Бериллиевая керамика чем опасна
Бериллиевая керамика чем опасна
Отравление фторидом бериллия и симптомы коронавируса. Найди 10 отличий
Наиболее часто острая интоксикация в тяжелой форме появляется не при вдыхании пыли металлического бериллия, а при воздействии на бронхолегочной систему его летучих фтористых соединений. Пожалуй, фторид бериллия является наиболее токсичным из всех соединений этого металла, и острое отравление им протекает коварно и длительно.
Симптомы отравления бериллием в этом случае начинаются с бурного и потрясающего озноба, и повышения температуры до 40° С и выше. Появляются выраженные симптомы интоксикации, такие как головная боль, общая слабость, сонливость. Возникает боль в грудной клетке, появляется кашель. Такие симптомы чрезвычайно напоминают острую пневмококковую пневмонию, но обычно пациент всегда отмечает наличие возможного условия отравления на производстве, поскольку вдыхание фторида бериллия в быту исключается.
Чаще всего такие ситуации, связанные с вдыханием растворимых соединений бериллия, возникают исключительно при аварийных ситуациях, возникших в плавильных и отливочных цехах. Но в сложных случаях диагностика беррилиозаможет быть запутанной, особенно при неявных выбросах соединений
Обычно через несколько часов такой клинической картины всё проходит, на следующий день у пациента нормализуется температура, проходят симптомы интоксикации, даже восстанавливается трудоспособность. Такой период «мнимого благополучия» продолжается от 2 дней до 3 недель, а затем развивается картина тяжелого поражения дыхательных путей. Чем короче этот период, тем картина и течение второй фазы заболевания будет тяжелее.
Бериллиоз – нормальные бронхи (слева), поврежденные бронхи (справа)
У пациента снова повышается температура до 40° и выше, возникает резкая одышка, синеют кожные покровы, кончики носа и ушей, кончики пальцев. Такое явление называется диффузным цианозом и связано она с резким уменьшением насыщение крови кислородом. На этом фоне возможно падение артериального давления до коллаптоидных цифр, у пациентов отмечается увеличение печени. Реагирует кровь, в ней определяется лейкоцитоз и лимфопения, относительный эритроцитоз и повышается СОЭ.
Это фаза заболевания длится до месяца, при тяжелых отравлениях – до 3 месяцев, при этом нередко сопровождаясь очаговой токсической пневмонией. Наличие очаговой пневмонии существенно ухудшает прогноз и утяжеляет течение острого отравления.
Бериллий очень коварен, при таком поражение фторидом бериллия возможен рецидив, или возврат тяжелой клинической симптоматики, и такой затяжной характер течения нередко настолько ухудшает трудоспособность, что однократно отравившегося пациента, в конце концов, переводят на инвалидность.
Всего в специальной литературе описано около 300 случаев острого отравления, вызванного фторидом бериллия и другими его летучими галогенидами, а также оксидом и сульфатом. Прогноз до самого последнего момента остается неясным, поскольку многие пациенты умирают от острого токсического пневмонита при явлениях нарастающей острой дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности. Но довольно часто наступало и полное выздоровление, примерно через месяц после интоксикации.
Также фторид бериллия, кроме бериллиоза лёгких, может вызывать и бериллиоз кожи. В результате развивается аллергический дерматит, который протекает с поражением открытых участков, чаще всего это шея и кожа лица. Характерным симптомом является постоянной и мучительный зуд, отечность век, при тяжелых поражениях кожи возникает язва образования с некрозом.
Симптомы хронического отравления (бериллиоза)
Признаки хронического отравления практически всегда связаны с металлической пылью, не имеют отношения к летучим и растворимым соединениям. Коварство бериллия и в том, что поражение легких возникают не только у рабочих, которые контактируют с металлом на производстве, но также и у тех лиц, которые проживают вблизи предприятий, и у тех, кто имеет контакт с рабочей одеждой.
Скрытый период заболевания может колебаться от нескольких недель и даже до 10 лет. Как говорилось выше, через многие годы после прекращения контакта с ядом могут развиться признаки заболевания, хотя практически у половины больных хроническим берлиозом такой латентный период не превышал 1 года.
Следует подчеркнуть, что нет никакой связи между концентрацией бериллия в сплаве, вызвавшим отравление, и тяжестью состояния. Наблюдалось много случаев хронического отравления при работе с бериллиевой бронзой, которая содержала не более 2% металла. Но при этом среди больных были пациенты с легкими формами и с быстропрогрессирующими, которые представляли опасность для жизни.
Обычно тяжелое хроническое отравление бериллием протекает в виде трёх последовательно сменяющих друг друга стадий, и первая стадия весьма напоминает острую симптоматику:
на первой стадии больной обычно резко теряет массу тела, его постоянно беспокоит общая слабость, у него возникают боли в грудной клетке, даже сильные, и появляется кашель с мокротой.
Обычно такие пациенты часто попадают к фтизиатру, поскольку эта картина очень напоминает туберкулезное поражение. Но если на производстве существует центр охраны труда, то тогда такой пациент направляется в клинику профессиональных заболеваний, где у него проводится кожная проба с бериллием, которая даёт положительный результат;
На второй стадии хронической интоксикации, как при продолжении воздействия металла и его пыли, так и после прекращения интоксикации появляется одышка.
Она усиливается при нагрузке, появляются такие симптомы беррилиоза, как выраженные суставные и мышечные боли. Также на фоне истощения у пациента появляется синюшность, увеличивается лимфоузлы, даже в покое частота дыхательных движений увеличивается до 20 в одну минуту, при функциональных исследованиях, таких как спирография, отмечается снижение жизненной емкости легких.
На рентгенограмме можно определить симптомы развивающейся эмфиземы легких, диффузного бронхита и бронхиолита. Увеличивается частота сердечных сокращений, на рентгенограмме отмечается выраженное увеличение границы сердца вправо, в легких резко увеличивается контрастность сосудистого рисунка, и по всем легочным полям заметно большое количество различных округлых теней;
третья стадия хронической тяжелой интоксикации бериллием протекает по типу дыхательной прогрессирующей недостаточности.
Пациента беспокоит очень сильная одышка даже в покое, губы и носогубный треугольник резко синюшные, изменяется конфигурация пальцев по типу «барабанных палочек», что является классическим признаком тяжелой хронической дыхательной недостаточности. Полностью нарушается деятельность бронхолегочной системы. Выслушиваются различные влажные легочные хрипы, появляются симптомы плеврита, жизненная емкость легких снижается еще более, возникают грубые нарушения в работе печени. У пациентов весьма часто повышается температура до 38 градусов и выше, что также является признаком беррилиоза легких с вторичными поражениями.
На фоне такой неблагоприятный прогрессирующей симптоматики часто возникают такие осложнения, как спонтанный пневмоторакс, нарастание сердечно-легочной недостаточности. Таким больным часто требуется кислород, и они являются глубокими инвалидами. Довольно часто такое тяжелое поражение легких сопровождается симптомами контактного дерматита.
Бериллиоз — особенности, лечение
Бериллиоз – воспалительный процесс защитной поверхности легких, вызванный аспирацией паров или пыли, включающей высокотоксичный химический элемент бериллий.
Металл, содержащий вещество обладает теплопроводностью и теплоемкостью, низким электросопротивлением. Материал отличается устойчивостью к деформации, используется в промышленности.
Что такое бериллиоз?
Бериллиевая патология легких принадлежит к категории профессиональных болезней. Развивается недуг при вдыхании паров и пыли бериллия, что обусловливает превышение допустимых концентраций растворимых соединений металла в окружающей среде (свыше 0,001 мг на м3). Подобное нарушение встречается достаточно редко.
Проникая в организм человека, труднорастворимые и нерастворимые соединения бериллия провоцируют развитие хронической формы патологии у 16% лиц, контактировавших с бериллиевыми сплавами.
Хронический бериллиоз поражает людей любого возраста. Уровень заболеваемости этим недугом не зависит от концентрации элемента в воздухе и периода экспозиции, заболеванием страдают женщины. В некоторых случаях необходимо следить за сатурацией в крови и ее нормой.
Патогенез
Бериллий обладает патогенезом действия. Он оказывает политропный эффект, способный провоцировать аллергические реакции, локализующиеся в легких.
Попадая в организм, вещество формирует слабые соединения с белками крови, блокирует динамику ферментов, которые активизируются ионами кальция и магния, вступая с ними в конкурентные взаимодействия.
После попадания в кровь элемент образует комплекс бериллий – белок, обладающий антигенными качествами. Они обусловливают развитие реакций медленного типа, ведущих к образованию иммунопатологических процессов.
Причины бериллиоза
После попадания в организм частички вещества контактируют с белками плазмы, формируя комплексы, ведущие к гиперергическим реакциям, из-за чего происходят нарушения газообмена. В легких повреждается мононуклеарная инфильтрация, формируются гранулемы, утолщаются и отекают межальвеолярные перегородки.
Симптомы
Медицина разделяет патологию на две формы: острую и хроническую. Это определяет наличие симптоматики. Острые интоксикации сопровождаются признаками:
Хронический бериллиоз протекает в одной из 2 форм – гранулематозной либо интерстициальной.
Характеризуются они признаками:
Тяжелый ход заболевания усугубляется развитием осложнений. Они могут проявляться, как дыхательная недостаточность, которая сопровождается цианозом, понижением АД, учащенным ритмом пульса, ухудшением памяти, нарушением сна, деформированием концевых фаланг.
Вероятно развитие легочной гипертензии, отека головного мозга. Без оказания помощи оба состояния ведут к летальному исходу.
Осложнение заболевания
Грамотное лечение острого бериллиоза обеспечивает благоприятный ход патологии, но встречаются случаи летальных исходов по причине легочно-сердечной недостаточности и образованием хронического легочного сердца с инвалидизацией.
Хронический тип заболевания не обусловливает развитие пневмотораксов. Рецидивирующее кровохарканье поражает 11% пациентов.
Диагностика бериллиоза
Врач подозревает наличие заболевания, большое значение для диагностирования имеет выявление контакта пациента с парами, пылью бериллия в анамнезе. Проводя осмотр, надо обратить внимание на акроцианоз, диффузный цианоз поверхности кожи.
Выявляются подкожные гранулёмы. Наблюдается учащение дыхания, усиление одышки при малой физической нагрузке и разговоре. Отмечаются признаки дистальной гипертрофической остеоартропатии.
Прощупываются увеличенные лимфоузлы. Отличительным симптомом бериллиоза выступает их увеличение в локтях. Окончательное подтверждение диагноза обеспечивают виды исследований:
Хронический бериллиоз – патология, что дифференцируется с образованием туберкулезных очагов, саркоидозом Бека, метастатическими поражениями органов дыхания, прочими необратимыми болезными легких.
По показаниям проводится консультация фтизиатра, онколога, осуществляются тесты для иммунодиагностики, исследуется мокрота на БК. При неясных ситуациях выполняется биопсия лёгкого с последующим гистологическим анализом извлеченного материала.
Методы лечения
До назначения терапии острой фазы бериллиоза требуется прервать контакт пациента с токсическим элементом и оказать неотложную помощь. Проводимые манипуляции будут зависеть от степени тяжести заболевания, места расположения и характера поражения, например:
Прерывание терапии по разным причинам обусловливает рецидив и развитие заболевания. Оперативное вмешательство нужно в случае подкожного инкапсулирования бериллиевых частиц.
Прогноз и профилактика
Кроме представления что такое бериллиоз, пациентов интересует прогноз. Здесь неблагоприятным следствием будет бериллиевая пневмония, которая несет угрозу летального исхода. Часто больной умирает на 2-3 неделе болезни, при тяжелом течении недуга – на протяжении первых суток после парализации дыхательного центра.
Своевременное начало терапии на острой фазе обеспечивает благоприятный прогноз. Пациент выздоравливает спустя 2 недели, зачастую осложнения не образуются, несмотря на то, что легкие становятся менее эластичными. Приблизительно у 8% больных патология обретает хроническую форму.
Хронический бериллиоз обеспечивает высокий риск осложнения респираторной функции, формирования сердечной недостаточности, так как рецидивирующий ход болезни оказывает большую нагрузку на сердце. Десятая часть случаев сопровождается развитием легочной гипертензии.
Предупредить профессиональный бериллиоз поможет использование средств индивидуальной защиты при работе с бериллиевыми соединениями.
Лица, занятые во вредных условиях, должны проходить осмотры с использованием рентгена органов грудной клетки и выявлением наличия непереносимости бериллия.
Не занимайтесь самостоятельным лечением, будьте внимательны. Обращайте внимание на первые признаки заболевания, изложенная информация не заменяет очного обращения к врачу.
Влияние бериллия на организм
Воздействие бериллия на организм происходит при вдыхании переносимого по воздуху бериллия или при контакте кожи с содержащей бериллий пылью, дымом, туманом или растворами может привести к негативным последствиям для здоровья.
Работодатели должны в максимально возможной степени снизить воздействие переносимого по воздуху бериллия до предельно допустимых концентраций (ПДК) или ниже них с помощью средств контроля, дополненных респираторами, где все возможные средства и методы контроля недостаточны для снижения воздействия бериллия. Кроме того, средства индивидуальной защиты и оборудование (например, перчатки, чехлы на обувь) требуются в тех случаях, когда воздействие в воздухе может превысить ПДК или когда есть вероятность воздействия на кожу.
Ниже приводится информация о первичных последствиях для здоровья, связанных с воздействием бериллия, о требованиях к медицинским испытаниям и наблюдению, а также о возможном лечении последствий для здоровья, связанных с бериллием.
Опасаетесь, что на предприятии присутствуют загрязнители воздуха рабочей зоны? Закажите измерения чтобы соответствовать законодательству.
Вред для здоровья, связанный с воздействием бериллия.
К наиболее распространенным последствиям для здоровья, связанным с чрезмерным воздействием бериллия на рабочем месте, относятся: сенсибилизация бериллия, хроническая бериллиевая болезнь (ХББ) и рак легких.
Сенсибилизация бериллием — это активация иммунной реакции организма на бериллий. Сенсибилизация с помощью бериллия может возникнуть в результате вдыхания или воздействия на кожу пыли, дыма или растворов бериллия. Хотя сенсибилизация не связана с клиническими симптомами, сенсибилизированный работник подвергается риску развития ХББ при вдыхании бериллия.
Хроническая бериллиевая болезнь
Хроническая бериллиевая болезнь (ХББ) — это хроническое гранулематозное заболевание легких, вызываемое вдыханием переносимого по воздуху бериллия после того, как он стал чувствительным к бериллу. Распространенными симптомами ХББ являются одышка, необъяснимый кашель, усталость, потеря веса, лихорадка и ночной пот.
ХББ может возникнуть в результате ингаляционного воздействия бериллия. Прогрессирование ХББ может варьироваться у разных людей. Например, после первоначального воздействия бериллия у некоторых работников могут быстро развиться признаки и тяжелые симптомы КБР. У других могут появиться признаки и симптомы только через месяцы или годы после первоначального воздействия. Симптомы иногда могут усугубляться даже после того, как источник воздействия был удален. ХББ может перейти в хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ), приводящее к потере качества жизни и потенциальному сокращению продолжительности жизни.
КБР разделяет множество признаков и симптомов саркоидозом легких, грануломатозной болезни легких неизвестной причины или происхождения. Без соответствующего диагноза, ХББ может быть трудно отличить от саркоидоза.
Острая бериллиевая болезнь
Острая бериллиевая болезнь (ОББ) — это быстро возникающая форма химической пневмонии, которая возникает в результате вдыхания высокой концентрации бериллия, переносимого по воздуху. ОББ обычно ассоциируется с воздействием бериллия на уровне не ниже 100 мкг/м³ и может быть летальным в 10 процентах случаев. В настоящее время ОББ крайне редко встречается на рабочем месте из-за более строгого контроля за его воздействием.
Рак легких
На основании многочисленных исследований, проведенных в профессиональной среде, специалисты установили, что профессиональное воздействие бериллия вызывает рак легких у человека. Кроме того, Международное агентство по изучению рака (МАИР) классифицирует бериллий как канцероген 1-й группы (канцерогенный для человека).
Как избежать вреда при работе с бериллием?
Необходимо, чтобы работодатели проводили с работниками подробный инструктаж по воздействию бериллия на здоровье. Обучение должно включать, среди прочего: информацию об опасностях для здоровья, связанных с воздействием бериллия по воздуху и при контакте с кожей, включая признаки и симптомы; информацию о использовании и ограничениях индивидуальной защитной одежды и оборудования, включая респираторы; любые защитные меры, которые могут быть приняты работниками для защиты от воздействия бериллия по воздуху или на кожу (включая соблюдение правил личной гигиены).
Бериллиевая керамика чем опасна
Способы применения и свойства некоторых важных соединений бериллия представлены в таблице ниже. Экспозиция к бериллию вызывает острый химический пневмонит и хроническое гранулематозное заболевание, подобное саркоидозу и милиарному туберкулезу. В таблице ниже приведены сравнительные данные о проявлениях хронической бериллиевой болезни, саркоидоза и экзогенно-аллергического альвеолита.
а) Клиника отравления бериллием:
— Острая интоксикация. Легкие — основной орган-мишень, в них отмечается нарушение способности к диффузии окиси углерода. В отличие от саркоидоза нарушения зрения отсутствуют. Объектами мультисистемного поражения являются лимфатические узлы, селезенка, печень, миокард, почки и кости. В отдельных случаях развивается гиперкальциемия.
Первоначально появляются неспецифические симптомы, за ними следуют одышка и кашель. Симптомы прогрессируют, затормозить течение болезни можно с помощью стероидов. В таблице ниже перечислены профессии, представители которых подвержены риску развития бериллиевой болезни.
Острые экспозиции к бериллию вызывают химический пневмонит и отек легких. Этот металл — кожный сенсибилизатор и первичный кожный раздражитель, который индуцирует контактный дерматит, кожные гранулемы и язвы. Ауринтрикарбоновая кислота оказалась эффективным средством лечения обезьян, подвергшихся воздействию летальных доз бериллия, но нет данных, которые могли бы свидетельствовать о безопасности или эффективности этого вещества для людей.
Острая бериллиевая болезнь с диффузным химическим пневмонитом была фактически ликвидирована. Напротив, новые случаи хронической бериллиевой болезни (ХББ) продолжают выявляться ежегодно. Лечением выбора для пациентов с ХББ является применение кортикостероидов.
— Хроническая интоксикация. Исследования по изучению последствий профессиональной экспозиции показали, что через 15 лет после начала экспозиции увеличивалось число случаев рака легких среди пациентов с хроническим бериллиозом и среди некоторых пациентов, страдавших от острого берил-лиоза.
Систематическая экспозиция к низким концентрациям бериллия может привести к хроническому гранулематозному заболеванию легких. Тест на бериллиевую трансформацию лимфоцитов (БеТЛ) в крови положителен в большинстве случаев хронической бериллиевой болезни, в которых БеТЛ с применением лаважа была аномальной. Некоторых людей, подвергшихся незначительной, случайной экспозиции к бериллию, следует рассматривать как относящихся к группе риска.
— Хроническая бериллиевая болезнь (ХББ) — критерии. Для диагностики хронической бериллиевой болезни согласно критериям реестра случаев бериллиоза Массачусетской больницы общего профиля необходимо наличие по меньшей мере 4 из 6 приводимых ниже признаков и, кроме того, по меньшей мере 1 из первых двух:
1. Эпидемиологическое доказательство значительной экспозиции к бериллию.
2. Наличие бериллия в тканях легких, лимфатических узлах или в моче.
3. Признаки заболевания нижних дыхательных путей и клиническая картина, соответствующая бериллиевой болезни.
4. Рентгенографические показатели интерстициальной болезни, соответствующие фиброзно-очаговому процессу.
5. Признаки фиброза легких, обструктивного поражения дыхательных путей или пониженной способности к диффундированию окиси углерода.
6. Патологические изменения, характерные для бериллиевой болезни или наблюдаемые при исследовании легочной ткани и/или лимфатических узлов.
Хроническая бериллиевая болезнь (ХББ) может развиваться в течение десятилетий после прекращения экспозиции к данному веществу и представляет собой прогрессирующее гранулематозное заболевание, которое может привести к снижению дыхательного объема легких, одышке и к диффузным неоднородным затемнениям на рентгенограмме. Для ХББ характерна клеточно-опосредованная иммунная реакция.
б) Лабораторные данные отравления бериллием. У лиц с хронической бериллиевой болезнью отмечаются клеточно-опосредованные иммунные реакции на бериллий, которые могут обнаруживаться по бериллийспецифичной бласттрансформации легочных лимфоцитов, получаемых посредством бронхоальвеолярного лаважа. Анализ крови, выявляющий бериллийспецифичную трансформацию лимфоцитов, является чувствительным скрининг-тестом, пригодным для предотвращения хронической бериллиевой болезни посредством ранней диагностики на субклинической стадии.
Не все лица с положительным результатом теста страдают бериллиевой болезнью в период начального обследования. Бронхоальвеолярные клетки пациентов с бериллиевой болезнью оказались более реакционно-активными при in vitro-стимуляции бериллиевыми солями, чем периферические кровяные клетки. Эти данные согласуются с концепцией, по которой хронический бериллиоз является формой аллергического пневмонита, и бронхоальвеолярный лаваж может помочь при диагностике этой болезни.
У пациентов с хронической бериллиевой болезнью бериллий действует как консервативный антиген II класса, стимулирующий локальную пролиферацию и накопление в легких бериллийспецифичных CD4+ (хелпер/индуктор) Т-клеток. С помощью микрозондовой лазерной масс-спектрометрии (МЛАМС) можно обнаружить бериллий в гранулемах, образующихся при хронической бериллиевой болезни, и провести разграничение между ними и гранулемами, образующимися при саркоидозе.
Сообщалось, что при бериллиевой болезни тест Квейма (Kveim) неизменно негативен, но в то же время при саркоидозе высока частота ложноотрицательных результатов (20 %). Таким образом, отрицательный результат не может считаться убедительным доказательством наличия бериллиевой болезни, если наблюдаются признаки и симптомы, характерные для обоих заболеваний.
в) Лечение отравления бериллием. Курс лечения острой бериллиевой болезни включает удаление от источника экспозиции, постельный режим, подачу кислорода, обеспечение искусственной вентиляции легких в случае необходимости и применение кортикостероидов. При хронической бериллиевой болезни проводят симптоматическое и поддерживающее лечение.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Страсти по бериллию «В мире науки» №4, 2017
Мы продолжаем начатый в предыдущих номерах журнала рассказ о работах ученых Томского политехнического университета. Сегодня речь пойдет о редком, но чрезвычайно важном металле бериллии. Россия стоит на пороге бериллиевого голода. О том, как сотрудники ТПУ помогают решить эту проблему, нам рассказал проректор по научной работе и инновациям доктор технических наук, профессор Александр Николаевич Дьяченко.
— Александр Николаевич, зачем нам вообще нужен бериллий? Как-то обходились раньше без него?
— Обойтись можно без всего, но вот без бериллия человек последние 70 лет не обходился. Он применяется во многих областях промышленности. Самые распространенные — пружинные механизмы и бериллиевые бронзы как токопроводящие элементы. Металлический бериллий применяется в аэрокосмической и атомной технике. Современные технологии без этого металла просто невозможны.
— Космос от рядового потребителя далек, атом — тоже. А в бытовой технике бериллий используется?
— Бериллий — уникальный металл. Он в полтора раза легче алюминия и в девять раз его тверже. Изделия из него в 13-15 раз меньше и легче, чем из алюминия. Он используется практически везде, где используется медь. Медь сама по себе отличный металл, но, если в нее добавить хотя бы 0,5% бериллия, у нее проявляются совершенно удивительные свойства. У пружины в 1 тыс. раз увеличивается количество сжатий-разжатий. Если обычным гаечным ключом стукнуть по гайке, выбивается искра. Использование таких инструментов небезопасно, а иногда и вообще невозможно. А инструменты из бериллиевой бронзы не искрят.
— В бериллиевой бронзе медь заменена на бериллий?
— Нет. бериллий там используется как добавка. Есть медно-бериллиевые бронзы, есть алюмо-бериллиевые бронзы. Спектр изделий, в которых используется бериллий, достаточно широк. В чистом виде его применяют, например, в рентгеновской технике: окошки, из которых выходит рентгеновский луч. сделаны из бериллиевой фольги. Мы используем этот удивительный металл, часто об этом даже не подозревая. Когда проходим флюорографию, мы не думаем, что рентгеновский луч идет через бериллиевую пленку. Когда мы пользуемся сотовой связью, интернетом или смотрим телевизор, не задумываемся, что в космическом спутнике, передающем сигнал, есть бериллиевые детали. Когда включаем электричество, не думаем, что ток идет от атомной электростанции, где в ядерном реакторе тоже используются бериллиевые изделия. Бериллий невидим, но он незаменим.
— Иначе говоря, если в автомобильные рессоры не добавлять чуть-чуть бериллия, машина будет ездить, но значительно меньше по времени?
— Именно так. Она может стать даже чуточку дешевле, потому что в ней не будет дорогого бериллия, но рессоры в ней будут служить в два раза меньше. И на их частой замене вы потратите денег в разы больше.
На старых запасах
— Бели бериллиевым технологиям уже столько лет, а бериллиевое производство имеет такое большое значение, значит, у нас все это есть и развивается. Тогда в чем проблема?
— Бериллиевая промышленность в СССР была организована в 50-е гг. прошлого века. До 1990 г. в нашей стране было собственное производство бериллия, которое после 1990 г. оказалось в Республике Казахстан. Последние четверть века мы закупаем этот металл в основном в Казахстане. Без бериллия наша промышленность никогда не оставалась, мы всегда его использовали, но это был уже бериллий импортный.
— Он и добывается, и перерабатывается в Казахстане?
Ермаковское месторождение в Бурятии
— Нет. Добывался бериллий на Ермаковском месторождении в Бурятии и на Малышевском — в Свердловской области. Дальше сырье обогащалось и бериллиевый концентрат перевозился в Усть-Каменогорск на Ульбинский металлургический завод, где из него и производили металлический бериллий, гидроксид и оксид бериллия или бериллиевые бронзы.
— То есть бериллиевую руду добываем мы, обогащаем ее мы, а уже до готового продукта ее доводят в Казахстане и нам же продают?
— Не совсем так. Добывали руду во времена СССР. После раздела советского имущества все бериллиевое сырье, которого к тому времени было добыто с большим запасом, и все обогащенные концентраты были перевезены наУльбинский металлургический комбинат. Дальше УМЗ использовал ранее добытый советский бериллиевый концентрат. И до сих пор производит бериллий из этого сырья. Собственной добычи в Казахстане нет.
Сейчас запасы подходят к концу. Когда сырье закончится, на чем будет работать завод, неизвестно. Но это еще полбеды. Главная для нас проблема заключается в том. что поскольку 25 лет бериллиевое сырье было не востребовано, на месторождениях закрылась его добыча. Сейчас какая-либо перерабатывающая инфраструктура там вообще отсутствует. В России сегодня бериллиевое сырье не добывается, хотя есть месторождения, есть закрытые ныне горно-обогатительные комбинаты. Это все надо восстанавливать.
— Иначе мы можем столкнуться с бериллиевым голодом?
— Однозначно мы с ним столкнемся. Сырье вскоре закончится, добыча в России отсутствует, и мы будем вынуждены пользоваться импортным сырьем. Сырье добывают три страны: Китай. США и Мозамбик.
— При таком небольшом количестве поставщиков есть риск нарваться на монопольный сговор и, как следствие, на очень высокие цены.
— Конечно, стоимость бериллия для нас может подскочить в несколько раз.
— Покупать в Китае и в США. конечно, можно все. И это нормальный подход для стран третьего мира. Не будем обижать эти страны, но там, где люди живут в хижинах, там ничего не производят. все покупают за рубежом. Если это наш путь, то — да, это интересное направление, способствующее идеальной экологии. Можно жить в избах, шалашах или в землянках, одеваться в шкуры или вообще не одеваться, жить в полном единении с природой. Но, я думаю. это не российский подход. К тому же у нас нет выбора: мы не можем, как южные страны, жить просто так, любуясь миром. Хотя бы потому, что у нас достаточно суровый климат.
Далее: не надо забывать, что у нас жесткая политическая обстановка. В любой момент нам могут отказаться продавать все что угодно, в том числе и бериллий.
Россия при таком подходе просто не выживет. Мы обречены на развитие самых современных технологий. Это единственный способ, при котором наша страна может достойно существовать, а россияне — достойно общаться друг с другом и со всем миром.
На новых принципах
— Есть еще вопрос технологий. Подозреваю, что за четверть века они сильно изменились, а в Казахстане остались на уровне конца 1980-х.
— Даже глубже. В конце 1980-х гг. готовился технологический прорыв, образовался новый технологический уклад, технологии интенсивно менялись. Во всех странах, кроме, к сожалению, СССР.
— Нам тогда было не до того.
— На УМЗ производство бериллия началось в 1951 г. Каких-то серьезных технологических изменений завесь последующий советский, а тем паче постсоветский период не было. Можно сказать, что сегодня завод работает по давно устаревшим и крайне нерентабельным технологиям середины прошлого века.
— Как Томский политех пришел к вопросу переработки бериллия?
— Томский политех не пришел, он всегда был в этой теме. Начиная с запуска первого бериллиевого производства на УМ3 основной инженерный корпус составляли выпускники ТПУ.
Наши ученые принимали непосредственное участие в разработке первого советского бериллиевого проекта. Эти компетенции сохранились у нас до сих пор. И не только компетенции — сохранились даже люди, которые в те далекие времена в этом проекте участвовали. Конечно, сейчас они на пенсии, но чем хороша университетская среда, так это преемственностью поколений.
— Насколько сильно современные технологии, разработанные в ТПУ, отличаются от того, что было раньше?
— Не сильно, а кардинально. Классическая технология производства бериллия, применяемая в том числе и на УМЗ, предполагает использование серной кислоты. Не буду вдаваться в технологические подробности, но применение серной
кислоты возможно только для одного из видов бериллиевых руд, где породоноситель — это силикаты, песок. Американские и китайские руды — это, условно говоря, 90% песка и 10% оксида бериллия. Серная кислота оксид бериллия растворяет, а песок— по сути, стекло— с ней не взаимодействует, и в раствор уходит сульфат бериллия.
Российские руды Ермаковского месторождения— высокофтористые. Там большое количество флюорита, который несовместим с серной кислотой. При их взаимодействии выделяется газообразный едкий и очень вредный фтороводород. утилизация которого достаточно затратна. Поэтому мы приняли другой подход — нашли реагент, который взаимодействует с бериллиевой составляющей. но не взаимодействует с флюоритовой: фторид аммония. Это основная идея нашей технологии. Дальше идут стандартные операции: выщелачивание, получение тетрафторобериллата аммония, гидроксида, оксида бериллия, металла, бериллиевой бронзы.
— Насколько эта технология дороже старой в экономическом плане?
— Новая технология не может быть дороже старой. Если она дороже, это не технология — это метод, способ. В основе технологии всегда лежит экономика. По нашим расчетам, фтороаммонийная технология примерно на 40% дешевле, чем сернокислотная.
На новых планах
— Кому мы должны сказать спасибо за новую технологию?
— Сама идея восстановления российского бериллиевого производства достаточно молода. Она принадлежит А.В. Квашнину, бывшему в 2009 г. полномочным представителем президента РФ в Сибирском федеральном округе. Анатолий Васильевич уделял большое внимание экономике и природопользовательским технологиям. Было ясно, что огромный потенциал Сибири не задействован полностью. В том числе были известные проблемы с Ермаковским месторождением в Забайкалье.
Дальше эти идеи получили поддержку в Министерстве промышленности и торговли. В 2013 г. там запустили программу развития промышленности и повышения ее конкурентоспособности, которой руководит первый заместитель министра Г.С. Никитин. В ней есть подпрограмма развития редкометалльной промышленности, а уже в ней — отдел цветной металлургии и редких металлов, которым руководит С.И. Гришаев, и с ним мы плотно работаем.
В рамках проекта у нас есть промышленный партнер — созданная специально под него проектная компания «Редкие металлы Сибири». Общее руководство осуществляет генеральный директор Ю.Ю. Нечаев. Отдельно стоит отметить специалистов. которые решают все технические и научные вопросы, благодаря которым мы возродим в России бериллиевую промышленность. Это сотрудники кафедры химической технологии редких элементов и ее заведующий Р.И. Крайденко. Таким коллективом, начиная от главного идеолога и заканчивая исполнителями, мы идем к решению бериллиевой задачи.
— Экспериментальное производство уже работает?
— Работает опытная установка, собранная на опытном производстве Томского политеха. Поскольку бериллий — токсичное вещество и в стенах университета полноценно заниматься им не позволяют экологические нормы, экспериментальные
работы в 2015 г. проводились на площадке Сибирского химического комбината. В 2016 г. мы занимались проектными изысканиями, а в начале этого года вышли на Фонд развития промышленности, получили финансирование и за 2017 г. должны уже сделать проект, утвердить его во всех надзорных органах и начать строительство промышленного производства. Дальше по дорожной карте на 2018 г. у нас запланировано строительство, а на 2019 г. — начало промышленного выпуска оксида бериллия.
— Предполагается строительство нового комбината?
— Конечно. Старого в стране просто нет. Обогатительные мощности есть, их надо восстановить, но самое главное — это гидрометаллургия. Мы планируем производить обогащение на базе Ермаков- ского месторождения. Здесь мы работаем в тандеме с недропользователем — компанией «Метрополь», владеющей лицензией на добычу бериллиевых руд до 2025 г. Гидрометаллургическое производство будет располагаться на площадке Приаргунского производственного горно-химического объединения в Краснокаменске. Это дочернее предприятие АО «Атомредметзолото» «Росатома», там будет налажено производство оксида и гидроксида бериллия. В дальнейшем возможно производство металлического бериллия и высокотехнологичных изделий из него. Здесь, я думаю, хорошо подходит Сибирский химический комбинат. Но это решение будет лежать уже на руководстве «Росатома», наша компетенция так далеко не распространяется.
— Если вы говорите, что месторождения заброшены, значит на их перезапуск может уйти немало времени и средств?
— Восстановить добычу, конечно, будет непросто. Добычей и обогатительной частью занимается ГК «Метрополь». У них есть инвестиционный проект, по которому они должны организовать производство сырья уже к концу 2019 г., ко времени. когда будет построено гидрометаллургическое производство. Но на первой стадии мы планируем работать в основном на сырье «Росрезерва». Наши отцы-основатели в советское время очень заботливо сэкономили для страны достаточно большое количество запасов бериллиевого сырья, которое сегодня находится на хранении в «Росрезерве», его хватит на несколько лет работы. Мы сможем на нем окупить вложенные в гидрометаллургическое производство инвестиционные затраты. Это даст значительную экономию. Когда это сырье закончится, уже в полном объеме развернутся добыча и обогащение нашего сырья на Ермаковском месторождении.
На новых рынках
— На каком месте по разведанным запасам бериллия находится Россия?
— Мы, безусловно, в лидерах. На каком месте, точно сказать нельзя, поскольку многие страны скрывают свои запасы. Но на Ермаковском месторождении утвержденные запасы составляют 1,7 млнт однопроцентной руды. Этого хватит еще лет на 50. Дальше будут новые разработки, изыскания. Я думаю, откроют новые месторождения.
— Значит, у нас есть возможность не только покрывать внутренние потребности, но и выходить на мировой рынок в качестве достаточно крупного производителя?
— Однозначно. Мы должны занять на мировом рынке свою нишу. Когда страна выйдет на производство 100 т в год в пересчете на металлический бериллий, мы можем занять 20-30% мирового рынка. Именно благодаря современным технологиям, потому что меньшая себестоимость повышает конкурентоспособность.
Здесь у нас значительное преимущество: и Китай, и США, и Казахстан сегодня производят бериллий по технологии, по которой его производили еще в Германии в 1923 г. Естественно, за сто лет прогресс шагнул вперед, поменялись конъюнктура цен, сырьевые материалы, аппаратурное оформление. И мы планируем выйти на рынок с действительно современной технологией.
Чистый бериллий. Токсичен, но ценен
— Сколько сейчас стоит бериллий?
— Все равно недешевый металл.
— Это скромно сказано. Бериллий — один из самых дорогих металлов. Из промышленных — самый дорогой. Он примерно в десять раз дороже титана и в сто — алюминия.
— Мы обязательно придем к этому. Действительно, первый алюминий в начале XX в. по цене приравнивался к драгоценным металлам. Из первого алюминия делали очень дорогие столовые приборы. Сейчас — самые дешевые. Когда-то алюминиевые ложки использовались в княжеских и царских домах. В наши дни я даже говорить не буду, где большей частью их используют.
Сегодня наша страна занимает первое место по производству алюминия — около 4 млн т. Это самый доступный металл. В советские годы были планы выйти на первое место не только по алюминию, но и по титану. Мы это сделали, снизив себестоимость производства. Были планы выйти на первое место и по бериллию и передвинуть его тем самым из позиции стратегического, редкого металла в позицию общедоступного, как алюминий или титан.
— Это было реально?
— Да. Госплан СССР поставил задачу примерно к нашему времени довести производство до 1 тыс. т в год в пересчете на металлический бериллий. Если бы те планы были реализованы, мы бы не просто заняли по производству бериллия первое место в мире, мы бы действительно сделали его общедоступным. К сожалению, планам не суждено было сбыться: по факту сегодня все мировое годовое производство находится на уровне 300 т. Но наша цель — осуществить их на современном этапе.
Александр Николаевич Дьяченко,профессор, доктор технических наук, проректор по научной работе и инновациям ПТУ