MODIFICATION OF LIGNOSULFONATE WITH ENVIRONMENTALLY FRIENDLY MATERIALS

Authors

  • A. P. FIRSTOV Nizhny Tagil Technological Institute (branch) of the Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Nizhny Tagil Author
  • O. I. SHEVCHENKO Nizhny Tagil Technological Institute (branch) of the Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Nizhny Tagil Author
  • S. V. MARTYNENKO JSC “Scientific and Production Corporation “Uralvagonzavod”, Russia, Nizhny Tagil Author

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2025-03-30-35

Keywords:

lignosulfonate, detergent Soviet refined sodium alkylaryl sulfonate (DS-RAS), trivalent iron salt, strength, viscosity

Abstract

To replace expensive and environmentally hazardous synthetic resins, lignosulfonate binders (LST) are used, a product of secondary wood processing, which is an environmentally friendly, non-scarce and relatively inexpensive material. Lignosulfonate is a water-based organic binder, which, according to the classification of A. M. Lyass, belongs to class B3, i.e. it has reduced strength properties both in dry and wet states. The presence of weak sulfite and carbonyl bonds on the surface of lignosulfonate does not allow it to be used alone as a binder. Lignosulfonate is used in the processes of manufacturing molds and rods as a component in a complex binder. Currently, the key directions for increasing the strength properties of lignosulfonate are either the addition of sulfo-groups by introducing anionic substances into mixtures, or the addition of water-soluble salts containing a polyvalent cation, which makes it possible to increase the highmolecular fraction in lignosulfonate. Thus, the modification of lignosulfonate consists in the purposeful introduction of special substances into the composition of the material, which make it possible to increase their binding capacity by changing the polymerization processes. By acting on lignosulfonate, it is possible to solve the problems of stabilizing the strength properties, increasing their reactivity, and, consequently, improving the binding ability, and, consequently, increasing the strength of molds and rods based on them. In addition to the strength properties, when modifying lignosulfonate, an equally important characteristic is the specific viscosity, and its reduction can positively affect transport transitions, that is, the transportation of lignosulfonate from one operation to another in the technological process, especially in winter. For wider use of lignosulfonate, it is necessary to ensure the required level of its properties, quality stability and possible modification of the manufactured product.

Author Biographies

  • A. P. FIRSTOV, Nizhny Tagil Technological Institute (branch) of the Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Nizhny Tagil

    PhD (Tech.), Associate Professor of the Department of Metallurgical Technologies

  • O. I. SHEVCHENKO, Nizhny Tagil Technological Institute (branch) of the Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Nizhny Tagil

    HD (Tech.), Associate Professor, Head of the Department of Metallurgical Technologies

  • S. V. MARTYNENKO, JSC “Scientific and Production Corporation “Uralvagonzavod”, Russia, Nizhny Tagil

    PhD (Tech.), Chief Metallurgist

References

Свинороев Ю. А. Теоретические предпосылки разработки новых экологически чистых связующих на осно-ве технических лигносульфонатов для фасонного литья в производстве деталей машин пищевой промыш-ленности // Вестник Восточноукраинского национального университета им. Владимира Даля. 2005. Т. 93. № 11. С. 186–189.

Журавлев И. С. Химическая модификация лигносульфонатов для повышения связующих свойств // Мате-риалы II Всероссийской отраслевой научно-практической конференции. Пермь. 28.02.2014. С. 58–64.

Дорошенко С. П., Ващенко К. И. Наливная формовка. — Киев: Вища школа, 1980. — 178 с.

A. с. 770639 СССР, МКИ В22С 1/16. Связующие для литейного производства / Ю. П. Васин, А. Е. Спасский, Л. А. Сидоренкова и др. // Заявл. 01.06.1977; опубл. 15.10.1980. Бюл. № 38.

Смолко В. А. Физико-химические процессы формирования структуры и прочностных свойств литейных форм и стержней из песчаных смесей: автореф. дис. … д-ра техн. наук. — Челябинск, 1996. — 31 с.

Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: стереотипное издание. — М.: Альянс, 2016. — 592 с.

Гурвич Л. Г. Научные основы переработки нефти. — М., Л.: Гостоптехиздат, 1940. — 542 с.

Карапетьянц М. Х. Строение вещества. — М.: Высшая школа, 1978. — 231 с.

Корольков Д. В. Электронное строение и свойства соединений непереходных элементов. — СПб.: Химия, 1992. — 312 с.

Ахметов Н. С. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 1975. — 672 с.

Беспамятнов Г. П., Богушевская К. К., Беспамятнова А. В. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и в воде. — Л.: Химия, 1975. — 456 с.

Фирстов А. П., Шевченко О. И. Повышение прочностных свойств лигносульфонатов поверхностно-активными веществами // Черные металлы. 2024. № 2. С. 27–31.

Фирстов А. П. Модифицирование лигносульфонатов сульфатом железа (III) // Теория и технология метал-лургического производства. 2022. Т. 41. № 2. С. 18–21.

Сарканен К. В., Людвиг К. Х. Лигнины: структура, свойства и реакции. — М.: Лесная промышленность, 1981. — 402 с.

Афанасьев Н. И., Тельтевская С. Е. Структура и физико-химические свойства лигносульфонатов. — Екате-ринбург, 2005. — 166 с.

Фирстов А. П., Шевченко О. И. Стержневая смесь на основе модифицированного лигносульфоната // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79. № 5. С. 401–405.

Published

2026-06-10

Issue

Section

Металлургическое оборудование и литейное производство

How to Cite

MODIFICATION OF LIGNOSULFONATE WITH ENVIRONMENTALLY FRIENDLY MATERIALS. (2026). Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information, 81(3), 30-35. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2025-03-30-35