Industriële toepassingen
Klei is misschien wel het oudste materiaal waaruit de mens verschillende artefacten heeft vervaardigd. Het maken van gebakken bakstenen begon mogelijk zo’n 5000 jaar geleden en was waarschijnlijk de op één na vroegste industrie van de mensheid, na de landbouw. Het gebruik van klei (waarschijnlijk smectiet) als zeep en absorberend middel werd gemeld in de Natuurlijke Historie door de Romeinse schrijver Plinius de Oudere (ca. 77 ce).
Klei bestaande uit kaoliniet is nodig voor de vervaardiging van porselein, witgoed, en vuurvaste materialen. Talk, pyrofylliet, veldspaat en kwarts worden vaak gebruikt in witgoedlichamen, samen met kaolinietklei, om gewenste krimp- en brandeigenschappen te ontwikkelen. Klei die is samengesteld uit een mengsel van kleimineralen, waarin illiet het meest voorkomt, wordt gebruikt bij de vervaardiging van baksteen, tegels, steengoed en geglazuurde producten. Naast het gebruik in de keramische industrie wordt kaoliniet gebruikt als vulstof in verf op waterbasis en als vulstof in natuurlijke en synthetische polymeren.
Smectitische klei (bentoniet) wordt voornamelijk gebruikt bij de bereiding van boorgruis voor oliebronnen. Dit type klei, dat in water opzwelt tot verscheidene malen zijn oorspronkelijke volume, bezit colloïdale en wandopbouwende eigenschappen. Palygorskiet- en sepiolietklei worden ook gebruikt vanwege hun weerstand tegen uitvlokking bij hoge zoutgehalten. Bepaalde kleimineralen, met name palygorskiet, sepioliet en sommige smectieten, bezitten een aanzienlijk vermogen om gekleurde deeltjes uit olie te verwijderen. Deze zogenaamde voller-aarde wordt gebruikt bij de verwerking van vele minerale en plantaardige oliën. Wegens hun groot absorberend vermogen wordt vollemeeraarde ook commercieel gebruikt voor de bereiding van strooiselbakken en olie- en vetabsorptiemiddelen. De behandeling met zuur van sommige smectietklei verhoogt hun ontkleurend vermogen. Veel benzine wordt vervaardigd met behulp van katalysatoren die zijn bereid uit een kleimineraal van het type smectiet, kaoliniet of halloysiet.
Tonnen kaolinietklei worden gebruikt als papiervulstof en pigmenten voor papiercoating. Palygorskiet-sepiolietmineralen en met zuur behandelde smectieten worden gebruikt bij de bereiding van koolstofvrij papier wegens de kleur die zij ontwikkelen bij reacties met bepaalde kleurloze organische verbindingen.
Klei kent een enorm aantal uiteenlopende toepassingen, en voor elke toepassing is een aparte soort met bijzondere eigenschappen van belang. Onlangs zijn klei’s belangrijk geworden voor verschillende aspecten van de milieuwetenschap en de sanering. Dichte smectietklei kan worden samengeperst als bentonietblokken om te dienen als doeltreffende barrières voor de isolatie van radioactief afval. Verschillende kleisoorten kunnen verschillende verontreinigende stoffen absorberen, waaronder organische verbindingen (zoals atrazine, trifluraline, parathion en malathion) en anorganische spoormetalen (zoals koper, zink, cadmium en kwik) uit de bodem en het grondwater. Klei wordt ook gebruikt als een effectieve barrière op stortplaatsen en in residubekkens van mijnen om te voorkomen dat verontreinigende stoffen in het plaatselijke grondwatersysteem terechtkomen. Klei vormt voor het grootste deel geen gevaar voor de gezondheid, behalve mogelijk palygorskiet, dat de gezondheid van de luchtwegen kan schaden.
De Verenigde Staten zijn ’s werelds grootste producent van zowel bentoniet als kaoliniet. Turkije, Griekenland, en Brazilië zijn ook grote producenten van bentoniet. en Oezbekistan, Griekenland, en de Tsjechische Republiek zijn grote leveranciers van kaoliniet.
Ralph E. GrimHideomi Kodama