稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選(xuan)礦(kuang)是利用組成礦(kuang)石(shi)(shi)的(de)(de)各種礦(kuang)物之(zhi)間的(de)(de)物理化學性質的(de)(de)差異，采用不(bu)同的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)方法，借助(zhu)不(bu)同的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)工(gong)藝，不(bu)同的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)設(she)備，把礦(kuang)石(shi)(shi)中的(de)(de)有(you)用礦(kuang)物富集起來，除(chu)去有(you)害雜質，并使(shi)之(zhi)與脈(mo)石(shi)(shi)礦(kuang)物分離的(de)(de)機械加工(gong)過(guo)程。

當前我國和世界上其它國家開采出來的稀土礦石中，稀(xi)土(tu)氧化物(wu)含量只有(you)(you)百分之幾，甚至(zhi)有(you)(you)的(de)(de)(de)更低，為(wei)了滿足冶煉的(de)(de)(de)生產要求(qiu)(qiu)，在冶煉前經(jing)選(xuan)(xuan)礦，將稀(xi)土(tu)礦物(wu)與脈石礦物(wu)和其它(ta)有(you)(you)用(yong)礦物(wu)分開，以(yi)提高(gao)稀(xi)土(tu)氧化物(wu)的(de)(de)(de)含量，得到能(neng)滿足稀(xi)土(tu)冶金要求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)精礦。稀(xi)土(tu)礦的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)礦一般(ban)采用(yong)浮選(xuan)(xuan)法，并常輔以(yi)重選(xuan)(xuan)、磁選(xuan)(xuan)組成(cheng)多種組合(he)的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)礦工(gong)藝(yi)流程。

內蒙古白云(yun)鄂博(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山的(de)(de)(de)(de)稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)，是鐵白云(yun)石(shi)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)酸巖(yan)型礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)，在主要(yao)成分鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)伴生(sheng)稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物（除氟碳(tan)(tan)鈰(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、獨(du)居石(shi)外，還有數(shu)種含鈮、稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物）。采出(chu)的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)含鐵30%左右(you)，稀土(tu)氧化物約5%。在礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山先(xian)將大(da)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)破碎后(hou)，用火(huo)車運至(zhi)包頭(tou)鋼鐵集(ji)團(tuan)公司的(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠。選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠的(de)(de)(de)(de)任務(wu)是將Fe2O3從33%提高(gao)到(dao)55%以(yi)上(shang)，先(xian)在錐(zhui)形球磨(mo)機(ji)(ji)上(shang)磨(mo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)分級，再用圓筒磁(ci)選(xuan)(xuan)機(ji)(ji)選(xuan)(xuan)得62～65%Fe2O3的(de)(de)(de)(de)一次鐵精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。其尾(wei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)繼續進行(xing)浮選(xuan)(xuan)與(yu)磁(ci)選(xuan)(xuan)，得到(dao)含45%Fe2O3以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)二次鐵精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。稀土(tu)富集(ji)在浮選(xuan)(xuan)泡沫中(zhong)，品位達到(dao)10～15%。該富集(ji)物可用搖床(chuang)選(xuan)(xuan)出(chu)REO含量為30%的(de)(de)(de)(de)粗精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，經選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)設(she)備再處理(li)后(hou)，可得到(dao)REO60%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)稀土(tu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀土冶煉方法(fa)有兩種，即濕法(fa)冶金(jin)和(he)火(huo)法(fa)冶金(jin)。

濕法冶金(jin)屬(shu)化工冶金(jin)方式，全流(liu)程(cheng)大多處于溶(rong)液、溶(rong)劑(ji)(ji)之中，如稀(xi)土精(jing)礦的分(fen)解、稀(xi)土氧化物、稀(xi)土化合(he)物、單(dan)(dan)一(yi)稀(xi)土金(jin)屬(shu)的分(fen)離(li)(li)和提(ti)取過程(cheng)就是(shi)采用(yong)沉淀、結晶、氧化還原、溶(rong)劑(ji)(ji)萃取、離(li)(li)子交換等(deng)化學分(fen)離(li)(li)工藝過程(cheng)。現應用(yong)較普(pu)遍的是(shi)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)(ji)萃取法，它是(shi)工業分(fen)離(li)(li)高純單(dan)(dan)一(yi)稀(xi)土元素的通用(yong)工藝。濕法冶金(jin)流(liu)程(cheng)復雜(za)，產(chan)品(pin)純度高，該法生產(chan)成品(pin)應用(yong)面廣闊。

火(huo)法冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)工(gong)藝過(guo)程簡單，生產率(lv)較高。稀土(tu)火(huo)法冶(ye)(ye)煉主要包(bao)括硅熱還(huan)原(yuan)法制(zhi)取稀土(tu)合(he)金(jin)(jin)(jin)，熔鹽電解(jie)法制(zhi)取稀土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬或(huo)合(he)金(jin)(jin)(jin)，金(jin)(jin)(jin)屬熱還(huan)原(yuan)法制(zhi)取稀土(tu)合(he)金(jin)(jin)(jin)等。火(huo)法冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)的共(gong)同(tong)特(te)點是在高溫條件(jian)下生產。

（三）精礦的分解

稀(xi)(xi)(xi)土(tu)精礦中(zhong)的(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)，一(yi)般呈難溶(rong)于(yu)水的(de)碳酸(suan)鹽、氟(fu)化(hua)物(wu)(wu)、磷酸(suan)鹽、氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)或(huo)(huo)硅酸(suan)鹽等(deng)形態。必須通(tong)過(guo)各(ge)種化(hua)學變(bian)化(hua)將(jiang)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)轉化(hua)為(wei)溶(rong)于(yu)水或(huo)(huo)無(wu)機酸(suan)的(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)，經過(guo)溶(rong)解、分離、凈化(hua)、濃(nong)縮(suo)或(huo)(huo)灼燒等(deng)工序，制成各(ge)種混合(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)化(hua)合(he)物(wu)(wu)如混合(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)氯化(hua)物(wu)(wu)，作為(wei)產品或(huo)(huo)分離單(dan)一(yi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)的(de)原料，這樣(yang)的(de)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為(wei)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)精礦分解也稱(cheng)為(wei)前(qian)處(chu)理(li)。

分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)稀土精礦有(you)很多方法，總的(de)(de)來說可分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)三(san)類，即酸(suan)(suan)法、堿(jian)法和氯化(hua)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)。酸(suan)(suan)法分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)又分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)鹽酸(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)、硫酸(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)和氫(qing)(qing)氟(fu)酸(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)法等。堿(jian)法分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)又分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鈉分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)或(huo)(huo)氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)鈉熔融(rong)或(huo)(huo)蘇(su)打(da)焙燒法等。一般根據精礦的(de)(de)類型、品位特點(dian)、產品方案、便于(yu)非稀土元(yuan)素的(de)(de)回收與綜合利用(yong)、利于(yu)勞動衛生與環境保護、經濟合理等原則選擇適宜的(de)(de)工藝流程。

碳酸稀(xi)土(tu)和(he)氯化稀(xi)土(tu)的生(sheng)產：

一個工(gong)(gong)藝是濃硫酸(suan)(suan)焙(bei)(bei)燒工(gong)(gong)藝，即把稀土(tu)精(jing)礦(kuang)與硫酸(suan)(suan)混(hun)合在(zai)回轉(zhuan)窯中焙(bei)(bei)燒。經過焙(bei)(bei)燒的(de)礦(kuang)用水浸(jin)(jin)(jin)出，則可溶性的(de)稀土(tu)硫酸(suan)(suan)鹽就進入水溶液(ye)，稱之為浸(jin)(jin)(jin)出液(ye)。然后往浸(jin)(jin)(jin)出液(ye)中加入碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)氫銨，則稀土(tu)呈碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鹽沉淀下來(lai)，過濾后即得碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)稀土(tu)。

另一種工(gong)(gong)藝(yi)叫(jiao)燒堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)(gong)藝(yi)，簡稱堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)(gong)藝(yi)。一般是將60%的稀(xi)(xi)(xi)土精礦與濃堿(jian)(jian)液(ye)攪勻，在高溫下熔融反應，稀(xi)(xi)(xi)土精礦即(ji)被分解，稀(xi)(xi)(xi)土變為(wei)氫氧化稀(xi)(xi)(xi)土，把(ba)堿(jian)(jian)餅經水洗除去(qu)鈉(na)鹽和多余的堿(jian)(jian)，然后把(ba)水洗過的氫氧化稀(xi)(xi)(xi)土再用(yong)鹽酸溶解，稀(xi)(xi)(xi)土被溶解為(wei)氯化稀(xi)(xi)(xi)土溶液(ye)，調(diao)酸度除去(qu)雜質，過濾后的氯化稀(xi)(xi)(xi)土溶液(ye)經濃縮結晶即(ji)制得固(gu)體(ti)的氯化稀(xi)(xi)(xi)土。

（四）元素的分離

除Pm以外的(de)(de)16個(ge)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)都可提純(chun)到(dao)(dao)6N（99.9999%）的(de)(de)純(chun)度。由稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)精(jing)礦分(fen)(fen)解后所(suo)(suo)得到(dao)(dao)的(de)(de)混(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物中(zhong)，分(fen)(fen)離(li)(li)提取出單(dan)一純(chun)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)，在(zai)(zai)化(hua)學(xue)工(gong)藝上(shang)是比較復雜(za)和困(kun)難(nan)(nan)的(de)(de)。其主要原因有二個(ge)，一是鑭(lan)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)之(zhi)間的(de)(de)物理性質(zhi)(zhi)和化(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)十分(fen)(fen)相(xiang)似，多數(shu)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子半(ban)徑居(ju)于相(xiang)鄰兩元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)之(zhi)間，非(fei)常相(xiang)近，在(zai)(zai)水(shui)溶液中(zhong)都是穩定的(de)(de)三價態。稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子與水(shui)的(de)(de)親和力大，因受(shou)水(shui)合(he)(he)物的(de)(de)保護(hu)，其化(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)非(fei)常相(xiang)似，分(fen)(fen)離(li)(li)提純(chun)極(ji)為困(kun)難(nan)(nan)。二是稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)精(jing)礦分(fen)(fen)解后所(suo)(suo)得到(dao)(dao)的(de)(de)混(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物中(zhong)伴生(sheng)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)較多（如鈾、釷(tu)、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅(gui)、氟、磷等）。因此，在(zai)(zai)分(fen)(fen)離(li)(li)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)的(de)(de)工(gong)藝流程(cheng)中(zhong)，不但要考慮(lv)這十幾(ji)個(ge)化(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)極(ji)其相(xiang)近的(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)之(zhi)間的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)，而且(qie)還必(bi)須考慮(lv)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)同伴生(sheng)的(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)之(zhi)間的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)。

稀土生產(chan)中采用(yong)的分(fen)離(li)方法(fa)（濕法(fa)生產(chan)工藝(yi)）有(you)：1、分(fen)步法(fa)（分(fen)級結晶法(fa)、分(fen)級沉淀法(fa)和氧化還原法(fa)）；2、離(li)子交(jiao)換法(fa)；3、溶(rong)劑萃取法(fa)。

1、分步法

從(cong)1794年(nian)(nian)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)釔(yi)（Y）到1905年(nian)(nian)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)镥（Lu）為(wei)止，所(suo)有天然存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單一(yi)分(fen)(fen)離(li)，還有居(ju)里夫婦(fu)發(fa)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐳(lei)，都是(shi)用這種(zhong)方法(fa)分(fen)(fen)離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。分(fen)(fen)步法(fa)是(shi)利(li)用化(hua)合物(wu)在(zai)溶(rong)(rong)劑中(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)難易(yi)程(cheng)(cheng)度（溶(rong)(rong)解(jie)度）上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別來(lai)進行(xing)分(fen)(fen)離(li)和提純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)程(cheng)(cheng)序(xu)是(shi)：將含有兩(liang)種(zhong)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)先以適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑溶(rong)(rong)解(jie)后，加熱濃(nong)縮，溶(rong)(rong)液中(zhong)一(yi)部(bu)分(fen)(fen)元(yuan)素(su)(su)化(hua)合物(wu)析出來(lai)（結(jie)晶或(huo)沉淀(dian)）。析出物(wu)中(zhong)，溶(rong)(rong)解(jie)度較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)得(de)(de)到富(fu)集(ji)(ji)，溶(rong)(rong)解(jie)度較(jiao)大點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)在(zai)溶(rong)(rong)液中(zhong)也得(de)(de)到富(fu)集(ji)(ji)。因(yin)(yin)為(wei)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度差別很小，必須重復(fu)操(cao)(cao)作(zuo)多次才能將這兩(liang)種(zhong)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)分(fen)(fen)離(li)開(kai)來(lai)，因(yin)(yin)而這是(shi)一(yi)件非(fei)常困難的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)。全部(bu)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單一(yi)分(fen)(fen)離(li)耗費了100多年(nian)(nian)，一(yi)次分(fen)(fen)離(li)重復(fu)操(cao)(cao)作(zuo)竟達2萬(wan)次，對于(yu)化(hua)學工作(zuo)者而言，其艱辛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)度，可想而知。因(yin)(yin)此用這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)不能大量生(sheng)產(chan)單一(yi)稀(xi)土(tu)(tu)。

2、離子交換法

由于分(fen)步(bu)法不能(neng)大量生產單(dan)一稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)，因而(er)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作(zuo)也受到(dao)了阻礙，第二次世界(jie)大戰后，美國原子(zi)彈研(yan)制計劃即所謂曼哈頓計劃推動了稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)分(fen)離(li)技術的(de)(de)發展，因稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)和鈾(you)、釷等放射性元(yuan)(yuan)素(su)性質(zhi)相似(si)，為盡快推進原子(zi)能(neng)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，就將稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)作(zuo)為其代用(yong)品(pin)加以利用(yong)。而(er)且，為了分(fen)析原子(zi)核裂變產物中含(han)有的(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)，并(bing)除去鈾(you)、釷中的(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)，研(yan)究(jiu)成(cheng)功了離(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)色層分(fen)析法（離(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)法），進而(er)用(yong)于稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)分(fen)離(li)。

離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)色層(ceng)法(fa)的(de)(de)原理是：首先將陽離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)填充于柱(zhu)子(zi)(zi)(zi)內，再(zai)將待分離(li)的(de)(de)混(hun)合(he)(he)稀土(tu)吸附在柱(zhu)子(zi)(zi)(zi)入(ru)口處的(de)(de)那一(yi)端，然后讓(rang)淋洗(xi)液從上到下(xia)流(liu)(liu)經柱(zhu)子(zi)(zi)(zi)。形成了混(hun)合(he)(he)物的(de)(de)稀土(tu)就(jiu)脫(tuo)離(li)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)而隨淋洗(xi)液一(yi)起向(xiang)下(xia)流(liu)(liu)動(dong)(dong)。流(liu)(liu)動(dong)(dong)的(de)(de)過程(cheng)中稀土(tu)混(hun)合(he)(he)物分解，再(zai)吸附于樹(shu)脂(zhi)上。就(jiu)這樣，稀土(tu)離(li)子(zi)(zi)(zi)一(yi)邊(bian)吸附、脫(tuo)離(li)樹(shu)脂(zhi)，一(yi)邊(bian)隨著淋洗(xi)液向(xiang)柱(zhu)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)出口端流(liu)(liu)動(dong)(dong)。由于稀土(tu)離(li)子(zi)(zi)(zi)與絡合(he)(he)劑形成的(de)(de)絡合(he)(he)物的(de)(de)穩定性不(bu)同，因此各種稀土(tu)離(li)子(zi)(zi)(zi)向(xiang)下(xia)移動(dong)(dong)的(de)(de)速度不(bu)一(yi)樣，親和力大的(de)(de)稀土(tu)向(xiang)下(xia)流(liu)(liu)動(dong)(dong)快，結果先到達(da)出口端。

離(li)子交(jiao)換法(fa)(fa)的(de)優點是(shi)一(yi)次操作可以將多個元(yuan)素加(jia)以分(fen)(fen)離(li)。而且還能得(de)到高(gao)純(chun)度的(de)產(chan)品(pin)。這(zhe)(zhe)種方法(fa)(fa)的(de)缺點是(shi)不能連續(xu)處理(li)，一(yi)次操作周期(qi)花(hua)費(fei)時(shi)間長，還有樹脂的(de)再(zai)生、交(jiao)換等所耗成(cheng)本高(gao)，因此，這(zhe)(zhe)種曾(ceng)經是(shi)分(fen)(fen)離(li)大(da)量稀(xi)土的(de)主要(yao)方法(fa)(fa)已從(cong)主流分(fen)(fen)離(li)方法(fa)(fa)上退(tui)下來，而被溶劑萃取(qu)法(fa)(fa)取(qu)代。但由于離(li)子交(jiao)換色(se)層(ceng)法(fa)(fa)具有獲得(de)高(gao)純(chun)度單(dan)一(yi)稀(xi)土產(chan)品(pin)的(de)突出(chu)特點，為制取(qu)超(chao)高(gao)純(chun)單(dan)一(yi)稀(xi)土產(chan)品(pin)以及一(yi)些重(zhong)稀(xi)土元(yuan)素的(de)分(fen)(fen)離(li)，還需用離(li)子交(jiao)換色(se)層(ceng)法(fa)(fa)分(fen)(fen)離(li)制取(qu)。

3、溶劑萃取法

利用有機溶(rong)劑(ji)從(cong)與(yu)其不相(xiang)混溶(rong)的(de)水溶(rong)液(ye)(ye)中把被萃取(qu)物提(ti)取(qu)分(fen)離出來的(de)方法(fa)稱之為有機溶(rong)劑(ji)液(ye)(ye)—液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃取(qu)法(fa)，簡稱溶(rong)劑(ji)萃取(qu)法(fa)，它(ta)是一(yi)種把物質(zhi)從(cong)一(yi)個液(ye)(ye)相(xiang)轉移到另一(yi)個液(ye)(ye)相(xiang)的(de)傳質(zhi)過程。

溶(rong)劑萃(cui)取(qu)法在(zai)石油化(hua)(hua)工、有機(ji)化(hua)(hua)學、藥物(wu)化(hua)(hua)學和分析化(hua)(hua)學方面(mian)應用較早(zao)。但近四(si)十(shi)年(nian)來，由于原子能科學技術的(de)發展，超純物(wu)質及稀有元素生產的(de)需要，溶(rong)劑萃(cui)取(qu)法在(zai)核燃(ran)料工業、稀有冶(ye)金等工業方面(mian)，得到了(le)(le)很大的(de)發展。我國(guo)在(zai)萃(cui)取(qu)理論的(de)研(yan)究、新型萃(cui)取(qu)劑的(de)合成與(yu)應用和稀土元素分離的(de)萃(cui)取(qu)工藝流(liu)程等方面(mian)，均(jun)達到了(le)(le)很高的(de)水平。

溶劑萃取法(fa)其萃取過(guo)程與分(fen)(fen)級沉淀、分(fen)(fen)級結(jie)晶、離子(zi)交換(huan)等分(fen)(fen)離方法(fa)相比，具(ju)有分(fen)(fen)離效果好、生產(chan)能力(li)大、便于快速連續生產(chan)、易于實現自動控制等一系列優(you)點，因(yin)而(er)逐(zhu)漸(jian)變成分(fen)(fen)離大量稀土的主要(yao)方法(fa)。

溶(rong)劑萃取(qu)(qu)法的分離設備有(you)混合澄(cheng)清槽、離心萃取(qu)(qu)器等(deng)，提純稀(xi)土所用(yong)的萃取(qu)(qu)劑有(you)：以酸性磷(lin)酸酯為代(dai)表(biao)(biao)的陽(yang)離子萃取(qu)(qu)劑如P204、P507，以胺為代(dai)表(biao)(biao)的陰離子交換液N1923和以TBP、P350等(deng)中性磷(lin)酸酯為代(dai)表(biao)(biao)的溶(rong)劑萃取(qu)(qu)劑三種(zhong)。這(zhe)些萃取(qu)(qu)劑的粘度與(yu)比(bi)重(zhong)都很高，與(yu)水不易分離。通常(chang)用(yong)煤油等(deng)溶(rong)劑將其(qi)稀(xi)釋再用(yong)。

萃(cui)取(qu)工(gong)藝過程一(yi)般可分為三個主要階段：萃(cui)取(qu)、洗滌、反萃(cui)取(qu)。

（五）金屬的制備

稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)生(sheng)產(chan)又(you)叫(jiao)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)火法冶金生(sheng)產(chan)。稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)一般分為混(hun)合稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)和單一稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)。混(hun)合稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)組成(cheng)與礦石中原有的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)成(cheng)份接近，單一金屬(shu)(shu)(shu)是各稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)分離精制的(de)(de)金屬(shu)(shu)(shu)。以稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)氧(yang)化物(wu)（除釤、銪、鐿及銩的(de)(de)氧(yang)化物(wu)外）為原料用一般冶金方法很(hen)難(nan)還原成(cheng)單一金屬(shu)(shu)(shu)，因其(qi)生(sheng)成(cheng)熱很(hen)大(da)、穩定(ding)性高(gao)。因此生(sheng)產(chan)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬(shu)(shu)(shu)常用的(de)(de)原料是它們的(de)(de)氯化物(wu)和氟化物(wu)。

1、熔鹽電解法

工業上大批(pi)量生(sheng)產混合稀(xi)土金屬一般使用(yong)熔鹽電(dian)解法(fa)。這一方法(fa)是把稀(xi)土氯化(hua)物(wu)等稀(xi)土化(hua)合物(wu)加熱熔融(rong)，然后進行電(dian)解，在陰極上析(xi)出稀(xi)土金屬。電(dian)解法(fa)有氯化(hua)物(wu)電(dian)解和氧化(hua)物(wu)電(dian)解兩種(zhong)方法(fa)。單(dan)一稀(xi)土金屬的(de)制備方法(fa)因(yin)(yin)元(yuan)素(su)不同而異。釤、銪、鐿、銩因(yin)(yin)蒸氣壓高，不適于電(dian)解法(fa)制備，而使用(yong)還(huan)原蒸餾法(fa)。其它元(yuan)素(su)可用(yong)電(dian)解法(fa)或金屬熱還(huan)原法(fa)制備。

氯化(hua)物電(dian)解(jie)是生(sheng)產金屬(shu)(shu)最(zui)普通的方法，特別是混合稀土金屬(shu)(shu)工(gong)藝(yi)簡單，成本(ben)便(bian)宜(yi)，投資小，但最(zui)大缺點是氯氣(qi)放出，污染環境(jing)。

氧化(hua)物(wu)電解沒有有害氣體放出，但成(cheng)本(ben)稍高(gao)些，一(yi)(yi)般生產(chan)價(jia)格較高(gao)的單一(yi)(yi)稀土如釹、鐠等都(dou)用氧化(hua)物(wu)電解。

2、真空熱還原法

電解法(fa)只能制(zhi)(zhi)(zhi)備一(yi)般工(gong)業級的稀土(tu)金(jin)(jin)屬，如要(yao)制(zhi)(zhi)(zhi)備雜質較低，純(chun)度高的金(jin)(jin)屬，一(yi)般用(yong)真(zhen)空熱還原的方法(fa)來制(zhi)(zhi)(zhi)取。一(yi)般是把稀土(tu)氧化物先制(zhi)(zhi)(zhi)成氟化稀土(tu)，在真(zhen)空感應爐(lu)內用(yong)金(jin)(jin)屬鈣進行還原，制(zhi)(zhi)(zhi)得(de)粗金(jin)(jin)屬，然后再經(jing)過(guo)重熔和蒸餾(liu)獲得(de)較純(chun)的金(jin)(jin)屬，這一(yi)方法(fa)可以生產所有的單(dan)一(yi)稀土(tu)金(jin)(jin)屬，但釤、銪、鐿、銩不能用(yong)這種(zhong)方法(fa)。

釤、銪、鐿、銩與鈣的氧化還原電位僅使氟化稀土產生部分還原。一般制備這些金屬，是利用這些金屬的高蒸汽壓和鑭金屬的低蒸氣壓的原理，將這四種稀土的(de)氧化(hua)物與鑭金(jin)屬的(de)碎屑混(hun)合壓塊，在(zai)真空(kong)爐中進(jin)行還原(yuan)，鑭比較(jiao)活潑，釤、銪、鐿、銩被鑭還原(yuan)成金(jin)屬后收集在(zai)冷凝器上(shang)，與渣很(hen)容易分(fen)開。