稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選礦(kuang)(kuang)(kuang)是(shi)利用組成礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)的(de)(de)(de)各(ge)種礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)之(zhi)間的(de)(de)(de)物(wu)理(li)化學性質的(de)(de)(de)差異(yi)，采用不(bu)同的(de)(de)(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)方法，借助(zhu)不(bu)同的(de)(de)(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)工藝，不(bu)同的(de)(de)(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)設備，把礦(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中的(de)(de)(de)有(you)(you)用礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)富(fu)集(ji)起(qi)來，除去有(you)(you)害(hai)雜質，并使之(zhi)與(yu)脈石(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)分離的(de)(de)(de)機械(xie)加工過程(cheng)。

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)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)氧(yang)化物含量只有百分之幾，甚至有的(de)(de)更低，為(wei)了滿足冶煉(lian)的(de)(de)生產要求，在冶煉(lian)前經(jing)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，將稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物與脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物和其(qi)它有用(yong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物分開，以(yi)(yi)提高稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)氧(yang)化物的(de)(de)含量，得到能滿足稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)冶金要求的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)一般采用(yong)浮(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)法，并常輔以(yi)(yi)重選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)、磁選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)組成多種組合的(de)(de)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)工藝(yi)流(liu)程。

內蒙古白(bai)云鄂(e)博礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)(shan)的(de)(de)稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)床，是(shi)鐵(tie)白(bai)云石的(de)(de)碳酸巖型礦(kuang)(kuang)(kuang)床，在(zai)主要成分(fen)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)伴生(sheng)稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)物（除氟碳鈰(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)、獨居石外，還有數種含(han)鈮、稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)物）。采出的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)石中(zhong)含(han)鐵(tie)30%左右(you)，稀(xi)(xi)土氧化物約(yue)5%。在(zai)礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)(shan)先將大礦(kuang)(kuang)(kuang)石破碎(sui)后，用(yong)(yong)火車運至包頭鋼鐵(tie)集團公司(si)的(de)(de)選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)。選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)的(de)(de)任務是(shi)將Fe2O3從33%提高到(dao)55%以(yi)上(shang)，先在(zai)錐形(xing)球磨(mo)機上(shang)磨(mo)礦(kuang)(kuang)(kuang)分(fen)級，再(zai)(zai)用(yong)(yong)圓筒(tong)磁選(xuan)(xuan)(xuan)機選(xuan)(xuan)(xuan)得62～65%Fe2O3的(de)(de)一(yi)次鐵(tie)精礦(kuang)(kuang)(kuang)。其(qi)尾礦(kuang)(kuang)(kuang)繼續進行浮選(xuan)(xuan)(xuan)與磁選(xuan)(xuan)(xuan)，得到(dao)含(han)45%Fe2O3以(yi)上(shang)的(de)(de)二次鐵(tie)精礦(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)(xi)土富集在(zai)浮選(xuan)(xuan)(xuan)泡沫中(zhong)，品位達到(dao)10～15%。該(gai)富集物可(ke)用(yong)(yong)搖床選(xuan)(xuan)(xuan)出REO含(han)量為30%的(de)(de)粗精礦(kuang)(kuang)(kuang)，經(jing)選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)設備再(zai)(zai)處理后，可(ke)得到(dao)REO60%以(yi)上(shang)的(de)(de)稀(xi)(xi)土精礦(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀土冶煉方法(fa)有兩種(zhong)，即濕(shi)法(fa)冶金(jin)和火法(fa)冶金(jin)。

濕法冶金(jin)屬(shu)化工(gong)冶金(jin)方(fang)式，全流(liu)程大多處于溶液、溶劑(ji)之(zhi)中，如(ru)稀(xi)土(tu)精礦(kuang)的分解、稀(xi)土(tu)氧化物、稀(xi)土(tu)化合物、單一稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)的分離(li)和提取過程就是(shi)(shi)采用沉淀(dian)、結晶、氧化還原、溶劑(ji)萃取、離(li)子交換(huan)等化學(xue)分離(li)工(gong)藝過程。現(xian)應用較普遍的是(shi)(shi)有機溶劑(ji)萃取法，它是(shi)(shi)工(gong)業分離(li)高(gao)純單一稀(xi)土(tu)元(yuan)素的通用工(gong)藝。濕法冶金(jin)流(liu)程復(fu)雜，產(chan)品(pin)(pin)純度高(gao)，該法生(sheng)產(chan)成品(pin)(pin)應用面廣闊。

火(huo)法(fa)冶(ye)金(jin)(jin)工藝(yi)過程簡單，生產率較高。稀(xi)(xi)土火(huo)法(fa)冶(ye)煉主要(yao)包(bao)括硅熱還(huan)原(yuan)法(fa)制取稀(xi)(xi)土合(he)金(jin)(jin)，熔鹽電解法(fa)制取稀(xi)(xi)土金(jin)(jin)屬或合(he)金(jin)(jin)，金(jin)(jin)屬熱還(huan)原(yuan)法(fa)制取稀(xi)(xi)土合(he)金(jin)(jin)等。火(huo)法(fa)冶(ye)金(jin)(jin)的共同特點是在高溫條件下生產。

（三）精礦的分解

稀(xi)(xi)土(tu)(tu)精(jing)礦中的稀(xi)(xi)土(tu)(tu)，一般呈(cheng)難溶(rong)于(yu)(yu)水(shui)的碳(tan)酸(suan)鹽(yan)、氟化物(wu)、磷酸(suan)鹽(yan)、氧化物(wu)或硅(gui)酸(suan)鹽(yan)等形態。必須(xu)通(tong)過(guo)各種(zhong)化學(xue)變(bian)化將稀(xi)(xi)土(tu)(tu)轉化為(wei)溶(rong)于(yu)(yu)水(shui)或無機酸(suan)的化合(he)物(wu)，經過(guo)溶(rong)解、分(fen)離(li)、凈化、濃縮(suo)或灼燒等工序，制成各種(zhong)混(hun)(hun)合(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)化合(he)物(wu)如(ru)混(hun)(hun)合(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)氯化物(wu)，作為(wei)產品或分(fen)離(li)單(dan)一稀(xi)(xi)土(tu)(tu)的原料(liao)，這樣(yang)的過(guo)程稱為(wei)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)精(jing)礦分(fen)解也稱為(wei)前(qian)處理。

分解(jie)稀(xi)土(tu)精礦有很多(duo)方法(fa)，總的(de)來說可分為三類(lei)，即酸(suan)法(fa)、堿法(fa)和(he)氯(lv)化(hua)分解(jie)。酸(suan)法(fa)分解(jie)又(you)分為鹽酸(suan)分解(jie)、硫酸(suan)分解(jie)和(he)氫(qing)氟(fu)酸(suan)分解(jie)法(fa)等。堿法(fa)分解(jie)又(you)分為氫(qing)氧化(hua)鈉分解(jie)或氫(qing)氧化(hua)鈉熔融或蘇打焙燒(shao)法(fa)等。一(yi)般根據精礦的(de)類(lei)型、品位特點(dian)、產(chan)品方案(an)、便于非稀(xi)土(tu)元素(su)的(de)回收(shou)與綜合利用、利于勞動衛生與環境保護、經濟(ji)合理等原則選擇適宜的(de)工藝流程。

碳酸(suan)稀土和氯化稀土的生(sheng)產：

一個工藝(yi)是(shi)濃硫酸(suan)(suan)焙(bei)燒(shao)工藝(yi)，即(ji)把稀(xi)土精礦與(yu)硫酸(suan)(suan)混合(he)在回轉窯中(zhong)焙(bei)燒(shao)。經過(guo)焙(bei)燒(shao)的(de)礦用(yong)水浸(jin)出，則可溶性的(de)稀(xi)土硫酸(suan)(suan)鹽(yan)就進入水溶液，稱之為浸(jin)出液。然后往浸(jin)出液中(zhong)加(jia)入碳(tan)酸(suan)(suan)氫銨，則稀(xi)土呈碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)沉淀下來，過(guo)濾(lv)后即(ji)得(de)碳(tan)酸(suan)(suan)稀(xi)土。

另(ling)一種(zhong)工藝(yi)叫燒堿法(fa)(fa)工藝(yi)，簡(jian)稱堿法(fa)(fa)工藝(yi)。一般是將60%的(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)精(jing)礦與濃(nong)堿液(ye)(ye)攪勻，在高溫(wen)下熔融反(fan)應(ying)，稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)精(jing)礦即(ji)被分(fen)解，稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)變為氫氧化(hua)(hua)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)，把(ba)堿餅經(jing)水洗除(chu)(chu)去鈉(na)鹽(yan)和(he)多(duo)余的(de)(de)堿，然后(hou)把(ba)水洗過(guo)的(de)(de)氫氧化(hua)(hua)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)再用鹽(yan)酸溶(rong)解，稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)被溶(rong)解為氯(lv)化(hua)(hua)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)溶(rong)液(ye)(ye)，調酸度(du)除(chu)(chu)去雜(za)質(zhi)，過(guo)濾后(hou)的(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)溶(rong)液(ye)(ye)經(jing)濃(nong)縮結晶即(ji)制(zhi)得固(gu)體的(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)。

（四）元素的分離

除Pm以外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)16個(ge)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)都可提純(chun)到6N（99.9999%）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)度。由(you)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)精礦分解(jie)后所得(de)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物中(zhong)(zhong)(zhong)，分離提取出(chu)單一純(chun)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)，在(zai)(zai)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)工(gong)藝上(shang)是(shi)比較復(fu)雜和困(kun)難的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。其(qi)(qi)(qi)主要(yao)(yao)原因有二個(ge)，一是(shi)鑭系元(yuan)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理性質(zhi)(zhi)和化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)十(shi)分相(xiang)(xiang)似，多數稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)離子(zi)半徑居于相(xiang)(xiang)鄰兩(liang)元(yuan)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間(jian)，非(fei)常相(xiang)(xiang)近，在(zai)(zai)水(shui)溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)都是(shi)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三價態。稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)離子(zi)與水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)親和力大，因受水(shui)合物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保護，其(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)非(fei)常相(xiang)(xiang)似，分離提純(chun)極為困(kun)難。二是(shi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)精礦分解(jie)后所得(de)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物中(zhong)(zhong)(zhong)伴(ban)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)(su)較多（如鈾、釷、鈮(ni)、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟(fu)、磷等）。因此，在(zai)(zai)分離稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝流(liu)程中(zhong)(zhong)(zhong)，不但(dan)要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)這十(shi)幾個(ge)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)(zhi)極其(qi)(qi)(qi)相(xiang)(xiang)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分離，而(er)且還必須考(kao)慮(lv)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)素(su)(su)同伴(ban)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)(zhi)元(yuan)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分離。

稀土(tu)生產中采(cai)用的(de)分(fen)(fen)離(li)方(fang)法（濕法生產工藝）有：1、分(fen)(fen)步法（分(fen)(fen)級結晶法、分(fen)(fen)級沉淀法和氧化還原法）；2、離(li)子(zi)交(jiao)換法；3、溶(rong)劑萃(cui)取(qu)法。

1、分步法

從(cong)1794年(nian)發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)釔（Y）到1905年(nian)發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)镥（Lu）為(wei)止，所有天(tian)然(ran)存在的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)間的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)(yi)(yi)分離(li)(li)(li)(li)，還有居里夫婦發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)鐳(lei)，都是(shi)用這種(zhong)(zhong)方法(fa)分離(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)。分步法(fa)是(shi)利用化(hua)合(he)物在溶(rong)劑中(zhong)(zhong)溶(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)難易程(cheng)度(du)（溶(rong)解(jie)(jie)度(du)）上的(de)(de)(de)(de)(de)差別(bie)來(lai)進行(xing)分離(li)(li)(li)(li)和提純的(de)(de)(de)(de)(de)。方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)程(cheng)序是(shi)：將含有兩種(zhong)(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物先以適宜的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑溶(rong)解(jie)(jie)后，加(jia)熱濃縮(suo)，溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)部分元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)化(hua)合(he)物析出(chu)來(lai)（結晶或沉淀）。析出(chu)物中(zhong)(zhong)，溶(rong)解(jie)(jie)度(du)較小的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)得到富(fu)集，溶(rong)解(jie)(jie)度(du)較大(da)點的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)在溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)也得到富(fu)集。因(yin)為(wei)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)之間的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)差別(bie)很小，必須重(zhong)復操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)多(duo)次(ci)才(cai)能(neng)將這兩種(zhong)(zhong)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)分離(li)(li)(li)(li)開來(lai)，因(yin)而(er)這是(shi)一(yi)(yi)(yi)件(jian)非常困難的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)。全部稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)(yi)(yi)分離(li)(li)(li)(li)耗(hao)費了100多(duo)年(nian)，一(yi)(yi)(yi)次(ci)分離(li)(li)(li)(li)重(zhong)復操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)竟(jing)達2萬次(ci)，對于(yu)化(hua)學工(gong)作(zuo)(zuo)者而(er)言(yan)，其艱辛的(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度(du)，可想而(er)知。因(yin)此用這樣的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)不能(neng)大(da)量生(sheng)產單(dan)一(yi)(yi)(yi)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)。

2、離子交換法

由(you)于(yu)(yu)分(fen)步法(fa)(fa)不能大(da)量生產單一稀(xi)(xi)土，因(yin)而(er)稀(xi)(xi)土元(yuan)素(su)的(de)研究工(gong)作(zuo)也(ye)受到了(le)阻礙，第二次世界大(da)戰(zhan)后(hou)，美國原子彈(dan)研制(zhi)計劃即所謂曼哈頓計劃推動(dong)了(le)稀(xi)(xi)土分(fen)離技術的(de)發展，因(yin)稀(xi)(xi)土元(yuan)素(su)和(he)鈾、釷等放射性元(yuan)素(su)性質相似(si)，為盡快推進原子能的(de)研究，就將稀(xi)(xi)土作(zuo)為其代(dai)用(yong)(yong)品(pin)加以(yi)利(li)用(yong)(yong)。而(er)且，為了(le)分(fen)析(xi)原子核(he)裂變產物中含有的(de)稀(xi)(xi)土元(yuan)素(su)，并除去鈾、釷中的(de)稀(xi)(xi)土元(yuan)素(su)，研究成功了(le)離子交換色層分(fen)析(xi)法(fa)(fa)（離子交換法(fa)(fa)），進而(er)用(yong)(yong)于(yu)(yu)稀(xi)(xi)土元(yuan)素(su)的(de)分(fen)離。

離(li)子(zi)(zi)交換(huan)(huan)色層法(fa)的(de)(de)原理是：首先將(jiang)陽離(li)子(zi)(zi)交換(huan)(huan)樹(shu)脂(zhi)填(tian)充于柱(zhu)子(zi)(zi)內，再(zai)將(jiang)待分(fen)離(li)的(de)(de)混合(he)稀(xi)土(tu)(tu)吸(xi)附(fu)在柱(zhu)子(zi)(zi)入口(kou)(kou)處的(de)(de)那一(yi)端(duan)，然(ran)后讓淋洗液(ye)從上到下流經柱(zhu)子(zi)(zi)。形成了混合(he)物的(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)就脫離(li)離(li)子(zi)(zi)交換(huan)(huan)樹(shu)脂(zhi)而(er)隨淋洗液(ye)一(yi)起向(xiang)(xiang)下流動(dong)。流動(dong)的(de)(de)過程(cheng)中稀(xi)土(tu)(tu)混合(he)物分(fen)解，再(zai)吸(xi)附(fu)于樹(shu)脂(zhi)上。就這(zhe)樣(yang)，稀(xi)土(tu)(tu)離(li)子(zi)(zi)一(yi)邊吸(xi)附(fu)、脫離(li)樹(shu)脂(zhi)，一(yi)邊隨著淋洗液(ye)向(xiang)(xiang)柱(zhu)子(zi)(zi)的(de)(de)出口(kou)(kou)端(duan)流動(dong)。由于稀(xi)土(tu)(tu)離(li)子(zi)(zi)與(yu)絡(luo)合(he)劑形成的(de)(de)絡(luo)合(he)物的(de)(de)穩定(ding)性不(bu)同，因(yin)此(ci)各(ge)種(zhong)稀(xi)土(tu)(tu)離(li)子(zi)(zi)向(xiang)(xiang)下移(yi)動(dong)的(de)(de)速度不(bu)一(yi)樣(yang)，親和力(li)大的(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)向(xiang)(xiang)下流動(dong)快，結(jie)果先到達出口(kou)(kou)端(duan)。

離(li)子交(jiao)(jiao)換(huan)法的(de)優點是一(yi)次操(cao)作可以(yi)將多個元(yuan)素(su)加(jia)以(yi)分(fen)(fen)離(li)。而且(qie)還能得(de)到(dao)高(gao)(gao)純(chun)度的(de)產(chan)品(pin)。這種方法的(de)缺點是不能連(lian)續處理，一(yi)次操(cao)作周期花費時間長，還有(you)樹脂的(de)再生、交(jiao)(jiao)換(huan)等所耗成本高(gao)(gao)，因此，這種曾(ceng)經是分(fen)(fen)離(li)大量稀(xi)土(tu)的(de)主(zhu)要方法已從主(zhu)流分(fen)(fen)離(li)方法上退下來(lai)，而被溶(rong)劑萃取(qu)(qu)(qu)法取(qu)(qu)(qu)代。但由于離(li)子交(jiao)(jiao)換(huan)色層(ceng)法具有(you)獲(huo)得(de)高(gao)(gao)純(chun)度單一(yi)稀(xi)土(tu)產(chan)品(pin)的(de)突出特(te)點，為(wei)制取(qu)(qu)(qu)超高(gao)(gao)純(chun)單一(yi)稀(xi)土(tu)產(chan)品(pin)以(yi)及一(yi)些重(zhong)稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)的(de)分(fen)(fen)離(li)，還需用離(li)子交(jiao)(jiao)換(huan)色層(ceng)法分(fen)(fen)離(li)制取(qu)(qu)(qu)。

3、溶劑萃取法

利用有(you)機溶(rong)(rong)劑從與(yu)其不(bu)相(xiang)混溶(rong)(rong)的(de)水溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中把被萃(cui)(cui)取物提取分離出來的(de)方(fang)法(fa)稱之(zhi)為(wei)有(you)機溶(rong)(rong)劑液(ye)(ye)—液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)(cui)取法(fa)，簡稱溶(rong)(rong)劑萃(cui)(cui)取法(fa)，它是一(yi)種把物質(zhi)從一(yi)個(ge)液(ye)(ye)相(xiang)轉(zhuan)移到另一(yi)個(ge)液(ye)(ye)相(xiang)的(de)傳質(zhi)過程(cheng)。

溶劑(ji)萃取法在石油化工、有機化學(xue)、藥(yao)物化學(xue)和分析化學(xue)方(fang)(fang)面應(ying)用較早(zao)。但近(jin)四十(shi)年(nian)來，由于原(yuan)子能科(ke)學(xue)技術的(de)(de)發展(zhan)，超(chao)純物質(zhi)及稀有元(yuan)素(su)生(sheng)產的(de)(de)需要，溶劑(ji)萃取法在核燃料工業、稀有冶金等(deng)(deng)工業方(fang)(fang)面，得到(dao)了(le)很大的(de)(de)發展(zhan)。我國在萃取理論的(de)(de)研究、新型萃取劑(ji)的(de)(de)合成(cheng)與應(ying)用和稀土(tu)元(yuan)素(su)分離的(de)(de)萃取工藝(yi)流程(cheng)等(deng)(deng)方(fang)(fang)面，均達到(dao)了(le)很高的(de)(de)水平。

溶(rong)劑(ji)萃(cui)取法其萃(cui)取過(guo)程與分級(ji)沉淀、分級(ji)結晶、離(li)子交(jiao)換(huan)等分離(li)方法相比，具有分離(li)效果好(hao)、生產能力大、便于(yu)快(kuai)速(su)連續生產、易于(yu)實現自動控(kong)制等一系列優點，因而(er)逐漸變成(cheng)分離(li)大量稀土的主要方法。

溶劑(ji)(ji)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)法的分(fen)離設備有混(hun)合澄清槽、離心萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)器等(deng)(deng)，提純稀土所(suo)用的萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)劑(ji)(ji)有：以(yi)酸性(xing)磷酸酯(zhi)為(wei)代表(biao)的陽離子(zi)(zi)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)劑(ji)(ji)如P204、P507，以(yi)胺為(wei)代表(biao)的陰離子(zi)(zi)交換液N1923和以(yi)TBP、P350等(deng)(deng)中性(xing)磷酸酯(zhi)為(wei)代表(biao)的溶劑(ji)(ji)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)劑(ji)(ji)三種。這(zhe)些萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)劑(ji)(ji)的粘度與比重都很高，與水不易分(fen)離。通常用煤(mei)油等(deng)(deng)溶劑(ji)(ji)將其稀釋再用。

萃(cui)取工藝(yi)過程一(yi)般可分為三個(ge)主要階段：萃(cui)取、洗(xi)滌、反萃(cui)取。

（五）金屬的制備

稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)生(sheng)產(chan)(chan)又叫(jiao)稀(xi)土(tu)火法冶金(jin)(jin)(jin)生(sheng)產(chan)(chan)。稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬一(yi)般分(fen)為混(hun)合稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬和單一(yi)稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬。混(hun)合稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)組成與(yu)礦石中原(yuan)有(you)的(de)稀(xi)土(tu)成份接近，單一(yi)金(jin)(jin)(jin)屬是各稀(xi)土(tu)分(fen)離精制的(de)金(jin)(jin)(jin)屬。以稀(xi)土(tu)氧化物（除(chu)釤、銪(you)、鐿及銩的(de)氧化物外）為原(yuan)料(liao)(liao)用一(yi)般冶金(jin)(jin)(jin)方法很難(nan)還原(yuan)成單一(yi)金(jin)(jin)(jin)屬，因其生(sheng)成熱很大(da)、穩(wen)定(ding)性高(gao)。因此生(sheng)產(chan)(chan)稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬常用的(de)原(yuan)料(liao)(liao)是它們的(de)氯化物和氟化物。

1、熔鹽電解法

工(gong)業上大批量生產混合稀(xi)土(tu)(tu)金屬(shu)(shu)一(yi)(yi)般(ban)使用(yong)熔鹽(yan)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)。這一(yi)(yi)方法(fa)(fa)(fa)(fa)是把稀(xi)土(tu)(tu)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)等(deng)稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)加熱熔融，然后進(jin)行電(dian)解(jie)，在陰極上析出稀(xi)土(tu)(tu)金屬(shu)(shu)。電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)有氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物(wu)電(dian)解(jie)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)電(dian)解(jie)兩種方法(fa)(fa)(fa)(fa)。單一(yi)(yi)稀(xi)土(tu)(tu)金屬(shu)(shu)的制(zhi)(zhi)(zhi)備方法(fa)(fa)(fa)(fa)因(yin)元素(su)不(bu)(bu)同而(er)異。釤、銪、鐿、銩因(yin)蒸氣壓高(gao)，不(bu)(bu)適于電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)(zhi)(zhi)備，而(er)使用(yong)還原蒸餾法(fa)(fa)(fa)(fa)。其它元素(su)可用(yong)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)或(huo)金屬(shu)(shu)熱還原法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)(zhi)(zhi)備。

氯化物電解是生產金(jin)屬(shu)最普(pu)通的方法，特別是混合稀土金(jin)屬(shu)工藝(yi)簡單，成本(ben)便宜，投(tou)資小，但最大缺點是氯氣放出，污染(ran)環境。

氧化(hua)物電解沒有(you)有(you)害氣體放出，但成本稍高(gao)些，一般(ban)生產價格較(jiao)高(gao)的單一稀土如釹(nv)、鐠等都用氧化(hua)物電解。

2、真空熱還原法

電(dian)解法(fa)只能制(zhi)(zhi)備一(yi)般(ban)工業級的(de)稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，如要制(zhi)(zhi)備雜質較(jiao)低，純(chun)度高(gao)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，一(yi)般(ban)用(yong)真空(kong)(kong)熱還原的(de)方法(fa)來制(zhi)(zhi)取。一(yi)般(ban)是把稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物先(xian)制(zhi)(zhi)成氟化(hua)稀(xi)土(tu)，在真空(kong)(kong)感(gan)應爐內用(yong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈣進行還原，制(zhi)(zhi)得粗金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，然后再經過重熔和(he)蒸餾獲得較(jiao)純(chun)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，這(zhe)一(yi)方法(fa)可(ke)以生產(chan)所有的(de)單一(yi)稀(xi)土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，但釤、銪、鐿、銩不能用(yong)這(zhe)種方法(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，將這四種稀土的氧化物與(yu)鑭金屬的碎屑(xie)混合壓塊，在(zai)(zai)真空爐中(zhong)進行還(huan)原，鑭比較活(huo)潑，釤、銪、鐿、銩被鑭還(huan)原成金屬后收集在(zai)(zai)冷(leng)凝器上，與(yu)渣很(hen)容易分開。