Пек: что это, свойства и применение¶

Пек — твёрдое или вязкое углеродсодержащее вещество чёрного цвета, продукт перегонки и коксования каменного угля, сланцев, нефтяных остатков и других углеводородных сырьевых материалов. Относится к классу высокомолекулярных ароматических соединений; характеризуется высокой теплотворной способностью, химической инертностью и способностью образовывать прочные связки с минеральными частицами. Широко применяется в металлургии, электротехнике, огнеупорном производстве и как восстановитель при получении алюминия и магния.

¶Состав и свойства

Пек представляет собой сложную смесь полициклических ароматических углеводородов, содержащую примеси азота, серы и кислорода. Точный состав зависит от исходного сырья и режима перегонки. Условно пек разделяют на каменноугольный, сланцевый, нефтяной и природный (битуминозный).

Основные физико-химические свойства:

• температура размягчения — от 60 до 150 °C в зависимости от сорта;
• плотность — 1,2–1,5 г/см³;
• нерастворимость в воде, растворимость в бензоле, толуоле, сероуглероде;
• высокая адгезия к металлам, кварцевому песку, графиту;
• электропроводность после обжига.

При нагреве без доступа воздуха пек разлагается с образованием кокса и летучих — процесс лежит в основе производства электродного и формовочного кокса.

¶Получение

Основной промышленный способ — перегонка (сухая перегонка) каменного угля при 900–1200 °C без доступа воздуха. В ходе коксования образуется коксовый остаток, а из летучих продуктов конденсируется каменноугольная смола, из которой методом ректификации выделяют пек. Нефтяной пек получают из остатков перегонки нефти — гудрона, остаточного вакуумного остатка. Природный пек добывают из битуминозных песчаников (Канада, Россия — месторождения в Татарстане и на Урале).

¶Классификация

По температуре размягчения пек подразделяют на марки: низкотемпературный (60–80 °C), среднетемпературный (80–100 °C) и высокотемпературный (100–150 °C). По области применения выделяют:

• электродный пек — связующее для электродной массы при производстве графитированных электродов;
• формовочный пек — компонент связок для литья чугуна и стали;
• анодный пек — связка для анодов при электролизе алюминия;
• строительный (битумный) пек — вяжущее для кровельных и гидроизоляционных материалов.

¶Применение

¶Металлургия

Наибольший объём пека потребляет чёрная металлургия: он служит связующим в шихте для коксования и в формовочных смесях. При производстве алюминия электролитические аноды формируют из смеси нефтяного пека и анодного кокса; пек обеспечивает механическую прочность и электропроводность анода.

¶Электротехника

Из электродного пека и кокса изготавливают графитированные электроды для дуговых сталеплавильных печей. Обожжённый пек используется как наполнитель в электропроводящих композициях и антикоррозийных покрытиях.

¶Строительство и огнеупоры

Пек применяется в производстве огнеупорных изделий, входит в состав битумных мастик, гидроизоляционных материалов, замазок для аккумуляторных батарей. В огнеупорном производстве пек служит связующим при формовке кирпича, устойчивого к действию шлаков.

¶Прочее

Пек используется в производстве твёрдых топливных брикетов, как заменитель смолы в кожевенном деле (исторически), в медицине — компонент мазей и пластырей (ихтиоловая мазь, бальзам Шостаковского).

¶Экология и безопасность

Работы с пеком требуют соблюдения мер защиты: при нагреве выделяются пары полиароматических углеводородов, в том числе бензапирена, относящихся к канцерогенам. Пек токсичен при попадании на кожу и слизистые, плохо смывается водой. Отходы пекопереработки подлежат утилизации на специализированных полигонах.

¶Пек в России

Россия относится к числу крупнейших производителей пека: основные заводы работают в Кузбассе, Донбассе (до 2014 года), Приморье, а также на нефтеперерабатывающих предприятиях Татарстана (Нижнекамск), Башкортостана (Уфа) и Ленинградской области. Экспорт пека идёт в страны СНГ, Китай, Индию, Турцию.

¶Интересные факты

• Слово «пек» происходит от древнерусского «пькъ» — смола, клей.
• В Средневековье пек использовали как компонент «греческого огня» и для конопачения судов.
• Природный пек из озера Пич-Лейк в Тринидаде образует озеро площадью около 40 га — крупнейшее в мире скопление природного пека.

Источники: Большая советская энциклопедия; «Химия и технология топлива и смазочных материалов» (под ред. В. М. Таберманца); ГОСТ 10200-83 «Пек каменноугольный. Технические условия»; справочник «Кокс и химия».