氯化镨的应用

背景及概述^[1][3]

金属镨（Pr）是轻稀土金属中的重要产品之一。多年来，该金属及其相关产品已在稀土永磁、贮氢及电池材料，有色金属合金、钢铁及发火合金等领域得到了广泛应用。从目前的发展趋势看，该金属及其相关产品在国民经济建设中的地位、应用状况及市场前景仍被长期看好。

化学式PrCl₃。分子量247.27。蓝绿色针状晶体。熔点786℃，沸点1700℃，相 对密度4.02²⁵。其七水合物为绿色三斜系晶体。有潮解 性，熔点115℃，相对密度2.25417，在氯化氢气氛中加热至 108℃时失去6分子结晶水，180℃变成无水物。两者皆易溶于水、盐酸和乙醇。制法：将盐酸和二氧化镨作用而得。 用途：用作化学试剂。

药理作用^{[2] [4]}

有资料显示一定量的镨可致蚕豆根尖细胞发生微核、 染色体桥、 染色体环、 染色体断片和滞后等现象，可致小鼠骨髓细胞核外凸、内凹、内缩、核内空泡等，在亚细胞水平具有明显的遗传毒作用; 微量的镨可顺利通过人体胚胎屏障进入胎儿体内；一定浓度的PrCl₃对正常肝细胞的毒害作用大于肝癌细胞。但PrCl₃ 对于小鼠在不表现出明显生物毒性的情况下，是否对小鼠骨髓细胞 DNA 造成损伤，是否在分子水平具有潜在的遗传危害性，以及干预毒作用的措施是什么却鲜有报道。

通过SCGE试验证明PrCl₃对小鼠骨髓细胞 DNA具有明显的损伤作用， 在低剂量组( 7. 5 mg /kg·bw)，PrCl₃即能引起彗星尾长、尾矩和 Olive尾矩显著增加，与阴性组比较差异有统计学意义( P ＜0. 05，P ＜0. 01)，并且各剂量组的头长、尾长、全长、尾部 DNA 百分含量、尾矩、 Olive 尾矩和拖尾率均存在良好的剂量－效应关系。表明 PrCl₃ 对DNA 的损伤与其染毒剂量密切相关。

已有研究表明，稀土元素可致大白鼠肝、肺脂质过氧化损伤， 而脂质过氧化损伤可引起各种碱基损伤，DNA 链断裂，同时脂质过氧化过程中产生多种活性自由基，而体内自由基具有致突变作用。由此推测PrCl₃ 对 DNA 的损伤可能是通过脂质过氧化产生过量的活性自由基，攻击 DNA 分子，从而导致 DNA 断片的形成。

随着人们对稀土元素研究的日益深入，人们发现稀土及其化合物对机体免疫系统有不同的刺激作用，尤其是对淋巴细胞的转化增殖有明显的作用。三氯化镨灌胃1个月后，10.0、20. 0mg kg 剂量组自给药10d后见肿瘤表面溃烂，小鼠状态极差；另两组肿瘤未见溃烂，小鼠状态良好。0.1、2.0mgkg剂量组肿瘤重量均较对照组下降, 血清白细胞介素-2含量较对照组明显升高；10.0、20.0mg/kg剂量组肿瘤重量较对照组无显著性差异，而血清白细胞介素-2含量均较对照组明显下降，即肿瘤重量随给药剂量的减少而下降，血清白细胞介素-2随给药剂量的减少而上升。提示0.1、2.0mg kg 三氯化镨可明显提高荷瘤小鼠血清白细胞介素-2的水平及抑制小鼠S180肿瘤的生长,

应用^[1]

生产金属镨

目前，我国生产金属镨的原料有三种：一是，氯化镨（PrCl₃）。这是用包头、四川和南方等地稀土矿经处理后，进行稀土分离而获得的PrCl₃溶液，再进行浓缩结晶制成的PrCl₃结晶料（也可脱水后再用）。其化学分子式为PrCl₃·7H₂O，含Pr₆O₁₁≥45%，Pr₆O₁₁纯度≥99%，稀土杂质≤1.0%，非稀土杂质0.17%。

先将氯化镨与工业纯KCl按一定比例配成二元电解质体系（PrCl₃-KCl）；然后置于圆形石墨电解槽内进行熔化，再通入直流电进行正常电解，并要按时按量加入PrCl₃原料。电解过程中阴极析出的液体镨流入瓷碗接受器，将其定时取出进行铸锭即为金属镨产品。在电解阳极上将逸出氯气，必须将其处理合格后方可排空。主要生产工艺过程为：

过程的主要电化学反应如下：

采用的主要设备是1000A圆形石墨电解槽，以钼棒为阴极，石墨电解槽为阳极，瓷碗为金属接受器。如产量大时，可用陶瓷材料（如高铝砖）砌成3000A以上的电解槽进行生产。金属镨的纯度一般≥99%，其冶炼回收率为90%,电 流 效率为50%～60%。 电耗为19～21kW·h/kg-Pr，脱水PrCl₃耗量为～2.7kg/kg-Pr,单台效率约25kg/台·天（1000A电解槽）。金属镨的质量：Pr≥99%,稀土杂质≤1.0%（如Sm、Nd、La和Y），非稀土杂质～0.6%（如Fe、 Si、S和P等）。总RE99%，技术指标可满足市场的要求。

主要参考资料

[1]林河成.金属镨的生产应用及其市场[J].世界有色金属,2007(07):52-56.

[2]孙玲,屈艾,李宗芸,张惠芳.氯化镨对小鼠骨髓细胞DNA的损伤及硒的干预作用[J].毒理学杂志,2017,31(04):296-300.

[3]化合物词典

[4]李丽,马洪喜.三氯化镨对荷瘤小鼠血清白细胞介素-2的影响[J].长春中医药大学学报,2007(04):15-16.