Bentonit
Versuch einer Bentonit-Definition auf Basis des Montmorillonit-Gehaltes
Bentonit ist die Bezeichnung für einen Ton mit hohem Quellvermögen, der vor etwa 12 bis 14 Millionen Jahren durch die Umwandlung vulkanischer Aschen entstanden ist. Er ist aus den Begleitmineralien Quarz, Glimmer, Feldspat oder auch Kalk zusammengesetzt, enthält aber als Hauptbestandteil das Tonmineral Montmorillonit. Dieses Tonmineral ist maßgebend für die technologischen Eigenschaften des Bentonits.
Der Montmorillonit gehört als Magnesium reiches Schichtsilikat zur Tonmineral-Gruppe der Smektite.
Auf Grund ihrer charakteristischen petrophysikalischen Eigenschaften wie Thixotropie, Quellfähigkeit, Ionenaustauschkapazität und Adsorptionsfähigkeit sind Smektite für eine industrielle Nutzung mit breiten Einsatzfeldern geeignet.
In Abhängigkeit von ihrer Einsatzform, natürlich, aktiviert oder anderweitig aufbereitetet, finden Smektite in der Bau- und Gießereiindustrie, im Umweltschutz, in der Lebensmittelindustrie, im Garten- und Landschaftsbau, in der Landwirtschaft und in anderen Industriezweigen ihre Anwendung.
Smektite sind quellfähige Dreischicht-Tonminerale (siehe Abb.) mit hoher Ionenaustauschkapazität. In den Zwischenschichten und auf den Oberflächen der Tonminerale können anorganische und organische Kationen sowie Flüssigkeiten eingelagert werden. Wegen der geringen Schichtladung kommt es zu einer Aufweitung der Schichtabstände, was wiederum zu einer mehrfachen Volumenvergrößerung führt.
Die Smektit-Gruppe umfasst neben dem Magnesium betonten, oktaedrisch geladenen Montmorillonit desweiteren den Aluminium reichen Beidelit mit vorwiegend tetraedrischer Ladung und den Eisen reichen Nontronit. Die Smektite reiner Bentonit-Lagerstätten sind meist Montmorillonite.
Daneben gibt es noch Übergangs-Minerale mit intermediären Smektit-Eigenschaften, die aufgrund ihrer heterogenen Schichtfolge zwischen denen von Illiten und Montmorilloniten angesiedelt sind. Illit, ebenfalls ein Dreischichttonmineral, zeichnet sich wegen seiner hohen Schichtladung durch einen starken Zusammenhalt der Silikatschichten aus, der eine Adsorption austauschbarer Ionen nur an den Randzonen und Bruchstellen der Schichtgitter zuläßt. Daraus resultieren bei diesen Wechsellagerungsmineralen die wesentlich geringere Wasseraufnahmefähigkeit, das reduziertes Quellvolumen und die schwache Adsorptionsfähigkeit im Vergleich zum reinen Montmorillonit.
Der Smektit- (Montmorillonit-) Mindestgehalt des Bentonits
Welcher Smektit- (Montmorillonit-) Gehalt wird für einen Bentonit gefordert?
Es ist grundsätzlich anerkannt, dass der Smektit-(Montmorillonit) Gehalt das wertgebende Kriterium für die Eigenschaften eines Bentonits darstellt. Eine allgemein verbindliche Mindestgehaltsangabe existiert noch nicht und so hilft in Abhängigkeit vom Einsatzbereich die Orientierung an Einzeldefintionen:
“The term bentonite is now well established for any clay which is composed dominatly of smectite clay mineral and whose physical properties are dedicated to this clay mineral.” Die Bezeichnung Bentonit ist gebräuchlich für jeden Ton dessen Zusammensetzung von einem smektitischen Tonmineral dominiert wird und dessen physikalische Eigenschaften für dieses Tonmineral charateristisch sind. (Grim, R.E., Güven, N., 1978)
Eine dominierende Tonkomponente unterstellt einen Anteil von > 50%, da dieses Mineral die Eigenschaften des Tons ansonsten nicht maßgeblich beeinflussen kann.
„Bentonit ist ein kolloidaler Ton, der überwiegend aus Smektitmineralen (meist Montmorillonit) besteht, mit speziellen Eigenschaften wie Quellfähigkeit und Wasseradsorption.“ (European Bentonite Association, “EUBA”, 2009)
Zwar formuliert die EUBA keinen konkreten Mindestgehalt, gleichzeitig impliziert aber die Formulierung „überwiegend“ die Mehrzahl, in der Hauptsache, in erster Linie, mehr als die Hälfte, somit einen Gehalt von > 50 %.
„Bentonite sind Tone mit merklichem bis hohem Gehalt an Smectit, der die Eigenschaften (hohe Quellbarkeit, gutes Wasserbindevermögen, hohe Plastizität) maßgebend bestimmt.(…).Da technisch wichtige Bentonite einen Montmorillonit-Gehalt von 60-80% erfordern, müssen die Tone in den meisten Lagerstätten selektiv abgebaut werden.“ (Lagaly, Fahn, 1983)
„Bentonit bezeichnet Gesteine (und daraus erzeugte Industrieprodukte), welche neben anderen Tonmineralen, Quarz, Feldspat, Glimmer, vulkanischem Glas, kolloidaler
Kieselsäure zu etwa 60 – 90 % aus Smektitmineralen (meist Montmorillonit) bestehen.“ (Pohl, 1992)
Bentonit ist ein natürlicher Lehm mit einem hohen Anteil an Montmorillonit. (...) Der Montmorillonitgehalt beträgt mindestens 80 % (RICHTLINIE 2001/30/EG DER KOMMISSION über Reinheitskriterien von Lebensmittelzusatzstoffen)
Einzig in der VO (EU) Nr. 1060/2013 zur Zulassung von Bentonit als Zusatzstoff in Futtermitteln für alle Tierarten wird der der Mindestgehalt des Montmorillonits explizit festgeschrieben:
Kategorie: technologische Zusatzstoffe. Funktionsgruppe: Bindemittel, 1m558i
Bentonit: ≥ 50 % Smektit
Kategorie: technologische Zusatzstoffe. Funktionsgruppe: Stoffe zur Verringerung der Kontamination von Futtermitteln mit Mykotoxinen: Aflatoxin B 1, 1m558
Bentonit: ≥ 70 % Smektit
Resümierend kann festgestellt werden, dass anhand aller ausgewerteten Quellen eine Mindestanforderung von ≥ 50% Smektit an den Bentonit gestellt wird. Die überwiegende Anzahl der Definitionen setzt die Grenze für einen Bentonit jedoch bei mindestens 60% fest. Für den Einsatz als Lebensmittelzusatzstoff werden sogar 80 % Montmorillonit gefordert. Gleichzeitig wird vorausgesetzt, dass der Smektit überwiegend aus dem Tonmineral Montmorillonit gebildet wird.
Wechsellagerungsminerale können die Forderung nach einem überwiegenden Smektit-Gehalt meistens nicht erfüllen. Bei ihrer Auswahl ist daher ein besonderes Augenmerk auf Anteil und Art der Tonmineral-Komponenten zu legen, die die Smectit-Gruppe bilden. Montmorillonitreichen Ausprägungen ist der Vorzug vor Illit betonten Übergangs-Mineralen zu geben.
Tone, mit einem Smektit- ( Montmorillonit-) Gehalt < 50% entsprechen nicht den Anforderungen an einen Bentonit und sollten der sicheren Unterscheidung wegen nicht als Bentonit, sondern als „bentonithaltiger Ton“ bezeichnet werden.
Quellenhinweise:
European Bentonite Association, “EUBA”, Position Paper, 09/2009, www.ima-europe.eu
Grim, Ralph.E., Güven, Necip (1978), Bentonites : Geology, Mineralogy, Properties and Uses, Elsevier Science Ltd (Gebundene Ausgabe - Juli 1978), Chapter 1, S. 1
Henning O. (1988): Naturwissenschaftliches Grundwissen für Ingenieure des Bauwesens –
Chemie im Bau. – 5. Auflage, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin. Abb. 3.7.
Lagaly G., Fahn R. (1983) Ton- und Tonminerale. In: Ullmann’s Encyklopädie der technischen Chemie. 4. Aufl., Bd. 23, S. 311-326.
Pohl W. (1992): W. & W. E. Petrascheck‘s Lagerstättenlehre – Eine Einführung in die
Wissenschaft von den mineralischen Bodenschätzen. – 4. Auflage, Stuttgart, S. 249 – 251
RICHTLINIE 2001/30/EG DER KOMMISSION
vom 2. Mai 2001zur Änderung der Richtlinie 96/77/EG zur Festlegung spezifischer Reinheitskriterien für andere Lebensmittelzusatzstoffe als Farbstoffe und Süßungsmittel
DURCHFÜHRUNGSVERORDNUNG (EU) Nr. 1060/2013 DER KOMMISSION vom 29. Oktober 2013 zur Zulassung von Bentonit als Zusatzstoff in Futtermitteln für alle Tierarten
Landwirtschaft
Güllebehandlung, Bodenverbesserung, Unterstützungsmittel für Biogasanlagen und Pflanzenernährung
Tierernährung
Futterzusatzstoffe, Vormischungen, Einzelfuttermittel, Mykotoxinadsorber
Garten- und Landschftsbau
Substratzuschlagsstoffe, Kompostierung, Bodenverbesserung, Düngung
Technische Anwendungen
Abdichtungen, Horizontalbohrungen, Rohrbettungen, Ringraum- / Bohrlochverfüllungen, Flüssigboden, Abwasserreinigung
Algenkalk
Algenkalk ist kohlensaurer Kalk aus Meeresalgen, geeignet als Einzelfutter und Düngemittel. Er zeichnet sich aus durch eine hohe Bio-Verfügbarkeit der Inhaltsstoffe Calcium- und Magnesium und ist reich an Spurenelementen.
Lieferformen: Granulat, Pulver, mikronisiertes Pulver
Tierernährung
Futterzusatzstoffe, Vormischungen, Einzelfuttermittel, Mykotoxinadsorber
Landwirtschaft
Güllebehandlung, Bodenverbesserung, Unterstützungsmittel für Biogasanlagen und Pflanzenernährung
Garten- und Landschaftsbau
Substratzuschlagsstoffe, Kompostierung, Bodenverbesserung, Düngung
Attapulgit
Attapulgit ist ein hydratisiertes Magnesiumaluminiumsilikat, das in der Natur als fibrilläres Silikat-Tonmineral mit reaktiven OH-Gruppen auf der Oberfläche vorkommt.
Attapulgit hat einige besondere physikalische Eigenschaften, wie hohe Viskosität, große spezifische Oberfläche, Kationen-Austauschfähigkeit und großes Adsorptionsvermögen. Als Futterzusatzstoff wird Attapulgit eingesetzt, um das Wachstum und die Gesundheit von Nutztieren, insbesondere von Schweinen und Broilern zu fördern, wegen seiner Fähigkeit, Toxine zu binden und Durchfällen vorzubeugen. Neben diesen physiologischen Effekten verbessert Attapulgit als technologischer Zusatzstoff die Futterpelletqualität (PAPPAS et al., 2010).
Attpulgit-Ultra8 ist ein mit Magnesiumoxid angereichertes Mineralfuttermittel, das als mikrofein vermahlenes Pulver vorliegt. Aufgrund seiner spezifischen mechanischen Oberflächenmodifikation werden optimale Bindungswirkungen auf bakterientoxinogene Stämme von E. coli und durch Clostridium perfringens erzielt und schützen auf diese Weise tierische Darmepithelzellen und -angebote eine verstärkte Verdauungssicherheit und ein fortschrittlicher Gesundheitszustand und eine verbesserte Wachstumsleistung.
Tierernährung
Futterzusatzstoffe, Vormischungen, Einzelfuttermittel, Mykotoxinadsorber
Sepiolith
Sepiolith ist ein Schichtsilikat mit hohem Magnesiumanteil.
Tierernährung
Futterzusatzstoffe, Vormischungen, Einzelfuttermittel, Mykotoxinadsorber
Technische Anwendungen
Abdichtungen, Horizontalbohrungen, Rohrbettungen, Ringraum- / Bohrlochverfüllungen, Flüssigboden, Abwasserreinigung
Zeolith
Zeoloith ist ein kristallines Vulkangestein mit überwiegendem Anteil an dem wertgebenden Mineral Klinoptilolith. Kennzeichnend ist die starre Gerüststruktur mit hoher Porosität und selektiver Kationenaustauschkapazität.
Lieferformen: Granulat, Pulver, mikronisiertes Pulver
Tierernährung
Futterzusatzstoffe, Vormischungen, Einzelfuttermittel, Mykotoxinadsorber
Landwirtschaft
Güllebehandlung, Bodenverbesserung, Unterstützungsmittel für Biogasanlagen und Pflanzenernährung
Garten- und Landschaftsbau
Substratzuschlagsstoffe, Kompostierung, Bodenverbesserung, Düngung
Technische Anwendungen
Abdichtungen, Horizontalbohrungen, Rohrbettungen, Ringraum- / Bohrlochverfüllungen, Flüssigboden, Abwasserreinigung
Pharmabent
Definition
Bentonit ist eine natürliche Tonerde mit einem großenn Anteil an Montmorillonit, einem wasserhaltigen Aluminiumsilicat natürlicher Herkunft, in dessen Kristallstruktur bestimmte Aluminium- und Siliciumatome durch andere Atome wie Magnesium und Eisen ersetzt sein können (Monographie Bentonit, Ph.Eur.).
Wirkungen
> adsorbierend
> bei Wasserkontakt quellend
Indikationen
Äusserlich in Pudern, Pasten und Verbänden bei Hauterkrankungen
> Innerlich ähnlich wie Aktivkohle als altes Hausmittel bei Magen-Darm-Beschwerden. PHARMABENT® stabilisiert den Schleimfilm auf der Schleimhaut im Verdauungstrakt und adsorbiert krankheitsauslösende Stoffe (z.B. Schwermetalle, Mykotoxine etc.) und Keime, die dann aus dem Körper ausgeleitet werden
> Als pharmazeutischer Hilfsstoff, z.B zur Tablettierung u.a
Produktbeschreibung
PHARMABENT® ist ein natürlicher Calcium-Natrium-Bentonit mit einem großen Anteil an Montmorillonit, einem wasserhaltigen Aluminiumhydrosilikat.
PHARMABENT® entspricht den Vorgaben der aktuellen Ausgabe des Europäischen Arzneibuchs, Ph. Eur. und der British Pharmacopoeia , BP Monographie „Bentonit“.
Aussehen: sehr feines, homogenes, weißes Pulver
Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser und wässrigen Suspensionen
In Gegenwart kleiner Mengen Wassers quillt die Substanz und bildet eine geschmeidige Masse