벤토나이트는 몬트모릴로나이트를 주성분으로 하는 비금속 광물입니다. 몬트모릴로나이트는 두 개의 산화규소 사면체가 산화알루미늄 팔면체 층을 사이에 두고 2:1 비율로 배열된 결정 구조를 가지고 있습니다. 이러한 층상 구조 때문에 몬트모릴로나이트 결정 내에는 Cu, Mg, Na, K 등의 특정 양이온이 존재하며, 이들 양이온과 몬트모릴로나이트 결정 사이의 상호작용이 매우 불안정하여 다른 양이온으로 쉽게 치환될 수 있습니다. 따라서 벤토나이트는 우수한 이온 교환 특성을 지닙니다. 해외에서는 산업 및 농업 생산의 24개 분야, 100개 이상의 부서에서 300여 가지 제품에 적용되고 있어 "만능 토양"으로 불립니다.

벤토나이트는 벤토나이트, 벤토나이트 또는 벤토나이트라고도 불립니다. 중국은 벤토나이트를 개발하고 사용해 온 오랜 역사를 가지고 있으며, 원래는 세제로만 사용되었습니다. (수백 년 전 쓰촨성 런서우 지역에는 노천광산이 있었고, 지역 주민들은 벤토나이트를 흙가루라고 불렀습니다.) 벤토나이트가 널리 사용되기 시작한 것은 불과 100여 년 전부터입니다. 미국에서 최초로 발견된 것은 와이오밍 주의 고대 지층에서였는데, 물을 넣으면 반죽처럼 부풀어 오르는 황록색 점토를 통칭하여 벤토나이트라고 불렀습니다. 실제로 벤토나이트의 주성분은 몬트모릴로나이트이며, 그 함량은 85~90%에 달합니다. 벤토나이트의 여러 특성은 몬트모릴로나이트의 함량에 따라 결정됩니다. 몬트모릴로나이트는 황록색, 황백색, 회색, 흰색 등 다양한 색을 띠며, 단단한 덩어리 또는 느슨한 흙 형태로 존재하고, 손가락으로 문지르면 미끄러운 느낌이 듭니다. 물을 첨가하면 작은 입자가 부피가 20~30배로 팽창하여 물에 떠 있는 것처럼 보입니다. 물이 적을 때는 물컹한 질감을 나타냅니다. 몬트모릴로나이트의 이러한 특성은 화학적 조성과 내부 구조와 관련이 있습니다.

자연 표백 토양

즉, 본래 표백 성질을 지닌 천연 백토는 주로 몬트모릴로나이트, 알바이트, 석영으로 구성된 흰색 또는 회색을 띤 점토이며, 벤토나이트의 일종입니다.

주로 유리질 화산암의 분해 산물로, 수분을 흡수해도 팽창하지 않으며, 현탁액의 pH는 알칼리성 벤토나이트와 달리 약산성입니다. 표백 성능은 활성 점토보다 떨어집니다. 색상은 일반적으로 연노랑, 녹백색, 회색, 올리브색, 갈색, 유백색, 복숭아색, 파란색 등 다양하며, 순백색은 매우 드뭅니다. 밀도는 2.7~2.9g/cm³이며, 다공성 때문에 겉보기 밀도가 낮은 경우가 많습니다. 화학 조성은 일반 점토와 유사하며, 주성분은 산화알루미늄, 이산화규소, 수분이며, 소량의 철, 마그네슘, 칼슘 등이 함유되어 있습니다. 가소성이 없고 흡착성이 높습니다. 함수규산 함량이 높아 리트머스 시험지에서 산성을 나타냅니다. 수분을 흡수하면 균열이 생기기 쉽고 함수율이 높습니다. 일반적으로 입자가 미세할수록 탈색력이 높습니다.

탐색 단계에서 품질 평가를 수행할 때 표백 성능, 산도, 여과 성능, 오일 흡수율 등을 측정해야 합니다.

벤토나이트 광석
벤토나이트 광석은 다양한 용도로 사용되는 광물이며, 그 품질과 적용 분야는 주로 몬트모릴로나이트의 함량 및 성질, 그리고 결정화학적 특성에 따라 결정됩니다. 따라서 벤토나이트의 개발 및 활용은 광산별, 용도별로 다양해야 합니다. 예를 들어, 활성 점토 생산(칼슘 기반에서 나트륨 기반까지), 석유 시추용 그라우팅, 방적, 인쇄 및 염색 공정에서 전분 대체 슬러리, 건축 자재의 내외부 벽면 코팅, 유기 벤토나이트 제조, 벤토나이트로부터 4A 제올라이트 합성, 백색 카본 블랙 생산 등 다양한 분야에서 활용됩니다.

칼슘 기반과 나트륨 기반의 차이점

벤토나이트의 종류는 층간 양이온의 종류에 따라 결정됩니다. 층간 양이온이 Na+이면 나트륨계 벤토나이트, Ca+이면 칼슘계 벤토나이트라고 합니다. 나트륨 몬트모릴로나이트(또는 나트륨 벤토나이트)는 칼슘계 벤토나이트보다 우수한 물성을 지닙니다. 그러나 세계적으로 석회질 토양의 분포는 나트륨 토양보다 훨씬 넓습니다. 따라서 나트륨 토양 탐사를 강화하는 것 외에도 석회질 토양을 나트륨 토양으로 개량하는 것이 필요합니다.