Статья: "Водный промысел": история производства радия в республике Коми
В 1945 г. И.Я. Башилов был награжден орденом "Знак почета", в 1946 г. медалью "За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.", а в 1948 г. стал лауреатом Сталинской премии. Тем не менее до конца своих дней Иван Яковлевич находился под надзором органов внутренних дел. Умер И.Я. Башилов 20 августа 1953 г. от инфаркта. В 1957 г. посмертно реабилитирован [68].
Полностью обстоятельства того, как з/к Башилов попал на Водный промысел, пока неизвестны: может быть, таким образом НКВД заполучил в своё распоряжение нужного специалиста, а может, случай не позволил И.Я. Башилову сгинуть в недрах ГУЛАГа и спас для Родины талантливого ученого.
Другой ученый-практик - главный технолог Водного промысла и заведующий центральной заводской лабораторией, Федор Александрович Торопов. Он родился 8 февраля (27 января) 1884 г. в г. Романове Борисоглебского уезда Ярославской губернии. В 1902-1907 гг. принимал активное участие в революционном движении, преследовался царским правительством, из-за чего был вынужден эмигрировать за границу. В 1912 г. окончил Бернский университет (Швейцария), затем с отличием защитил диссертацию "О черном серебре", удостоен ученого звания доктор философии. В Кильском университете (Германия) изучал электрохимические процессы в живых организмах. В 1914 г. вернулся в Россию и поселился в Москве, где заведовал биохимической лабораторией им. Бахметьева в Народном университете им. Шанявского и проводил опыты по изучению анабиоза животных. В 1915-1916 гг. Федор Александрович работал в центральной лаборатории "Русскокраска", выполнял синтезы промежуточных продуктов для получения красителей. В 1916 г. перешел на Рубежанский химзавод в Донбассе, где год заведовал цехом получения фенола. С 1917 по 1923 гг. он - выборный директор, затем главный инженер рубежанских химзаводов. С 1926 по 1929 гг. - главный инженер треста "Анилокрасочная промышленность", главный инженер заводов "Химуголь" в Харькове.
В 1929 г. Ф.А. Торопов был осужден военной коллегией ОГПУ на 10 лет по статье 588-10. На промысел доставлен спецконвоем из Архангельска 7 октября 1930 г. С 1932 г. и до самой смерти (в 1953 г.) работал заведующим центральной заводской лабораторией и одновременно главным технологом радиевого промысла. Досрочно освобожден 14 октября 1932 г., судимость была снята постановлением ВЦИК 27 июля 1936 г.
Под руководством Ф.А. Торопова непрерывно совершенствовалась уникальная технология извлечения радия из минерализованных вод, совершен переход на новый вид радийсодержащего сырья (отходы урановой промышленности), сделан ряд важных изобретений и рационализаторских предложений. Его организаторский и педагогический талант, высокая личная порядочность позволили в тяжелейших условиях постоянного надзора и подотчетности некомпетентным в науке лицам создать вокруг себя творчески работающий научный коллектив. В 1951 г. Федор Александрович был привлечен к руководству дипломными работами и проектами студентов Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. Ф.А. Торопов в 1943 г. был награжден орденом Ленина, в 1946 г. удостоен звания заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, а в 1947 г. стал лауреатом Сталинской премии второй степени.
После передачи завода № 226 в 1953 г. в Министерство среднего машиностроения новое начальство поставило задачу заменить и выселить из поселка Водный всех, кто имел судимость по 58-й статье. Естественно, что на радиевом заводе практически все квалифицированные специалисты имели такую судимость. Приказом им было предписано в кратчайшие сроки подготовить себе замену из молодых выпускников вузов. Старые специалисты, у которых вновь ломалась жизнь, а налаженный, устоявшийся быт сменяла неизвестность, честно передали смене свой опыт и знания. Научный коллектив, созданный Ф.А. Тороповым, был разрушен. Готовили замену и Федору Александровичу, но снять не успели. 21 декабря 1953 г., находясь в отпуске в Казани, он скоропостижно скончался. В память о главном технологе одна из улиц в поселке Водный носит имя Ф.А. Торопова [69].
Технология извлечения радия из подземной минерализованной воды
Аналога радиевому промыслу на реке Ухта не было в мире нигде. Поэтому его технология уникальна, и сведения о ней представляют большой интерес для истории отечественной промышленности. Описание технологии конца 40-х - начала 50-х гг. составлено Игорем Васильевичем Дахно [70]. В 1951-1953 гг. он работал технологом участка эксплуатации заводов по переработке воды, а в 1953-1956 гг. - начальником цехов № 4 и 5 завода № 226. Уточняющие данные получены нами при анализе архивных документов - протоколов производственных совещаний, пояснительных записок, строительных чертежей, описаний рационализаторских предложений, протоколов заседаний БРИЗа и пр. Ниже мы кратко изложим технологию Водного промысла.
Минерализованная вода с содержанием радия 3 мг на 1000 м3 подавалась от скважин в водонапорную систему химзавода по многокилометровым водотокам из трехметровых деревянных труб.
Соотношение бария и радия в получаемом концентрате должно было иметь заданную величину, поэтому в приемном желобе к воде добавляли раствор хлорида бария. Далее вода распределялась по системе гипсовальных желобов, заполненных дробленым гипсом CaSO4 x 2H2O, где проходила реакция соосаждения бария и радия:
CaSO4 + Ba(Ra)Cl2 = CaCl2 + Ba(Ra)SO4
После гипсовальных желобов вода последовательно проходила через три больших отстойных чана емкостью по 80-85 м3, где оседало 60-70 % смеси нерастворимых сульфатов бария и радия. Из отстойных чанов вода переливалась на фильтры, заполненные опилками и мхом, где происходило окончательное улавливание концентрата. Из фильтров вода сливалась в сборный желоб, направлялась на водомеры объемного типа и сливалась на землю или в ближайший водоем. Содержание радия в отработанной воде составляло всего 0,03-0,05 мг на 1000 м3, т.е. улавливание было практически полным.
По мере накопления осадка чаны отстаивали, воду сливали и производили выемку осадка-концентрата, который затем сушили на противнях в сушилках, отапливаемых природным газом из местных источников. При засорении фильтры меняли, а опилки и мох озоляли в этих же сушилках. Полученный концентрат и озоленные фильтры упаковывали в деревянные бочки и направляли на завод по переработке концентрата. Содержание радия в концентрате составляло в среднем 30 мг на тонну, т.е. степень обогащения на первичных радиохимических заводах достигала 10000 раз.
Радиохимические заводы представляли собой двухэтажные бревенчатые здания. На верхнем этаже находились гипсовальные желоба, на нижнем - фильтры. Отстойные чаны размещались под открытым небом, только на химзаводе № 1 - в помещении. Здания не отапливались, но даже в сильные морозы вода в системе не замерзала, так как с водой из скважин поступало большое количество тепла. По воспоминаниям И. В. Дахно, "...на химзаводах поддерживались идеальная чистота и порядок, не последнюю роль в этом играл лагерный режим" [71]
Всё технологическое оборудование было изготовлено из дерева, которое, в отличие от железа, не разрушалось при контакте с минерализованной водой. Деревянные трубы-водоводы не требовали теплоизоляции и не замерзали в сильные морозы. Важно и то, что дерево - местный материал.
Следует отметить, что первоначально, согласно сохранившимся проектным документам, на химзаводе № 1 для осаждения бария и радия планировали использовать концентрированную серную кислоту [72]. Это дорогостоящий реактив, который пришлось бы завозить на промысел из других районов страны. Кроме того, система емкостей, насосов и трубопроводов для серной кислоты была сложна и требовала специальных материалов. Однако нам неизвестно, был ли реализован данный проект. Доподлинно известно, что в 1934 г. для осаждения радия использовали гипс из расположенного неподалеку месторождения (около лагпункта Веселый Кут) [73].
На удаленных высокодебитных скважинах строили индивидуальные установки, состоявшие, по воспоминаниям И.В. Дахно, из нескольких гипсовальных желобов и фильтров [74], а по сохранившимся проектным документам 1933 г. - из нескольких гипсовальных желобов и двух секций отстойных чанов [75].
Выделение радия и получение конечного продукта производили на заводе по переработке радиевого концентрата в поселке Водный. Концентрат, полученный с радиохимических заводов по переработке воды, смешивали на бегунах с древесным углем, древесными опилками, хлористым барием и раствором хлористого кальция. Смесь (200-250 кг) загружали во вращающиеся муфеля и спекали в течение шести часов при 900° C. Нерастворимые сульфаты бария и радия переходили в растворимые хлориды бария и радия:
Ba(Ra)SO4 + 2C + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaS + 2CO2
Ba(Ra)SO4 + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaSO4
Хлориды бария и радия выщелачивали из спёка горячей водой в подвесной центрифуге. Спёки, в которых оставалось примерно 1 мг радия на тонну, отправляли в отвалы (так называемые "черные отвалы"), а из щелоков в испарителях выделяли кристаллы Ba(Ra)Cl2.
Разделение бария и радия осуществляли путем сложной многоступенчатой процедуры дробной кристаллизации, основанной на различной растворимости в воде галогенидов бария и радия [76]. Вначале проводили дробную кристаллизацию хлоридов бария-радия, затем хлориды переводили в бромиды и на завершающем этапе происходила дробная кристаллизация бромидов бария-радия.
Полученные кристаллы бромида радия прокаливали в муфельной печи и запаивали в стеклянные ампулы. Содержание RaBr2 в готовом препарате составляло не менее 90%.
В 30-е гг. из-за несовершенства технологии содержание радия в "черных отвалах" достигало 5,45 мг на тонну. Отходы с содержанием радия свыше 1,5 мг на тонну считались как "товарные отвалы" и подлежали вторичной переработке [77]. Более совершенный способ переработки концентратов был разработан, по-видимому, при участии заключенного И.Я. Башилова. Вторичная переработка "товарных отвалов" позволила в 1941 г. добиться рекордного на Водном промысле объема выпуска радия - 21541 мг [78].
Особенности технологии выделения радия из отходов урановой промышленности нам пока неизвестны, мало знаем и о происхождении самих отходов. Вероятно, это была урановая руда после выделения из нее смеси изотопов урана на Табошарском радиохимическом комбинате в Таджикской ССР. На завод № 226 она поступала в виде окатышей, упакованных в специальные металлические банки-контейнеры. Здесь из этих отходов извлекали радий ("спецматериал № 1") и уран ("спецматериал № 2").
Радиационная безопасность на