sinds de vroegste tijden heeft de mensheid een nauwe associatie met klei. Van het gebruik als bouwmateriaal, in aardewerk, voor de behandeling van menselijke spijsverteringsproblemen tot een veelheid aan industriële toepassingen, klei is een belangrijk ingrediënt in de materiële wereld waarin we leven.

Commercieel zijn de belangrijkste klei bekend als kaolien en bentoniet

waar komt klei vandaan?

klei is een zacht, los, aards materiaal dat deeltjes bevat met een korrelgrootte van minder dan 4 micrometer (µm). Het vormt zich als gevolg van de verwering en erosie van rotsen die de minerale groep veldspaat bevatten (bekend als de ‘moeder van klei’) over uitgestrekte overspanningen van de tijd.

tijdens de verwering wordt het veldspaatgehalte door hydrolyse (reactie met water) veranderd in kleimineralen zoals kaolinieten (de belangrijkste mineralen in kaolienklei) en smectieten (de belangrijkste mineralen in bentonietklei).

kleimineralen

een mineraal is een natuurlijk voorkomend kristallijn materiaal dat een specifieke of beperkte reeks chemische samenstellingen heeft.

kleimineralen hebben een plaatachtige structuur en bestaan voornamelijk uit tetraëder gerangschikt silicaat en octaëder gerangschikt aluminiumoxide groepen.

kaoliniet is het belangrijkste mineraal in kaolien. Het is een 1:1 klei mineraal – de basiseenheid bestaat uit een 2-dimensionale (2D) laag van silicaat groepen stevig gebonden aan een 2D laag van aluminiumoxide groepen.

overal in het mineraal is er een tetraëdraloctaëdrale (TO) gelaagde structuur met een strakke verpakking tussen de lagen. Deze strakke verpakking – zoals de pagina ‘ s van een gesloten boek-zorgt ervoor dat kaoliniet niet krimpt als het droog is of zwelt als het nat is.

Smectietmineralen worden gevonden in bentoniet klei. In tegenstelling tot kaoliniet met zijn bladindeling hebben deze mineralen een tetraëdrische/octaëdrische/tetraëdrische (tot) plaatstructuur.

Dit resulteert in een tot TOT TOT arrangement, met ruimte tussen elke tot-eenheid.

Water kan de ruimte tussen de lagen binnendringen, zodat bentoniet klei zwelt als het nat is en krimpt als het droog is.

Nieuw-Zeelandse kleiafzettingen

afzettingen van klei worden vaak gevonden in Nieuw-Zeeland. De Matauri Bay (upper Northland) afzetting produceert hoge zuiverheid kaolien klei rijk aan de klei mineraal bekend als halloysiet. Het wordt geëxporteerd naar meer dan 20 landen voor de vervaardiging van hoogwaardige keramiek zoals porselein en fijn porselein. De unieke en uitzonderlijk witte primaire kleiafzettingen (naar verluidt de witste klei ter wereld) werden gevormd door de verandering van vulkanisch gesteente.

De grootste bentonietkleigroeve van het land ligt in de Harper Hills bij Christchurch. De steengroeve wordt in de droge zomermaanden bewerkt en de klei wordt verwerkt in het nabijgelegen stadje Coalgate.

de verwerkte bentonietklei wordt gebruikt bij het maken van papier, voor het stabiliseren van boorgaten tijdens het boren, in de landbouw als groeimedium en als voedseladditief voor de voorraad en in een reeks geotechnische en milieutoepassingen. Het wordt in toenemende mate gebruikt in de waterzuivering, waar het helpt bij het verwijderen van gesuspendeerd slib dat water verkleurt, en in het afvalwaterbeheer.

aard van de wetenschap

om de fijne structuur van kleimineralen beter te begrijpen, zijn bodemwetenschappers in toenemende mate afhankelijk van high-tech instrumenten zoals de scanning-elektronenmicroscoop en röntgendiffractieanalyse-apparatuur. Technische ondersteuning is een essentieel onderdeel van de wetenschap.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *