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)(yong)組(zu)成(cheng)礦(kuang)(kuang)石的(de)(de)各種礦(kuang)(kuang)物(wu)之間的(de)(de)物(wu)理化學性質的(de)(de)差異，采用(yong)(yong)不(bu)同(tong)的(de)(de)選礦(kuang)(kuang)方(fang)法，借助不(bu)同(tong)的(de)(de)選礦(kuang)(kuang)工藝，不(bu)同(tong)的(de)(de)選礦(kuang)(kuang)設備，把礦(kuang)(kuang)石中(zhong)的(de)(de)有用(yong)(yong)礦(kuang)(kuang)物(wu)富集(ji)起來，除去有害雜質，并使之與脈石礦(kuang)(kuang)物(wu)分離(li)的(de)(de)機械加工過程。

當前我國和世界上其它國家開采出來的稀土礦石中，稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物含量只有百分之幾，甚至有的(de)更低，為了滿足冶(ye)煉的(de)生產(chan)要(yao)求，在冶(ye)煉前經選(xuan)礦(kuang)(kuang)，將稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)物與(yu)脈石(shi)礦(kuang)(kuang)物和其它有用礦(kuang)(kuang)物分開，以提(ti)高稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物的(de)含量，得到能滿足稀(xi)土(tu)冶(ye)金(jin)要(yao)求的(de)稀(xi)土(tu)精礦(kuang)(kuang)。稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)的(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)一般(ban)采用浮選(xuan)法，并常輔以重選(xuan)、磁選(xuan)組成多種組合的(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)工(gong)藝流程。

內蒙古(gu)白云(yun)鄂博礦(kuang)(kuang)(kuang)山的(de)(de)(de)(de)稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)床，是(shi)(shi)鐵(tie)白云(yun)石(shi)的(de)(de)(de)(de)碳酸巖型礦(kuang)(kuang)(kuang)床，在主要(yao)成分鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)中伴生稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物（除(chu)氟碳鈰礦(kuang)(kuang)(kuang)、獨(du)居(ju)石(shi)外，還有數種含(han)鈮、稀土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物）。采出的(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中含(han)鐵(tie)30%左(zuo)右，稀土(tu)氧化物約(yue)5%。在礦(kuang)(kuang)(kuang)山先將(jiang)大(da)礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)破碎(sui)后，用(yong)火車運至包(bao)頭鋼鐵(tie)集(ji)(ji)團公司(si)的(de)(de)(de)(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)。選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)任(ren)務是(shi)(shi)將(jiang)Fe2O3從33%提高(gao)到(dao)55%以上(shang)，先在錐形球磨機(ji)上(shang)磨礦(kuang)(kuang)(kuang)分級，再用(yong)圓筒磁(ci)選(xuan)機(ji)選(xuan)得62～65%Fe2O3的(de)(de)(de)(de)一次鐵(tie)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)。其尾礦(kuang)(kuang)(kuang)繼續進行浮選(xuan)與磁(ci)選(xuan)，得到(dao)含(han)45%Fe2O3以上(shang)的(de)(de)(de)(de)二次鐵(tie)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)。稀土(tu)富集(ji)(ji)在浮選(xuan)泡沫中，品位達到(dao)10～15%。該富集(ji)(ji)物可用(yong)搖床選(xuan)出REO含(han)量為30%的(de)(de)(de)(de)粗(cu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)，經選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)設(she)備再處理后，可得到(dao)REO60%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)稀土(tu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀土冶煉(lian)方法有兩種，即濕(shi)法冶金(jin)和火法冶金(jin)。

濕法冶(ye)金屬化(hua)工(gong)冶(ye)金方(fang)式，全流程大多處于溶液、溶劑之中，如稀(xi)土(tu)精礦的分解(jie)、稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物(wu)、稀(xi)土(tu)化(hua)合(he)物(wu)、單一稀(xi)土(tu)金屬的分離和提取過程就(jiu)是(shi)采用(yong)(yong)沉淀、結晶、氧(yang)化(hua)還原、溶劑萃(cui)取、離子交換等化(hua)學分離工(gong)藝過程。現應用(yong)(yong)較普遍的是(shi)有機溶劑萃(cui)取法，它是(shi)工(gong)業(ye)分離高純單一稀(xi)土(tu)元素(su)的通用(yong)(yong)工(gong)藝。濕法冶(ye)金流程復雜，產品純度(du)高，該法生產成品應用(yong)(yong)面廣闊。

火法冶金(jin)工藝(yi)過程簡單，生產(chan)率較高。稀(xi)土火法冶煉(lian)主要包括硅熱還原法制取稀(xi)土合金(jin)，熔鹽電解(jie)法制取稀(xi)土金(jin)屬或(huo)合金(jin)，金(jin)屬熱還原法制取稀(xi)土合金(jin)等。火法冶金(jin)的共同特(te)點(dian)是(shi)在高溫條件(jian)下(xia)生產(chan)。

（三）精礦的分解

稀土(tu)(tu)精(jing)礦(kuang)(kuang)中的(de)稀土(tu)(tu)，一般(ban)呈難溶(rong)于(yu)水(shui)的(de)碳酸(suan)鹽(yan)、氟(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、磷酸(suan)鹽(yan)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)或硅(gui)酸(suan)鹽(yan)等(deng)形態。必須通過(guo)各種(zhong)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)(hua)(hua)將稀土(tu)(tu)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)為溶(rong)于(yu)水(shui)或無機(ji)酸(suan)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)，經過(guo)溶(rong)解(jie)、分離、凈化(hua)(hua)(hua)(hua)、濃縮(suo)或灼燒等(deng)工序(xu)，制成(cheng)各種(zhong)混合稀土(tu)(tu)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)如混合稀土(tu)(tu)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)，作(zuo)為產品或分離單(dan)一稀土(tu)(tu)的(de)原料，這樣的(de)過(guo)程稱(cheng)為稀土(tu)(tu)精(jing)礦(kuang)(kuang)分解(jie)也(ye)稱(cheng)為前(qian)處理。

分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)稀土精礦有很多方法(fa)，總的(de)來(lai)說可分(fen)(fen)為三(san)類，即酸(suan)法(fa)、堿法(fa)和氯(lv)化(hua)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)。酸(suan)法(fa)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)又分(fen)(fen)為鹽酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)、硫酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)和氫(qing)氟(fu)酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)法(fa)等(deng)。堿法(fa)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)又分(fen)(fen)為氫(qing)氧化(hua)鈉(na)分(fen)(fen)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)或氫(qing)氧化(hua)鈉(na)熔融或蘇打焙燒法(fa)等(deng)。一(yi)般根據(ju)精礦的(de)類型、品位特點、產(chan)品方案、便于非稀土元素的(de)回收與綜合利用、利于勞動衛生(sheng)與環(huan)境保護(hu)、經(jing)濟(ji)合理等(deng)原則選(xuan)擇適宜的(de)工藝(yi)流程。

碳酸稀土和氯化稀土的生產：

一個工(gong)藝是濃硫(liu)酸(suan)焙燒工(gong)藝，即(ji)把稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精礦與硫(liu)酸(suan)混(hun)合在(zai)回轉窯(yao)中(zhong)焙燒。經過焙燒的礦用水浸出(chu)，則(ze)可(ke)溶性的稀(xi)土(tu)(tu)(tu)硫(liu)酸(suan)鹽就進入(ru)水溶液(ye)，稱之為浸出(chu)液(ye)。然后往浸出(chu)液(ye)中(zhong)加入(ru)碳酸(suan)氫銨，則(ze)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)呈碳酸(suan)鹽沉淀下(xia)來(lai)，過濾后即(ji)得碳酸(suan)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)。

另一(yi)種工(gong)藝叫(jiao)燒堿(jian)(jian)法工(gong)藝，簡稱(cheng)堿(jian)(jian)法工(gong)藝。一(yi)般(ban)是將60%的稀(xi)(xi)土(tu)精礦與濃(nong)堿(jian)(jian)液攪勻，在高溫(wen)下熔融反應，稀(xi)(xi)土(tu)精礦即(ji)被(bei)分解，稀(xi)(xi)土(tu)變(bian)為氫氧化稀(xi)(xi)土(tu)，把堿(jian)(jian)餅經水洗(xi)除(chu)(chu)去鈉(na)鹽(yan)和多余(yu)的堿(jian)(jian)，然后把水洗(xi)過的氫氧化稀(xi)(xi)土(tu)再用鹽(yan)酸溶解，稀(xi)(xi)土(tu)被(bei)溶解為氯(lv)化稀(xi)(xi)土(tu)溶液，調酸度除(chu)(chu)去雜質(zhi)，過濾后的氯(lv)化稀(xi)(xi)土(tu)溶液經濃(nong)縮結晶即(ji)制(zhi)得固體的氯(lv)化稀(xi)(xi)土(tu)。

（四）元素的分離

除Pm以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)16個稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)素都(dou)可(ke)提純(chun)到6N（99.9999%）的(de)(de)(de)純(chun)度。由稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精(jing)礦分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)后(hou)所得(de)到的(de)(de)(de)混合(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物中，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)提取出(chu)單一(yi)純(chun)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)素，在化(hua)學工藝上(shang)是比(bi)較(jiao)(jiao)復雜和困難的(de)(de)(de)。其主要原(yuan)因(yin)有(you)二(er)(er)個，一(yi)是鑭系(xi)元(yuan)素之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)物理(li)性(xing)質和化(hua)學性(xing)質十分(fen)(fen)(fen)(fen)相似，多數稀(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子半徑(jing)居于相鄰兩元(yuan)素之(zhi)間(jian)，非常相近(jin)，在水(shui)溶液中都(dou)是穩定(ding)的(de)(de)(de)三價態。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子與水(shui)的(de)(de)(de)親和力大，因(yin)受水(shui)合(he)(he)物的(de)(de)(de)保護，其化(hua)學性(xing)質非常相似，分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)提純(chun)極為困難。二(er)(er)是稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精(jing)礦分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)后(hou)所得(de)到的(de)(de)(de)混合(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物中伴(ban)生的(de)(de)(de)雜質元(yuan)素較(jiao)(jiao)多（如鈾、釷、鈮、鉭、鈦(tai)、鋯(gao)、鐵、鈣、硅、氟(fu)、磷等）。因(yin)此(ci)，在分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)素的(de)(de)(de)工藝流(liu)程中，不但(dan)要考慮這十幾個化(hua)學性(xing)質極其相近(jin)的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)素之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，而且還(huan)必須考慮稀(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)素同伴(ban)生的(de)(de)(de)雜質元(yuan)素之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)。

稀土生(sheng)產中采用的分離方(fang)法(fa)（濕法(fa)生(sheng)產工藝）有：1、分步法(fa)（分級(ji)結晶法(fa)、分級(ji)沉淀法(fa)和氧化還原法(fa)）；2、離子交換法(fa)；3、溶劑萃(cui)取法(fa)。

1、分步法

從1794年發現的(de)(de)(de)(de)(de)釔（Y）到(dao)1905年發現的(de)(de)(de)(de)(de)镥（Lu）為止，所有(you)(you)天(tian)然(ran)存在的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)間的(de)(de)(de)(de)(de)單一(yi)分離(li)，還有(you)(you)居(ju)里夫(fu)婦發現的(de)(de)(de)(de)(de)鐳，都是(shi)用這(zhe)種(zhong)方法(fa)分離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)。分步(bu)法(fa)是(shi)利用化合(he)(he)物(wu)(wu)在溶(rong)(rong)劑中(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)易程度（溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度）上的(de)(de)(de)(de)(de)差別來(lai)進(jin)行分離(li)和提(ti)純的(de)(de)(de)(de)(de)。方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)程序是(shi)：將含有(you)(you)兩(liang)(liang)種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)化合(he)(he)物(wu)(wu)先以適宜的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑溶(rong)(rong)解(jie)(jie)后，加熱(re)濃(nong)縮，溶(rong)(rong)液中(zhong)一(yi)部(bu)分元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)化合(he)(he)物(wu)(wu)析出來(lai)（結晶或沉淀）。析出物(wu)(wu)中(zhong)，溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度較小的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)得(de)到(dao)富集，溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度較大點的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)在溶(rong)(rong)液中(zhong)也得(de)到(dao)富集。因(yin)為稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)之間的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度差別很小，必(bi)須重(zhong)復操(cao)作(zuo)(zuo)多次才能(neng)將這(zhe)兩(liang)(liang)種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)分離(li)開來(lai)，因(yin)而這(zhe)是(shi)一(yi)件(jian)非(fei)常(chang)困難(nan)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)。全部(bu)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)單一(yi)分離(li)耗費了100多年，一(yi)次分離(li)重(zhong)復操(cao)作(zuo)(zuo)竟(jing)達(da)2萬次，對于化學工作(zuo)(zuo)者而言，其艱(jian)辛的(de)(de)(de)(de)(de)程度，可(ke)想(xiang)而知。因(yin)此用這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)不能(neng)大量生產單一(yi)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)。

2、離子交換法

由于分(fen)(fen)(fen)步法不(bu)能大(da)量生產(chan)單一(yi)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)，因而稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)(su)(su)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)工作也受(shou)到了(le)(le)(le)阻礙，第二次世界大(da)戰后，美國原子(zi)彈研(yan)制計(ji)劃即所謂曼哈(ha)頓計(ji)劃推(tui)動了(le)(le)(le)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)分(fen)(fen)(fen)離(li)技術的(de)發展(zhan)，因稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)(su)(su)和(he)鈾、釷(tu)(tu)等放射性元素(su)(su)(su)性質相似(si)，為盡快推(tui)進(jin)(jin)原子(zi)能的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)，就(jiu)將稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)作為其(qi)代用品(pin)加(jia)以(yi)利(li)用。而且，為了(le)(le)(le)分(fen)(fen)(fen)析原子(zi)核(he)裂變產(chan)物中(zhong)含有的(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)(su)(su)，并除去鈾、釷(tu)(tu)中(zhong)的(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)(su)(su)，研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)功了(le)(le)(le)離(li)子(zi)交換色層(ceng)分(fen)(fen)(fen)析法（離(li)子(zi)交換法），進(jin)(jin)而用于稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元素(su)(su)(su)的(de)分(fen)(fen)(fen)離(li)。

離(li)(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)色層法的原理是：首先(xian)(xian)將陽離(li)(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂(zhi)填(tian)充(chong)于柱(zhu)子(zi)內，再將待分(fen)離(li)(li)(li)的混合(he)稀土(tu)(tu)吸附(fu)(fu)在柱(zhu)子(zi)入口處的那一端，然后讓(rang)淋(lin)(lin)洗(xi)(xi)液從上到(dao)下流(liu)(liu)(liu)(liu)經柱(zhu)子(zi)。形(xing)(xing)成了(le)混合(he)物的稀土(tu)(tu)就脫(tuo)離(li)(li)(li)離(li)(li)(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂(zhi)而(er)隨(sui)(sui)淋(lin)(lin)洗(xi)(xi)液一起向(xiang)下流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)。流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)的過程中(zhong)稀土(tu)(tu)混合(he)物分(fen)解，再吸附(fu)(fu)于樹脂(zhi)上。就這樣(yang)，稀土(tu)(tu)離(li)(li)(li)子(zi)一邊吸附(fu)(fu)、脫(tuo)離(li)(li)(li)樹脂(zhi)，一邊隨(sui)(sui)著淋(lin)(lin)洗(xi)(xi)液向(xiang)柱(zhu)子(zi)的出口端流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)。由(you)于稀土(tu)(tu)離(li)(li)(li)子(zi)與絡合(he)劑形(xing)(xing)成的絡合(he)物的穩定性不(bu)同，因(yin)此各種稀土(tu)(tu)離(li)(li)(li)子(zi)向(xiang)下移動(dong)(dong)(dong)的速度不(bu)一樣(yang)，親和(he)力大的稀土(tu)(tu)向(xiang)下流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)快，結果先(xian)(xian)到(dao)達出口端。

離(li)(li)子交換(huan)(huan)法(fa)的(de)(de)優點是一(yi)(yi)次操作(zuo)可以(yi)將多個元(yuan)素加以(yi)分(fen)離(li)(li)。而且還能得(de)到(dao)高(gao)純(chun)度(du)的(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)。這種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)(de)缺(que)點是不能連續處理，一(yi)(yi)次操作(zuo)周(zhou)期花(hua)費(fei)時間長，還有樹脂的(de)(de)再(zai)生、交換(huan)(huan)等所耗成本高(gao)，因此，這種(zhong)曾(ceng)經(jing)是分(fen)離(li)(li)大量(liang)稀土的(de)(de)主(zhu)要方(fang)法(fa)已從主(zhu)流分(fen)離(li)(li)方(fang)法(fa)上退下來，而被(bei)溶劑萃取(qu)(qu)法(fa)取(qu)(qu)代。但由(you)于離(li)(li)子交換(huan)(huan)色層法(fa)具有獲得(de)高(gao)純(chun)度(du)單一(yi)(yi)稀土產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)突出特點，為制(zhi)取(qu)(qu)超(chao)高(gao)純(chun)單一(yi)(yi)稀土產(chan)品(pin)(pin)以(yi)及一(yi)(yi)些重稀土元(yuan)素的(de)(de)分(fen)離(li)(li)，還需用離(li)(li)子交換(huan)(huan)色層法(fa)分(fen)離(li)(li)制(zhi)取(qu)(qu)。

3、溶劑萃取法

利用有(you)機(ji)溶(rong)劑從(cong)與其(qi)不(bu)相混溶(rong)的(de)水溶(rong)液(ye)(ye)中把被萃取物(wu)提取分離出來的(de)方(fang)法稱之(zhi)為有(you)機(ji)溶(rong)劑液(ye)(ye)—液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃取法，簡稱溶(rong)劑萃取法，它是一(yi)(yi)種把物(wu)質從(cong)一(yi)(yi)個液(ye)(ye)相轉移(yi)到另一(yi)(yi)個液(ye)(ye)相的(de)傳質過程。

溶劑(ji)(ji)萃取法(fa)在石油化(hua)(hua)工、有(you)機化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)、藥物化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)和(he)(he)分析化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)方(fang)(fang)面(mian)應用較早。但近四(si)十年來，由于原子(zi)能科(ke)學(xue)(xue)(xue)技術的(de)發展，超純(chun)物質及稀(xi)(xi)有(you)元(yuan)素生產(chan)的(de)需(xu)要，溶劑(ji)(ji)萃取法(fa)在核燃料工業、稀(xi)(xi)有(you)冶金等工業方(fang)(fang)面(mian)，得到(dao)了很大的(de)發展。我國(guo)在萃取理論的(de)研(yan)究、新(xin)型(xing)萃取劑(ji)(ji)的(de)合成與應用和(he)(he)稀(xi)(xi)土元(yuan)素分離的(de)萃取工藝(yi)流程等方(fang)(fang)面(mian)，均(jun)達到(dao)了很高的(de)水平。

溶劑萃(cui)取法(fa)(fa)其(qi)萃(cui)取過程(cheng)與分級沉淀、分級結晶、離(li)(li)子(zi)交換等分離(li)(li)方(fang)法(fa)(fa)相比，具(ju)有分離(li)(li)效果好、生(sheng)產能力大、便(bian)于(yu)快(kuai)速(su)連續生(sheng)產、易于(yu)實(shi)現自動控制(zhi)等一系列優點，因(yin)而逐漸變(bian)成分離(li)(li)大量稀(xi)土(tu)的主(zhu)要方(fang)法(fa)(fa)。

溶劑(ji)(ji)萃(cui)取法的分(fen)離設備有(you)(you)混合澄清(qing)槽、離心(xin)萃(cui)取器等，提純稀(xi)土所用的萃(cui)取劑(ji)(ji)有(you)(you)：以(yi)酸性(xing)磷(lin)酸酯為(wei)(wei)代表的陽離子萃(cui)取劑(ji)(ji)如P204、P507，以(yi)胺為(wei)(wei)代表的陰離子交換液N1923和(he)以(yi)TBP、P350等中性(xing)磷(lin)酸酯為(wei)(wei)代表的溶劑(ji)(ji)萃(cui)取劑(ji)(ji)三種。這些萃(cui)取劑(ji)(ji)的粘度與比(bi)重都(dou)很高，與水不易分(fen)離。通常用煤(mei)油等溶劑(ji)(ji)將其稀(xi)釋(shi)再用。

萃(cui)(cui)取工藝過程一般可分為三個主(zhu)要階段：萃(cui)(cui)取、洗(xi)滌、反萃(cui)(cui)取。

（五）金屬的制備

稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)生產又叫稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)火(huo)法冶金(jin)(jin)(jin)生產。稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)一般分為(wei)混合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和單(dan)一稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。混合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)組成與礦石中原(yuan)有的(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)成份接近，單(dan)一金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)是各稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)分離精制的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。以稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)氧化(hua)物(wu)(wu)（除釤、銪、鐿(yi)及銩的(de)氧化(hua)物(wu)(wu)外）為(wei)原(yuan)料(liao)用一般冶金(jin)(jin)(jin)方(fang)法很難還原(yuan)成單(dan)一金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)，因其(qi)生成熱(re)很大、穩定性高。因此生產稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)常用的(de)原(yuan)料(liao)是它們的(de)氯化(hua)物(wu)(wu)和氟化(hua)物(wu)(wu)。

1、熔鹽電解法

工業(ye)上大批量生產混(hun)合稀(xi)(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬一般使用熔鹽電(dian)解(jie)法(fa)(fa)。這(zhe)一方法(fa)(fa)是把稀(xi)(xi)土(tu)氯化(hua)物(wu)等稀(xi)(xi)土(tu)化(hua)合物(wu)加熱熔融，然后(hou)進行電(dian)解(jie)，在陰極上析出稀(xi)(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬。電(dian)解(jie)法(fa)(fa)有氯化(hua)物(wu)電(dian)解(jie)和氧化(hua)物(wu)電(dian)解(jie)兩種方法(fa)(fa)。單一稀(xi)(xi)土(tu)金(jin)(jin)屬的(de)制備(bei)方法(fa)(fa)因元(yuan)素(su)不同而異(yi)。釤、銪、鐿、銩因蒸(zheng)氣壓高，不適于電(dian)解(jie)法(fa)(fa)制備(bei)，而使用還原(yuan)蒸(zheng)餾法(fa)(fa)。其它元(yuan)素(su)可(ke)用電(dian)解(jie)法(fa)(fa)或金(jin)(jin)屬熱還原(yuan)法(fa)(fa)制備(bei)。

氯(lv)化物電解(jie)是(shi)生產金屬最(zui)普通的(de)方法，特別(bie)是(shi)混(hun)合稀土金屬工藝簡單，成(cheng)本便宜(yi)，投資小(xiao)，但最(zui)大缺點是(shi)氯(lv)氣放出，污染(ran)環(huan)境。

氧化(hua)物電解沒有有害氣體放出，但成(cheng)本(ben)稍(shao)高些(xie)，一般(ban)生(sheng)產價格較高的(de)單一稀土如釹(nv)、鐠(pu)等(deng)都(dou)用氧化(hua)物電解。

2、真空熱還原法

電(dian)解法(fa)(fa)只能制(zhi)備(bei)一(yi)般(ban)工(gong)業級的稀土(tu)金(jin)屬，如要制(zhi)備(bei)雜質較低，純度高的金(jin)屬，一(yi)般(ban)用真空熱還原的方法(fa)(fa)來制(zhi)取。一(yi)般(ban)是把稀土(tu)氧化物(wu)先制(zhi)成(cheng)氟化稀土(tu)，在真空感應(ying)爐內(nei)用金(jin)屬鈣進行還原，制(zhi)得(de)粗金(jin)屬，然后再經(jing)過(guo)重熔(rong)和蒸(zheng)餾獲(huo)得(de)較純的金(jin)屬，這一(yi)方法(fa)(fa)可以生產(chan)所有(you)的單一(yi)稀土(tu)金(jin)屬，但釤、銪、鐿、銩不能用這種(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(de)氧化物與(yu)鑭(lan)(lan)金屬的(de)碎屑混合壓塊，在真空爐中進行還(huan)原，鑭(lan)(lan)比較活潑(po)，釤、銪、鐿、銩被鑭(lan)(lan)還(huan)原成金屬后收集(ji)在冷凝器上，與(yu)渣(zha)很容易分開(kai)。