10361-79-2/氯化鐠的應(yīng)用

背景及概述^[1][3]

金屬鐠（Pr）是輕稀土金屬中的重要產(chǎn)品之一。多年來，該金屬及其相關(guān)產(chǎn)品已在稀土永磁、貯氫及電池材料，有色金屬合金、鋼鐵及發(fā)火合金等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。從目前的發(fā)展趨勢看，該金屬及其相關(guān)產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位、應(yīng)用狀況及市場前景仍被長期看好。

化學(xué)式PrCl₃。分子量247.27。藍(lán)綠色針狀晶體。熔點(diǎn)786℃，沸點(diǎn)1700℃，相 對密度4.02²⁵。其七水合物為綠色三斜系晶體。有潮解 性，熔點(diǎn)115℃，相對密度2.25417，在氯化氫氣氛中加熱至 108℃時(shí)失去6分子結(jié)晶水，180℃變成無水物。兩者皆易溶于水、鹽酸和乙醇。制法：將鹽酸和二氧化鐠作用而得。 用途：用作化學(xué)試劑。

藥理作用^{[2] [4]}

有資料顯示一定量的鐠可致蠶豆根尖細(xì)胞發(fā)生微核、 染色體橋、 染色體環(huán)、 染色體斷片和滯后等現(xiàn)象，可致小鼠骨髓細(xì)胞核外凸、內(nèi)凹、內(nèi)縮、核內(nèi)空泡等，在亞細(xì)胞水平具有明顯的遺傳毒作用; 微量的鐠可順利通過人體胚胎屏障進(jìn)入胎兒體內(nèi)；一定濃度的PrCl₃對正常肝細(xì)胞的毒害作用大于肝癌細(xì)胞。但PrCl₃ 對于小鼠在不表現(xiàn)出明顯生物毒性的情況下，是否對小鼠骨髓細(xì)胞 DNA 造成損傷，是否在分子水平具有潛在的遺傳危害性，以及干預(yù)毒作用的措施是什么卻鮮有報(bào)道。

通過SCGE試驗(yàn)證明PrCl₃對小鼠骨髓細(xì)胞 DNA具有明顯的損傷作用， 在低劑量組( 7. 5 mg /kg·bw)，PrCl₃即能引起彗星尾長、尾矩和 Olive尾矩顯著增加，與陰性組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P ＜0. 05，P ＜0. 01)，并且各劑量組的頭長、尾長、全長、尾部 DNA 百分含量、尾矩、 Olive 尾矩和拖尾率均存在良好的劑量－效應(yīng)關(guān)系。表明 PrCl₃ 對DNA 的損傷與其染毒劑量密切相關(guān)。

已有研究表明，稀土元素可致大白鼠肝、肺脂質(zhì)過氧化損傷， 而脂質(zhì)過氧化損傷可引起各種堿基損傷，DNA 鏈斷裂，同時(shí)脂質(zhì)過氧化過程中產(chǎn)生多種活性自由基，而體內(nèi)自由基具有致突變作用。由此推測PrCl₃ 對 DNA 的損傷可能是通過脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生過量的活性自由基，攻擊 DNA 分子，從而導(dǎo)致 DNA 斷片的形成。

隨著人們對稀土元素研究的日益深入，人們發(fā)現(xiàn)稀土及其化合物對機(jī)體免疫系統(tǒng)有不同的刺激作用，尤其是對淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化增殖有明顯的作用。三氯化鐠灌胃1個(gè)月后，10.0、20. 0mg kg 劑量組自給藥10d后見腫瘤表面潰爛，小鼠狀態(tài)極差；另兩組腫瘤未見潰爛，小鼠狀態(tài)良好。0.1、2.0mgkg劑量組腫瘤重量均較對照組下降, 血清白細(xì)胞介素-2含量較對照組明顯升高；10.0、20.0mg/kg劑量組腫瘤重量較對照組無顯著性差異，而血清白細(xì)胞介素-2含量均較對照組明顯下降，即腫瘤重量隨給藥劑量的減少而下降，血清白細(xì)胞介素-2隨給藥劑量的減少而上升。提示0.1、2.0mg kg 三氯化鐠可明顯提高荷瘤小鼠血清白細(xì)胞介素-2的水平及抑制小鼠S180腫瘤的生長,

應(yīng)用^[1]

生產(chǎn)金屬鐠

目前，我國生產(chǎn)金屬鐠的原料有三種：一是，氯化鐠（PrCl₃）。這是用包頭、四川和南方等地稀土礦經(jīng)處理后，進(jìn)行稀土分離而獲得的PrCl₃溶液，再進(jìn)行濃縮結(jié)晶制成的PrCl₃結(jié)晶料（也可脫水后再用）。其化學(xué)分子式為PrCl₃·7H₂O，含Pr₆O₁₁≥45%，Pr₆O₁₁純度≥99%，稀土雜質(zhì)≤1.0%，非稀土雜質(zhì)0.17%。

先將氯化鐠與工業(yè)純KCl按一定比例配成二元電解質(zhì)體系（PrCl₃-KCl）；然后置于圓形石墨電解槽內(nèi)進(jìn)行熔化，再通入直流電進(jìn)行正常電解，并要按時(shí)按量加入PrCl₃原料。電解過程中陰極析出的液體鐠流入瓷碗接受器，將其定時(shí)取出進(jìn)行鑄錠即為金屬鐠產(chǎn)品。在電解陽極上將逸出氯氣，必須將其處理合格后方可排空。主要生產(chǎn)工藝過程為：

過程的主要電化學(xué)反應(yīng)如下：

采用的主要設(shè)備是1000A圓形石墨電解槽，以鉬棒為陰極，石墨電解槽為陽極，瓷碗為金屬接受器。如產(chǎn)量大時(shí)，可用陶瓷材料（如高鋁磚）砌成3000A以上的電解槽進(jìn)行生產(chǎn)。金屬鐠的純度一般≥99%，其冶煉回收率為90%,電 流 效率為50%～60%。 電耗為19～21kW·h/kg-Pr，脫水PrCl₃耗量為～2.7kg/kg-Pr,單臺(tái)效率約25kg/臺(tái)·天（1000A電解槽）。金屬鐠的質(zhì)量：Pr≥99%,稀土雜質(zhì)≤1.0%（如Sm、Nd、La和Y），非稀土雜質(zhì)～0.6%（如Fe、 Si、S和P等）。總RE99%，技術(shù)指標(biāo)可滿足市場的要求。

主要參考資料

[1]林河成.金屬鐠的生產(chǎn)應(yīng)用及其市場[J].世界有色金屬,2007(07):52-56.

[2]孫玲,屈艾,李宗蕓,張惠芳.氯化鐠對小鼠骨髓細(xì)胞DNA的損傷及硒的干預(yù)作用[J].毒理學(xué)雜志,2017,31(04):296-300.

[3]化合物詞典

[4]李麗,馬洪喜.三氯化鐠對荷瘤小鼠血清白細(xì)胞介素-2的影響[J].長春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2007(04):15-16.