稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選礦(kuang)(kuang)是利用(yong)組成礦(kuang)(kuang)石(shi)的各種礦(kuang)(kuang)物之間的物理化學性質的差異，采用(yong)不(bu)同的選礦(kuang)(kuang)方法，借(jie)助不(bu)同的選礦(kuang)(kuang)工藝，不(bu)同的選礦(kuang)(kuang)設備(bei)，把礦(kuang)(kuang)石(shi)中的有(you)(you)用(yong)礦(kuang)(kuang)物富集起來，除去有(you)(you)害雜質，并使之與脈石(shi)礦(kuang)(kuang)物分離的機(ji)械加工過程。

當前我國和世界上其它國家開采出來的稀土礦石中(zhong)，稀(xi)土(tu)氧化物含量(liang)只有百分之幾，甚至有的(de)更(geng)低，為(wei)了滿(man)(man)足(zu)冶煉的(de)生(sheng)產要(yao)求，在冶煉前(qian)經選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)，將稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物與脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)物和其它(ta)有用礦(kuang)(kuang)(kuang)物分開(kai)，以(yi)提高(gao)稀(xi)土(tu)氧化物的(de)含量(liang)，得(de)到能滿(man)(man)足(zu)稀(xi)土(tu)冶金(jin)要(yao)求的(de)稀(xi)土(tu)精礦(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)一般采用浮選(xuan)法，并常輔以(yi)重選(xuan)、磁(ci)選(xuan)組(zu)(zu)成多種(zhong)組(zu)(zu)合的(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)工藝(yi)流(liu)程(cheng)。

內蒙古白云鄂博(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山的(de)稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床，是鐵(tie)(tie)白云石的(de)碳酸巖(yan)型礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床，在(zai)主要(yao)成分鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中伴生稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物（除(chu)氟碳鈰礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、獨居石外(wai)，還有數(shu)種含(han)鈮、稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物）。采出(chu)(chu)的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石中含(han)鐵(tie)(tie)30%左(zuo)右，稀(xi)土氧化物約5%。在(zai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山先將大礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石破碎后，用火車運(yun)至包頭(tou)鋼鐵(tie)(tie)集(ji)(ji)團公(gong)司的(de)選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)。選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)的(de)任務是將Fe2O3從33%提(ti)高到55%以(yi)上(shang)(shang)，先在(zai)錐形(xing)球(qiu)磨機(ji)上(shang)(shang)磨礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)分級，再(zai)用圓(yuan)筒磁選(xuan)(xuan)機(ji)選(xuan)(xuan)得(de)62～65%Fe2O3的(de)一次鐵(tie)(tie)精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。其尾(wei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)繼續進行浮選(xuan)(xuan)與磁選(xuan)(xuan)，得(de)到含(han)45%Fe2O3以(yi)上(shang)(shang)的(de)二次鐵(tie)(tie)精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)土富集(ji)(ji)在(zai)浮選(xuan)(xuan)泡沫(mo)中，品位達(da)到10～15%。該富集(ji)(ji)物可用搖床選(xuan)(xuan)出(chu)(chu)REO含(han)量為30%的(de)粗精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，經選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)設備再(zai)處理后，可得(de)到REO60%以(yi)上(shang)(shang)的(de)稀(xi)土精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀(xi)土冶煉方法(fa)有兩種，即濕法(fa)冶金和火法(fa)冶金。

濕法冶金屬(shu)化工(gong)(gong)冶金方式(shi)，全流(liu)程(cheng)大多處于溶(rong)液、溶(rong)劑(ji)之中，如(ru)稀(xi)土(tu)(tu)精礦的(de)分解、稀(xi)土(tu)(tu)氧化物、稀(xi)土(tu)(tu)化合物、單一(yi)稀(xi)土(tu)(tu)金屬(shu)的(de)分離(li)和(he)提取過程(cheng)就是(shi)采用(yong)(yong)沉淀、結(jie)晶、氧化還原、溶(rong)劑(ji)萃取、離(li)子(zi)交換等化學(xue)分離(li)工(gong)(gong)藝(yi)過程(cheng)。現應用(yong)(yong)較普遍的(de)是(shi)有機(ji)溶(rong)劑(ji)萃取法，它是(shi)工(gong)(gong)業分離(li)高(gao)純(chun)單一(yi)稀(xi)土(tu)(tu)元素的(de)通用(yong)(yong)工(gong)(gong)藝(yi)。濕法冶金流(liu)程(cheng)復雜，產品純(chun)度(du)高(gao)，該法生產成(cheng)品應用(yong)(yong)面廣(guang)闊(kuo)。

火法(fa)冶金(jin)工藝過程(cheng)簡單，生產率較(jiao)高(gao)。稀(xi)土(tu)火法(fa)冶煉主(zhu)要包括(kuo)硅熱(re)還原法(fa)制(zhi)(zhi)取稀(xi)土(tu)合(he)(he)金(jin)，熔鹽電解(jie)法(fa)制(zhi)(zhi)取稀(xi)土(tu)金(jin)屬或合(he)(he)金(jin)，金(jin)屬熱(re)還原法(fa)制(zhi)(zhi)取稀(xi)土(tu)合(he)(he)金(jin)等。火法(fa)冶金(jin)的共同特(te)點是(shi)在高(gao)溫條(tiao)件(jian)下生產。

（三）精礦的分解

稀(xi)土(tu)(tu)精礦(kuang)中的(de)稀(xi)土(tu)(tu)，一般呈(cheng)難溶于(yu)(yu)水的(de)碳酸鹽(yan)、氟化(hua)(hua)物、磷酸鹽(yan)、氧化(hua)(hua)物或(huo)(huo)硅(gui)酸鹽(yan)等形態(tai)。必須通(tong)過(guo)各種化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)將稀(xi)土(tu)(tu)轉化(hua)(hua)為(wei)(wei)溶于(yu)(yu)水或(huo)(huo)無(wu)機酸的(de)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物，經(jing)過(guo)溶解、分(fen)離、凈化(hua)(hua)、濃縮或(huo)(huo)灼燒等工序，制成各種混合(he)(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物如(ru)混合(he)(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)氯化(hua)(hua)物，作為(wei)(wei)產品或(huo)(huo)分(fen)離單(dan)一稀(xi)土(tu)(tu)的(de)原(yuan)料，這(zhe)樣的(de)過(guo)程(cheng)稱為(wei)(wei)稀(xi)土(tu)(tu)精礦(kuang)分(fen)解也稱為(wei)(wei)前處理(li)。

分(fen)解(jie)(jie)稀土(tu)精礦(kuang)有很多方法(fa)(fa)，總的(de)來說(shuo)可分(fen)為(wei)三類(lei)，即酸(suan)(suan)法(fa)(fa)、堿(jian)法(fa)(fa)和(he)氯(lv)化分(fen)解(jie)(jie)。酸(suan)(suan)法(fa)(fa)分(fen)解(jie)(jie)又分(fen)為(wei)鹽酸(suan)(suan)分(fen)解(jie)(jie)、硫酸(suan)(suan)分(fen)解(jie)(jie)和(he)氫(qing)(qing)氟酸(suan)(suan)分(fen)解(jie)(jie)法(fa)(fa)等。堿(jian)法(fa)(fa)分(fen)解(jie)(jie)又分(fen)為(wei)氫(qing)(qing)氧(yang)化鈉分(fen)解(jie)(jie)或(huo)氫(qing)(qing)氧(yang)化鈉熔(rong)融或(huo)蘇打焙燒法(fa)(fa)等。一般根據精礦(kuang)的(de)類(lei)型、品位特點(dian)、產(chan)品方案、便于(yu)非稀土(tu)元素的(de)回(hui)收與綜合利(li)用、利(li)于(yu)勞動衛生與環境保護、經(jing)濟合理(li)等原(yuan)則(ze)選擇(ze)適宜的(de)工藝流程(cheng)。

碳酸稀土(tu)和(he)氯(lv)化稀土(tu)的(de)生產(chan)：

一個(ge)工藝(yi)是濃硫(liu)酸(suan)(suan)焙燒(shao)(shao)工藝(yi)，即把稀(xi)土(tu)精(jing)礦與硫(liu)酸(suan)(suan)混合(he)在回轉(zhuan)窯中(zhong)(zhong)焙燒(shao)(shao)。經過焙燒(shao)(shao)的(de)(de)礦用水浸出(chu)(chu)，則可(ke)溶(rong)性的(de)(de)稀(xi)土(tu)硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)就進入水溶(rong)液，稱之為浸出(chu)(chu)液。然(ran)后往(wang)浸出(chu)(chu)液中(zhong)(zhong)加(jia)入碳酸(suan)(suan)氫銨，則稀(xi)土(tu)呈碳酸(suan)(suan)鹽(yan)沉(chen)淀下(xia)來，過濾后即得(de)碳酸(suan)(suan)稀(xi)土(tu)。

另一(yi)種(zhong)工(gong)藝(yi)叫燒(shao)堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)藝(yi)，簡稱堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)藝(yi)。一(yi)般是將60%的(de)(de)稀(xi)土(tu)精(jing)礦與濃堿(jian)(jian)液(ye)攪勻，在高溫下熔融反(fan)應(ying)，稀(xi)土(tu)精(jing)礦即(ji)被(bei)分解，稀(xi)土(tu)變(bian)為氫(qing)氧(yang)化稀(xi)土(tu)，把堿(jian)(jian)餅經水洗(xi)除去(qu)(qu)鈉鹽和多余的(de)(de)堿(jian)(jian)，然后把水洗(xi)過的(de)(de)氫(qing)氧(yang)化稀(xi)土(tu)再用鹽酸溶解，稀(xi)土(tu)被(bei)溶解為氯(lv)化稀(xi)土(tu)溶液(ye)，調(diao)酸度除去(qu)(qu)雜質，過濾后的(de)(de)氯(lv)化稀(xi)土(tu)溶液(ye)經濃縮結(jie)晶(jing)即(ji)制(zhi)得固體的(de)(de)氯(lv)化稀(xi)土(tu)。

（四）元素的分離

除(chu)Pm以外的(de)(de)(de)(de)(de)16個(ge)(ge)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)都可提純到(dao)(dao)6N（99.9999%）的(de)(de)(de)(de)(de)純度。由稀(xi)(xi)(xi)土(tu)精礦(kuang)分(fen)解后所得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)化(hua)合(he)物中(zhong)，分(fen)離(li)提取出單一純稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，在(zai)化(hua)學工(gong)藝上是(shi)比較復(fu)雜(za)和困難的(de)(de)(de)(de)(de)。其主要(yao)原因(yin)有(you)二個(ge)(ge)，一是(shi)鑭系元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)性質(zhi)和化(hua)學性質(zhi)十分(fen)相(xiang)似，多(duo)數稀(xi)(xi)(xi)土(tu)離(li)子(zi)半徑居(ju)于相(xiang)鄰兩元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之間(jian)，非常相(xiang)近(jin)，在(zai)水(shui)溶(rong)液中(zhong)都是(shi)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)三價態。稀(xi)(xi)(xi)土(tu)離(li)子(zi)與水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)親和力(li)大，因(yin)受(shou)水(shui)合(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)保護，其化(hua)學性質(zhi)非常相(xiang)似，分(fen)離(li)提純極為困難。二是(shi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)精礦(kuang)分(fen)解后所得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)化(hua)合(he)物中(zhong)伴(ban)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)較多(duo)（如鈾、釷(tu)、鈮(ni)、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣(gai)、硅、氟、磷等）。因(yin)此，在(zai)分(fen)離(li)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝流程(cheng)中(zhong)，不但要(yao)考(kao)慮(lv)(lv)這十幾(ji)個(ge)(ge)化(hua)學性質(zhi)極其相(xiang)近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)離(li)，而且還必須考(kao)慮(lv)(lv)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)同(tong)伴(ban)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)離(li)。

稀土生(sheng)產(chan)中采用的(de)分(fen)離方(fang)法（濕(shi)法生(sheng)產(chan)工藝）有：1、分(fen)步法（分(fen)級結晶法、分(fen)級沉淀(dian)法和氧化還原(yuan)法）；2、離子交換法；3、溶劑萃取(qu)法。

1、分步法

從1794年(nian)發現的(de)(de)釔(yi)（Y）到(dao)1905年(nian)發現的(de)(de)镥（Lu）為(wei)止，所有(you)天然存在(zai)的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)間的(de)(de)單(dan)一(yi)分(fen)離，還(huan)有(you)居里夫婦發現的(de)(de)鐳，都是(shi)用這種(zhong)方(fang)法(fa)分(fen)離的(de)(de)。分(fen)步法(fa)是(shi)利用化(hua)合(he)物(wu)在(zai)溶劑中(zhong)(zhong)溶解(jie)的(de)(de)難易(yi)程(cheng)度(du)（溶解(jie)度(du)）上的(de)(de)差別來(lai)進行分(fen)離和提純的(de)(de)。方(fang)法(fa)的(de)(de)操作程(cheng)序是(shi)：將含(han)有(you)兩(liang)種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)先以適宜的(de)(de)溶劑溶解(jie)后(hou)，加熱濃(nong)縮，溶液(ye)中(zhong)(zhong)一(yi)部分(fen)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)化(hua)合(he)物(wu)析(xi)出來(lai)（結晶或沉淀）。析(xi)出物(wu)中(zhong)(zhong)，溶解(jie)度(du)較小(xiao)的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)得(de)到(dao)富(fu)集(ji)，溶解(jie)度(du)較大點的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)在(zai)溶液(ye)中(zhong)(zhong)也(ye)得(de)到(dao)富(fu)集(ji)。因為(wei)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之(zhi)間的(de)(de)溶解(jie)度(du)差別很小(xiao)，必須(xu)重復操作多(duo)次(ci)才能(neng)將這兩(liang)種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)分(fen)離開來(lai)，因而這是(shi)一(yi)件非(fei)常(chang)困難的(de)(de)工作。全部稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)單(dan)一(yi)分(fen)離耗費了100多(duo)年(nian)，一(yi)次(ci)分(fen)離重復操作竟達2萬次(ci)，對于化(hua)學工作者而言(yan)，其艱辛(xin)的(de)(de)程(cheng)度(du)，可想而知(zhi)。因此用這樣的(de)(de)方(fang)法(fa)不能(neng)大量生產單(dan)一(yi)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)。

2、離子交換法

由于分(fen)(fen)步法不(bu)能大量生產單一(yi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)，因而稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)研究(jiu)工作(zuo)也受到(dao)了阻礙，第二次世(shi)界(jie)大戰后，美國原子(zi)彈研制計(ji)劃即所謂曼哈頓計(ji)劃推(tui)動了稀(xi)(xi)(xi)土(tu)分(fen)(fen)離(li)(li)技術的(de)(de)發展，因稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)和鈾、釷等放射性元(yuan)素(su)(su)性質相似，為盡(jin)快推(tui)進(jin)原子(zi)能的(de)(de)研究(jiu)，就將稀(xi)(xi)(xi)土(tu)作(zuo)為其代(dai)用品加(jia)以利用。而且(qie)，為了分(fen)(fen)析(xi)原子(zi)核裂變產物中(zhong)含(han)有的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)，并除去鈾、釷中(zhong)的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)，研究(jiu)成(cheng)功了離(li)(li)子(zi)交(jiao)換色層分(fen)(fen)析(xi)法（離(li)(li)子(zi)交(jiao)換法），進(jin)而用于稀(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)(li)。

離(li)子(zi)(zi)交換色層法的(de)(de)原理是：首先將(jiang)陽離(li)子(zi)(zi)交換樹脂(zhi)填充(chong)于(yu)柱子(zi)(zi)內，再(zai)將(jiang)待分離(li)的(de)(de)混合稀(xi)(xi)(xi)土吸附(fu)在柱子(zi)(zi)入(ru)口(kou)處的(de)(de)那一端(duan)，然后讓淋(lin)(lin)洗(xi)液從上(shang)到下流(liu)經(jing)柱子(zi)(zi)。形(xing)成了混合物的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土就脫(tuo)(tuo)離(li)離(li)子(zi)(zi)交換樹脂(zhi)而(er)隨淋(lin)(lin)洗(xi)液一起向下流(liu)動。流(liu)動的(de)(de)過程中(zhong)稀(xi)(xi)(xi)土混合物分解，再(zai)吸附(fu)于(yu)樹脂(zhi)上(shang)。就這樣，稀(xi)(xi)(xi)土離(li)子(zi)(zi)一邊吸附(fu)、脫(tuo)(tuo)離(li)樹脂(zhi)，一邊隨著淋(lin)(lin)洗(xi)液向柱子(zi)(zi)的(de)(de)出口(kou)端(duan)流(liu)動。由于(yu)稀(xi)(xi)(xi)土離(li)子(zi)(zi)與(yu)絡(luo)合劑形(xing)成的(de)(de)絡(luo)合物的(de)(de)穩定性不(bu)同，因此(ci)各種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)土離(li)子(zi)(zi)向下移動的(de)(de)速度不(bu)一樣，親和力大的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土向下流(liu)動快，結果先到達出口(kou)端(duan)。

離(li)子交換(huan)法(fa)(fa)(fa)的(de)優點是(shi)一(yi)(yi)(yi)次操(cao)作(zuo)(zuo)可以將多個元素(su)加以分(fen)離(li)。而(er)且(qie)還能得(de)(de)到高(gao)純(chun)度的(de)產(chan)品。這種方(fang)法(fa)(fa)(fa)的(de)缺點是(shi)不能連續(xu)處理，一(yi)(yi)(yi)次操(cao)作(zuo)(zuo)周期花費時間長，還有樹(shu)脂的(de)再(zai)生、交換(huan)等所耗成本高(gao)，因此，這種曾經是(shi)分(fen)離(li)大量(liang)稀(xi)土的(de)主要方(fang)法(fa)(fa)(fa)已從主流分(fen)離(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)上退下來，而(er)被溶劑(ji)萃取(qu)(qu)法(fa)(fa)(fa)取(qu)(qu)代。但由(you)于離(li)子交換(huan)色(se)層法(fa)(fa)(fa)具有獲(huo)得(de)(de)高(gao)純(chun)度單(dan)一(yi)(yi)(yi)稀(xi)土產(chan)品的(de)突出特點，為制取(qu)(qu)超高(gao)純(chun)單(dan)一(yi)(yi)(yi)稀(xi)土產(chan)品以及一(yi)(yi)(yi)些重(zhong)稀(xi)土元素(su)的(de)分(fen)離(li)，還需用(yong)離(li)子交換(huan)色(se)層法(fa)(fa)(fa)分(fen)離(li)制取(qu)(qu)。

3、溶劑萃取法

利用有機溶(rong)(rong)劑(ji)從與其(qi)不相(xiang)(xiang)混溶(rong)(rong)的水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中把被萃(cui)取物提(ti)取分離出來的方法稱(cheng)之為(wei)有機溶(rong)(rong)劑(ji)液(ye)(ye)(ye)—液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)萃(cui)取法，簡稱(cheng)溶(rong)(rong)劑(ji)萃(cui)取法，它(ta)是一種把物質從一個液(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)轉移到另一個液(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)的傳質過(guo)程(cheng)。

溶劑萃(cui)取(qu)(qu)法(fa)(fa)在石油(you)化(hua)(hua)工(gong)、有(you)(you)機(ji)化(hua)(hua)學(xue)、藥物化(hua)(hua)學(xue)和(he)分析化(hua)(hua)學(xue)方(fang)(fang)面(mian)應用較早。但(dan)近(jin)四十年來，由于(yu)原(yuan)子能(neng)科學(xue)技(ji)術的發展(zhan)，超純物質及稀(xi)有(you)(you)元素(su)生產的需要，溶劑萃(cui)取(qu)(qu)法(fa)(fa)在核燃(ran)料(liao)工(gong)業、稀(xi)有(you)(you)冶金等(deng)工(gong)業方(fang)(fang)面(mian)，得到了很大的發展(zhan)。我國在萃(cui)取(qu)(qu)理論的研究、新型(xing)萃(cui)取(qu)(qu)劑的合成與應用和(he)稀(xi)土元素(su)分離的萃(cui)取(qu)(qu)工(gong)藝流程等(deng)方(fang)(fang)面(mian)，均(jun)達到了很高的水(shui)平。

溶(rong)劑(ji)萃取法(fa)其(qi)萃取過程與分(fen)級(ji)沉(chen)淀、分(fen)級(ji)結晶、離子交換等分(fen)離方法(fa)相(xiang)比，具(ju)有分(fen)離效(xiao)果好、生產(chan)能力大、便于快速連續生產(chan)、易(yi)于實現自(zi)動控制等一系列優點，因(yin)而逐漸(jian)變成分(fen)離大量(liang)稀(xi)土的(de)主要方法(fa)。

溶(rong)劑(ji)(ji)萃(cui)(cui)取(qu)法的分離(li)(li)設備有混合澄(cheng)清槽、離(li)(li)心(xin)萃(cui)(cui)取(qu)器等，提純稀土所用(yong)的萃(cui)(cui)取(qu)劑(ji)(ji)有：以酸性(xing)磷酸酯(zhi)為(wei)代表的陽離(li)(li)子萃(cui)(cui)取(qu)劑(ji)(ji)如P204、P507，以胺為(wei)代表的陰離(li)(li)子交(jiao)換(huan)液N1923和以TBP、P350等中性(xing)磷酸酯(zhi)為(wei)代表的溶(rong)劑(ji)(ji)萃(cui)(cui)取(qu)劑(ji)(ji)三種。這些萃(cui)(cui)取(qu)劑(ji)(ji)的粘度與(yu)(yu)比重都很(hen)高，與(yu)(yu)水不易分離(li)(li)。通常用(yong)煤油等溶(rong)劑(ji)(ji)將其稀釋再用(yong)。

萃取(qu)(qu)工藝過程一般可(ke)分為三個主(zhu)要階段(duan)：萃取(qu)(qu)、洗滌、反(fan)萃取(qu)(qu)。

（五）金屬的制備

稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)生產(chan)又叫稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)火法(fa)冶金(jin)(jin)(jin)生產(chan)。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)一(yi)(yi)般分(fen)為混(hun)合稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和(he)單一(yi)(yi)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。混(hun)合稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)組成(cheng)與礦石中(zhong)原有的(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)成(cheng)份接(jie)近，單一(yi)(yi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)是各稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)分(fen)離(li)精制的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。以稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)氧化物(wu)（除釤、銪、鐿及銩的(de)氧化物(wu)外）為原料(liao)(liao)用(yong)一(yi)(yi)般冶金(jin)(jin)(jin)方法(fa)很(hen)難還原成(cheng)單一(yi)(yi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)，因其生成(cheng)熱很(hen)大(da)、穩定性高。因此生產(chan)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)常(chang)用(yong)的(de)原料(liao)(liao)是它們的(de)氯化物(wu)和(he)氟化物(wu)。

1、熔鹽電解法

工業上(shang)大批量生產(chan)混(hun)合稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬一(yi)般使用熔鹽(yan)電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)。這一(yi)方(fang)法(fa)(fa)是(shi)把稀(xi)土(tu)氯(lv)化物(wu)等稀(xi)土(tu)化合物(wu)加熱熔融(rong)，然后進行電(dian)(dian)解(jie)，在陰極上(shang)析出稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬。電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)有氯(lv)化物(wu)電(dian)(dian)解(jie)和(he)氧化物(wu)電(dian)(dian)解(jie)兩種方(fang)法(fa)(fa)。單一(yi)稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬的制備方(fang)法(fa)(fa)因元素(su)不同而(er)異(yi)。釤(shan)、銪(you)、鐿、銩(diu)因蒸氣壓高，不適(shi)于電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)制備，而(er)使用還(huan)原(yuan)蒸餾法(fa)(fa)。其它元素(su)可(ke)用電(dian)(dian)解(jie)法(fa)(fa)或金(jin)(jin)屬熱還(huan)原(yuan)法(fa)(fa)制備。

氯(lv)化物電(dian)解是生產金屬最(zui)普通的方法(fa)，特別(bie)是混合稀土(tu)金屬工藝簡(jian)單，成本便(bian)宜，投(tou)資小(xiao)，但最(zui)大缺點(dian)是氯(lv)氣(qi)放(fang)出(chu)，污染環(huan)境。

氧(yang)化(hua)物電解沒有(you)有(you)害(hai)氣(qi)體放出(chu)，但成本稍高些(xie)，一般生產價格較(jiao)高的單一稀土如釹、鐠(pu)等都用氧(yang)化(hua)物電解。

2、真空熱還原法

電解法(fa)(fa)只(zhi)能(neng)制(zhi)備一(yi)(yi)般(ban)工業級的(de)稀土(tu)金(jin)屬，如要制(zhi)備雜質較低(di)，純(chun)度高的(de)金(jin)屬，一(yi)(yi)般(ban)用(yong)(yong)真(zhen)空熱還(huan)原(yuan)的(de)方法(fa)(fa)來制(zhi)取(qu)。一(yi)(yi)般(ban)是把稀土(tu)氧化(hua)物先制(zhi)成氟化(hua)稀土(tu)，在(zai)真(zhen)空感應(ying)爐內(nei)用(yong)(yong)金(jin)屬鈣進行(xing)還(huan)原(yuan)，制(zhi)得粗金(jin)屬，然后再(zai)經過重(zhong)熔(rong)和(he)蒸餾獲(huo)得較純(chun)的(de)金(jin)屬，這一(yi)(yi)方法(fa)(fa)可以生產所有的(de)單一(yi)(yi)稀土(tu)金(jin)屬，但釤、銪、鐿、銩不能(neng)用(yong)(yong)這種(zhong)方法(fa)(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，將這四種稀土的氧(yang)化物與鑭金屬的碎屑(xie)混合壓塊，在真(zhen)空(kong)爐中進行還原，鑭比較活(huo)潑，釤(shan)、銪(you)、鐿、銩被鑭還原成金屬后收集在冷凝器上，與渣很(hen)容易分開。