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10361-79-2/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:

氯化镨的应用

过程的主要电化学反应如下:

氯化镨的应用

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.