخت آجرهای معمولی به‌کار می‌روند.

فرایند تولید: آجر سنگی مصنوعی است که از تشکیل رس در بلوک‌های مستطیلی (یا با سوختن در کوره یا با خشک شدن زیر آفتاب سفت می‌شوند) ایجاد می‌شود. برای سهولت در کار کردن با آجرها و چیدن‌شان، باید کوچک و سبک باشند. حدود کارامد عرض آجر با فاصله‌ای تعیین می‌شود که می‌تواند به راحتی بین انگشت شست و سایر انگشتان یک دست (معمولاً حدود ۱۰ سانتی‌متر) قرار گیرد.

تاریخچه: تاریخچه آجر به حداقل ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد برمی‌گردد، زمانی که بابلی‌ها و مصری‌ها از آن‌ برای کارهای ساخت‌وساز استفاده می‌کردند. در آن زمان‌ها، رس خام یا شیل خرد می‌شد، با آب مخلوط می‌شد، با دست ورز داده می‌شد، با دست شکل‌ها و اندازه‌های مختلف می‌گرفت و سپس زیر نور آفتاب خشک می‌شد. این آجرهای آفتاب‌خشک در آب‌وهواهای خشک خاورمیانه به‌کار می‌رفتند. اما پس از آن، در مکان‌های مرطوب مثل انگلستان، دیگر مناسب نبودند و تکنیک سوزاندن رس با آتش اختراع شد. امروزه، کوره‌های آجرپزی ذغالی به‌کار می‌روند. بسته به کیفیت آجر و هدف استفاده‌اش، این آجرهای پخته‌شده در کوره‌های ذغالی قوی هستند و مقاومت فشاری متغیری بین 35 تا 125 کیلوگرم در سانتی‌متر مربع دارند.

معیارهای استفاده: رس یا شیل مربوط به این کاربرد عموماً ناخالص (آهکی، آهن‌دار و غیره) است که نزدیک سطح دیده می‌شود و برای حمایت از صنعت آجر کم‌سرمایه هزینه‌ پایینی دارد. ویژگی‌هایی که مخصوصاً در این رس مد نظر قرار می‌گیرند عبارتند از شکل‌پذیری، انقباض کم هنگام خنک شدن بعد از پخت و شیشه‌شدگی ضعیف. شکل‌پذیری باعث تسهیل قالب‌گیری به شکل‌ها و اندازه‌های مورد نظر می‌شود؛ و انقباض پایین حفظ شکل و اندازه بعد از پخت بدون ترک برداشتن را تضمین می‌کند. شیشه‌شدگی ضعیف باعث می‌شود آجر به توده جامد خیلی سخت تبدیل نشود، زیرا در غیر این صورت نمی‌توان به راحتی آن را برای استفاده در فضاهای مختلف شکست و همچنین آجر متخلخل و زبر می‌شود. تخلخل به آجر کمک می‌کند که چاه‌های هوایی (برای عایق‌بندی ساختمان به‌کار می‌روند) را گیر اندازد، و هم تخلخل و هم سختی با هم به آجر کمک می‌کنند با غوطه‌وری در آب (تا ۲0 درصد) بهتر با ملات پیوند یابند. رنگ بعد از پخت ممکن است هر رنگی باشد و معمولاً یکنواخت نیست. دیرگدازها به هیچ عنوان لازم نیستند.

جایگزین‌ها:

(۱) آجر خاکستر بادی: امروزه، آجرهای خاکستر بادی به‌عنوان جایگزین آجرهای رسی بیش از پیش پذیرفته می‌شوند. از آنجایی که استفاده از خاکستر بادی باعث کاهش مشکلات محیط زیستی پسماندهای ایجادشده توسط انباشت‌های حجیم نیروگاه‌ها می‌شود، دولت‌ها استفاده از آن در ساخت آجر را تشویق می‌کنند. برای ساخت آجرهای خاکستر بادی، فناوری جدیدی به نام «Fal-G»، که از خاکستر بادی، آهک و سنگ گچ استفاده می‌کند، محبوبیت یافته است. در این فناوری، مواد خام خرد می‌شوند و آب به آن‌ها اضافه می‌شود تا توده‌ای نیمه‌خشک به دست آید. توده به‌دست‌آمده با قالب‌گیری ماشینی به آجر تبدیل می‌شود و سپس آجرهای فشرده به منظور به دست آوردن قدرت مورد نیاز متحمل چرخه‌ پخت بخصوصی در آفتاب یا هوا و بخار می‌شوند. در حال حاضر، روی استفاده بیشتر از بیشتر از خاکستر بادی در این مخلوط تمرکز می‌شود و بدین دلیل فناوری مذکور به‌طور مستمر بهبود می‌یابد.

آجر ماسه‌آهکی: جایگزین دیگر آجر ماسه‌آهکی («آجر کلسیم سیلیکاتی» هم نامیده می‌شود) نام دارد. این نوع آجر مخصوصاً در جاهایی به‌کار می‌رود که در آن آجرهای رسی کمیاب هستند یا همواره آجرهای مقاومت‌بالا لازم است. آجر ماسه‌آهکی فشرده است و بعد از ۲۴ ساعت جذب آب آن از نظر وزنی ۷.۱۵٪ است. در اینجا، کلسیم هیدروکسید [Ca(OH)₂]، به جای سیمان، با ماسه و آب مخلوط می‌شود تا خمیری تشکیل دهد که پس از آن به آجرهای جامد سوارخ‌دار یا توخالی فشرده می‌شوند و تحت بخار فشاربالا سخت می‌شوند که به موجب آن کلسیم هیدروکسید و سیلیس ترکیب می‌شوند تا کلسیم هیدروسیلیکات به دست آید و آجرهای دارای پیوند قوی آماده شوند. این آجرها معمولاً سفید مایل به زرد هستند، اما رنگدانه‌ها را می‌توان به‌منظور ساخت آجرهای رنگی اضافه کرد.
آجر توخالی بتنی: انبوهه‌ای ساخته‌شده از ماسه، خاکستر بادی، شن و رس که باید مخلوطی از اندازه‌های مختلف مثل 10 تا 5/12 میلی‌متر (۱5 درصد)، 75/4 تا 10 میلی‌متر (۴0 درصد)، ۳۰۰ میکرون 75/4- میلی‌متر (۳5 درصد) و ۳۰۰(-) میکرون (۱0 درصد) باشد. این انبوهه کامل با آب به نسبت ۱:۶ مخلوط می‌شود تا مخلوطی با رنگ و قوام یکنواخت به دست آید، و سپس برای تشکیل آجر فشرده می‌شود و به مدت 70 تا 80 ساعت پخته و با آفتاب یا بخار خشک می‌شود.
پسماندهای معدنی کیمبرلیت: کیمبرلیت سنگ میزبان الماس است. بعد از استخراج کیمبرلیت و فرآوری آن برای بازیابی الماس، مقادیر هنگفتی پسماندهای معدنی کیمبرلیت ایجاد می‌شود. آجرهای توخالی که به لحاظ تجربی از 70 درصد کیمبرلیت و ۳0 درصد رس ساخته شده‌اند طبق گزارش‌ها نویدبخش هستند.

رس سفالینه و شیل سفالینه

کالاهای سفالینه محصولاتی پخته هستند که اساساً برای اهداف دکوری به‌کار می‌روند (مثلاً، گلدان، اسبا‌ب بازی، نمونه‌های عالی). رس و شیل مناسب برای ایجاد کالاهای سفالینه عموماً ناخالص (آهن‌دار) هستند و از لحاظ ویژگی‌ها (مثلاً، شکل‌پذیری خوب، انقباض کم، شیشه‌پذیری ضعیف) مشابه رس آجرپزی و شیل آجرپزی هستند با این تفاوت که رنگ بعد از پخت آن باید یکنواخت و خوشایند باشد. کانی‌شناسی نیز مشابه است، یعنی، شیل اساساً از ایلیت، و رس از کائولینیت و مونتموریلونیت تشکیل شده است.

رس سفال بام

سفال‌های بام رسی در برخی مناطق و در میان برخی قشرهای مردم محبوبند. این سفال‌ها مواد سقف‌سازی کم‌هزینه‌ محسوب می‌شوند، عایق خوبی در برابر گرما فراهم می‌سازند، ظاهری جذاب دارند و قسمت‌های آسیب‌دیده‌شان به‌راحتی تعویض می‌شود. رس مناسب برای ساخت این نوع سفال‌ها، همانند رس‌های آجری و سفالینه، از کائولینیت و مونتموریلونیت تشکیل شده است.

برای ساخت سفال‌های بام، رس‌های جمع‌آوری‌شده از رسوبات انبار می‌شوند و به مدت حدود ۶ ماه هوازده می‌شود و سپس با آب مخلوط می‌شوند. این مخلوط یک هفته برای کهنه شدن رها می‌شود. این رس کهنه‌شده سپس خرد می‌شود، به چند اسلب برش داده می‌شود، یک شب انبار می‌شود، به سفال فشرده می‌شود، زیر آفتاب خشک می‌شود و در نهایت در دمای 800 تا 900 درجه سانتی‌گراد تحت شرایط اکسایش پخته می‌شود. در این دما، فقط شیشه‌شدگی جزئی اتفاق می‌افتد.

این رس باید نرم، شکل‌پذیر و به‌راحتی شیشه‌شونده باشد و باید انقباضی کمی داشته باشد. نرمی و شکل‌پذیری باعث تسهیل قالب‌گیری و برش به شکل‌ها و اندازه‌های مختلف می‌شود. شیشه‌شدگی معمولاً منجر به کاهش تخلخل سفال پخته می‌شود تا نشت آب باران اتفاق نیفتد، گرچه شیشه‌شدگی کامل مجاز نیست تا تخلخلی کم حفظ شود که می‌تواند هوا را گیر اندازد و عایق حرارتی فراهم سازد. انقباض کم به حفظ اندازه بعد از پخت کمک می‌کند. در رس‌های سفال بام، مقدار ۲0 درصد ماسه و 5 تا 6 درصد اکسید آهن مطلوب است. اولی معمولاً میزان شیشه‌شدگی را تعدیل می‌کند و تخلخل مطلوب را به ارمغان می‌آورد، در حالی که دومی رنگ قرمز خوشایندی بعد از پخت می‌دهد زیرا، در دمای پخت و در شرایط اکسایش، نه ذوب می‌شود و نه به آهن تقلیل می‌یابد (دمای ذوب آن ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است).

رس سفالگری

رس مورد استفاده در ساخت سفال معمولی در پژوهش‌های گذشته به رس معمولی و رس معمول هم شناخته می‌شود. شاید این کاربرد قدیمی‌ترین کاربرد رس باشد. انسان‌های باستانی که حدوداً ۱۰۰۰۰ سال پیش می‌زیستند نه‌تنها می‌دانستند چگونه سفال بپزند، بلکه حتی سفال‌های رنگی هم می‌ساختند. شواهد زیادی از این نوع سفال‌های نقاشی‌شده متعلق به دوره ۴۰۰۰ تا ۸۰۰۰ سال پیش از میلاد یافت شده‌اند، که برخی از مورخان تمدن کل این دوره را «تمدن سفال نقاشی‌شده» توصیف کرده‌اند. مصنوعاتی شامل سفال‌هایی که طراحی‌های جذاب روی‌شان نقاشی شده است، از ویرانه‌های موهنجو دارو و هاراپا (دره سند)، دره نیل، هوانگ‌هو (چین)، ترکستان (آسیای مرکزی)، کلده (بین‌النهرین)، پرسپولیس (ایران) ـ تمدن‌هایی که در بازه ۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰ سال پیش از میلاد شکوفا شده‌اند ـ با حفاری یافت شده‌اند. این سنت دیرینه سفالگری را بیشتر به هنری مردمی تبدیل کرده است تا صنعت.

سفالگران از رس‌هایی که به‌طور محلی در دسترسند استفاده می‌کنند، و محدوده محصولات رسی به اندازه تنوع ماهیت رس و مهارت و پیشه‌وری افراد مکان‌های مختلف گسترده است. در نتیجه، هنر سفالگری خیلی وابسته به مکان است؛ برخی از مکان‌های خاص برای نوع خاصی محصول معروفند. اما عموماً، چند ویژگی در میان ویژگی‌های همه رس‌های سفالگری معمول هستند. این رس‌ها باید درشت، نرم، شکل‌پذیر، دارای انقباض کم و غیردیرگداز باشند. شیشه‌شدگی در طول پخت تعدیل می‌شود و بسته به لازمه‌ها، یک محصول می‌تواند خیلی متخلخل باشد یا جامد نفوذناپذیر باشد. در تولید سفال، مقدار آهن ( ) 6/0 تا 7/0 درصد قابل تحمل است، مخصوصاً به این خاطر که دمای پخت آنقدر پایین است که باعث ذوب یا تقلیل اکسید به آهن نمی‌شود و همچنین به این خاطر که رنگ معیار محسوب نمی‌شود.

علاوه بر سفالگری، رس معمولی همچنین بعد از فرآوری در بعضی صنایع ویژه کاربرد می‌یابند. این کاربردها عبارتند از:

1. پرکننده در لاستیک: رس‌های لاستیک حاوی عمدتاً پلاکت‌های تخت هستند، که کشسانی و سختی خود را مدیون این پلاکت‌ها هستند. این اثر در رس‌های مختلف به‌طور قابل ملاحظه‌ای متفاوت است. رس‌های سخت خیلی بیشتر از رس‌های نرم باعث افزایش سختی لاستیک می‌شوند. لاستیک سفت‌شده برای محصولاتی مثل کفش که به مقاومت در برابر سایش نیاز دارند مناسب است. هم رس‌های سخت و هم رس‌های نرم باعث بهبود مقاومت اسیدی لاستیک هنگام استفاده در آستری مخزن اسید می‌شوند. رس معمولی بعد از بازیافت به‌عنوان عامل تقویتی خوبی عمل می‌کند. رس بازیافتی از طریق تجزیه رس معمولی با سولفوریک اسید و سپس عمل‌آوری محلول آلومینیوم سولفات حاوی سیلیس با محلول سدیم سیلیکات تولید می‌شود. رسوب شکل‌گرفته فیلتر، شسته، خشک و خرد می‌شود. رس بازیافتی دارای اندازه ذرات کوچک‌تری است.

۲. سفال لعابی: فرایند تولید سفال‌های لعابی کم‌هزینه از رس معمولی توسط مؤسسه مرکزی پژوهشی شیشه و سرامیک (CGCRI) هند در سال ۱۹۸۴ شکل گرفته است. این فرایند مستلزم دمای پخت نسبتاً کم ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد برای مدت نسبتاً کوتاه 4 تا 6 ساعت بود.

1. kaolin

2. Searle

3. Ries

4. steeply dipping masses

5. Parmelee

6. zinc retort

7. ballast

8. dust body

9. Bateman

10. Rosenthal

11. Chatterjee

12. ultra-flotation

13. clinker

14. die

15. coke breeze

16. balling

مقاله کائولن 4

سلام!