Простое концентрирование растворенных в сульфитном ще­локе лигносульфонатов не может изменить их свойств. За послед­ние годы были проведены большие исследования, направленные
на изыскание возможности изменять свойства сульфитно-бардя­ных концентратов. В оановном наметилось два таких пути: а) за­мещение в обычном лигнооульфонате катиона кальция на другие (Na, NH4) Al, Mg), каждый из которых сообщает исходному про­дукту новые свойства; б) термическая обработка сульфитно-бар­дяных концентратов при различных условиях.

Известно, что если сульфитно-бардяной концентрат, содержа­щий 50% сухих веществ, подвергнуть в течение часа воздействию температуры 170° при соответствующем давлении, то в резуль­тате полимеризации значительно увеличиваются частицы лигно­сульфонатов.

Термообработка 'концентрата приводит к снижению доли фракции лигносульфоната с низким молекулярным весом, что резко меняет его свойства. При замещении кальциевого катиона в лигносульфонатах на одновалентные удается получить раство­ры, обладающие большой текучестью. При этом явно изменяется структура элементарных частиц. Это можно заметить по изме­нению структурной вязкости коллоидных растворов и по повы­шению, .по сравнению с обычным кальциевым концентратом, ско­рости диффузии. Напротив, при введении в раствор концентрата соединений, содержащих многовалентные металлы, текучесть растворов снижается и резче проявляется .внутренняя структура коллоидных частиц.

Приближенно объяснить это явление мож1но на основании того, что двух - и трехвалентные катионы, поскольку радикал лигносульфоновой кислоты является одноосновным L—SO3H В значительной степени укрупняют коллоидную частицу, связы­вая цепи лигносульфонатов в более крупные агрегаты. Напротив, замещение кальциевого катиона на одновалентный (Na( NH4) Придает коллоиду совершенно иную структуру в виде удлинен­ных тонких цепей:

С-SO3NH4

0 о

1 I

— С— SO3NQ - C-S03NH<,

I I

С — soj-flS —SO3—С-

0 I

С - SO,-

I I S03-C■

Приведенные схематические формулы в некоторой степени под­тверждают высказанное предположение. По схеме II (однова­лентные катионы) не образуются сложные агрегаты, как это видно на схеме I (двухвалентные катионы) и тем более на схе­ме III (трехвалентные катионы).

Характер катиона действительно резко изменяет свойства сульфитно-'бардяных концентратов. Так, если рассматривать их как связующие крепители для литейного производства, то сухая прочность песчаных стержней резко изменяется в зависимости от валентности катиона, что наглядно иллюстрируется следующими данными:

Производство замещенных сульфитно-бардяных концентра­тов осуществить несложно. Для этого необходимо несколько упаренную барду, например до 15—20% сухого вещества, обра­ботать крепким раствором сульфата натрия или сульфата аммо­ния. В результате реакции катионозамещения образуется в раст­воре соответствующая соль лигносульфоновой кислоты и гипс, например,

(RS03)2 Са + (NH4)2 SO* == 2 RS03 NH4 + CaS04.