稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選(xuan)礦是利用組成礦石(shi)的各種礦物之間的物理(li)化學性質的差異，采用不(bu)(bu)同(tong)(tong)的選(xuan)礦方(fang)法，借助不(bu)(bu)同(tong)(tong)的選(xuan)礦工藝，不(bu)(bu)同(tong)(tong)的選(xuan)礦設備，把礦石(shi)中(zhong)的有用礦物富集起來，除去有害雜質，并(bing)使之與脈石(shi)礦物分(fen)離的機械加(jia)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)(xi)土(tu)氧(yang)化物含量只有百分(fen)之幾，甚至(zhi)有的(de)更低，為了滿足(zu)(zu)冶煉的(de)生產要求，在冶煉前經選(xuan)礦(kuang)，將稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)物與脈石礦(kuang)物和其它有用礦(kuang)物分(fen)開(kai)，以提高稀(xi)(xi)土(tu)氧(yang)化物的(de)含量，得到能滿足(zu)(zu)稀(xi)(xi)土(tu)冶金要求的(de)稀(xi)(xi)土(tu)精礦(kuang)。稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)的(de)選(xuan)礦(kuang)一般采(cai)用浮選(xuan)法，并常輔以重選(xuan)、磁(ci)選(xuan)組成(cheng)多種組合的(de)選(xuan)礦(kuang)工藝流程(cheng)。

內(nei)蒙古白云鄂博礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床，是(shi)鐵白云石(shi)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)酸巖型(xing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床，在(zai)(zai)主要成分(fen)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中伴生(sheng)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物（除氟(fu)碳(tan)(tan)鈰礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、獨居石(shi)外，還有(you)數種含鈮(ni)、稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物）。采出(chu)的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中含鐵30%左右，稀(xi)土(tu)(tu)(tu)氧(yang)化(hua)物約5%。在(zai)(zai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山先將(jiang)大礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)破(po)碎后，用火車運至(zhi)包頭鋼(gang)鐵集(ji)團公(gong)司(si)的(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)任(ren)務(wu)是(shi)將(jiang)Fe2O3從(cong)33%提高到55%以上，先在(zai)(zai)錐形(xing)球磨機(ji)上磨礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)分(fen)級(ji)，再用圓筒磁(ci)選(xuan)(xuan)機(ji)選(xuan)(xuan)得62～65%Fe2O3的(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(jin)行浮(fu)選(xuan)(xuan)與磁(ci)選(xuan)(xuan)，得到含45%Fe2O3以上的(de)(de)(de)二(er)次鐵精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)富(fu)集(ji)在(zai)(zai)浮(fu)選(xuan)(xuan)泡沫中，品位(wei)達到10～15%。該富(fu)集(ji)物可用搖(yao)床選(xuan)(xuan)出(chu)REO含量(liang)為(wei)30%的(de)(de)(de)粗精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，經選(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)設備(bei)再處理后，可得到REO60%以上的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀土(tu)冶(ye)煉方法(fa)(fa)有(you)兩種(zhong)，即濕法(fa)(fa)冶(ye)金(jin)和火法(fa)(fa)冶(ye)金(jin)。

濕法(fa)冶金(jin)屬(shu)化工(gong)(gong)冶金(jin)方式，全(quan)流程(cheng)大多處于溶(rong)液、溶(rong)劑(ji)之中，如稀土(tu)精礦的(de)(de)分解、稀土(tu)氧(yang)化物(wu)、稀土(tu)化合(he)物(wu)、單一稀土(tu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)分離(li)和提取過(guo)程(cheng)就是(shi)采(cai)用沉淀、結晶、氧(yang)化還原、溶(rong)劑(ji)萃取、離(li)子交(jiao)換等化學分離(li)工(gong)(gong)藝過(guo)程(cheng)。現應用較普遍的(de)(de)是(shi)有機溶(rong)劑(ji)萃取法(fa)，它是(shi)工(gong)(gong)業(ye)分離(li)高純(chun)單一稀土(tu)元(yuan)素的(de)(de)通用工(gong)(gong)藝。濕法(fa)冶金(jin)流程(cheng)復雜(za)，產品(pin)純(chun)度高，該法(fa)生(sheng)產成品(pin)應用面廣闊。

火(huo)法(fa)冶金(jin)(jin)工(gong)藝(yi)過(guo)程簡(jian)單，生(sheng)產率較高。稀(xi)土(tu)(tu)火(huo)法(fa)冶煉主要(yao)包括硅熱還(huan)原法(fa)制取稀(xi)土(tu)(tu)合(he)金(jin)(jin)，熔鹽電解法(fa)制取稀(xi)土(tu)(tu)金(jin)(jin)屬或合(he)金(jin)(jin)，金(jin)(jin)屬熱還(huan)原法(fa)制取稀(xi)土(tu)(tu)合(he)金(jin)(jin)等。火(huo)法(fa)冶金(jin)(jin)的共同特點是在高溫條件下生(sheng)產。

（三）精礦的分解

稀(xi)土(tu)(tu)精礦中的(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)，一(yi)般呈難溶(rong)于(yu)(yu)水(shui)的(de)(de)碳(tan)酸(suan)(suan)鹽、氟化(hua)(hua)物(wu)(wu)、磷酸(suan)(suan)鹽、氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)或(huo)硅酸(suan)(suan)鹽等形(xing)態。必(bi)須通過各種化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)將稀(xi)土(tu)(tu)轉化(hua)(hua)為(wei)溶(rong)于(yu)(yu)水(shui)或(huo)無機酸(suan)(suan)的(de)(de)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)，經(jing)過溶(rong)解(jie)、分(fen)離(li)、凈化(hua)(hua)、濃縮或(huo)灼(zhuo)燒等工序，制(zhi)成(cheng)各種混合(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)如混合(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)氯化(hua)(hua)物(wu)(wu)，作為(wei)產品或(huo)分(fen)離(li)單一(yi)稀(xi)土(tu)(tu)的(de)(de)原(yuan)料，這樣的(de)(de)過程(cheng)稱(cheng)為(wei)稀(xi)土(tu)(tu)精礦分(fen)解(jie)也稱(cheng)為(wei)前處理。

分(fen)(fen)解(jie)稀(xi)(xi)土精(jing)礦有很多方法(fa)(fa)，總(zong)的(de)來說可(ke)分(fen)(fen)為三(san)類，即酸(suan)法(fa)(fa)、堿(jian)(jian)法(fa)(fa)和氯化分(fen)(fen)解(jie)。酸(suan)法(fa)(fa)分(fen)(fen)解(jie)又(you)分(fen)(fen)為鹽酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)、硫酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)和氫(qing)氟酸(suan)分(fen)(fen)解(jie)法(fa)(fa)等(deng)。堿(jian)(jian)法(fa)(fa)分(fen)(fen)解(jie)又(you)分(fen)(fen)為氫(qing)氧化鈉分(fen)(fen)解(jie)或氫(qing)氧化鈉熔融或蘇(su)打焙燒法(fa)(fa)等(deng)。一般(ban)根據精(jing)礦的(de)類型、品位特點(dian)、產品方案、便于非稀(xi)(xi)土元素(su)的(de)回(hui)收與(yu)綜(zong)合(he)利(li)用、利(li)于勞動(dong)衛生與(yu)環境保護、經濟(ji)合(he)理等(deng)原則選擇適宜的(de)工藝流(liu)程(cheng)。

碳(tan)酸稀土和氯化(hua)稀土的生(sheng)產(chan)：

一(yi)個工藝是濃硫酸(suan)(suan)焙(bei)燒工藝，即把稀(xi)土精礦與硫酸(suan)(suan)混合在回轉窯中焙(bei)燒。經過(guo)焙(bei)燒的礦用(yong)水浸(jin)出，則可(ke)溶(rong)性的稀(xi)土硫酸(suan)(suan)鹽就進入水溶(rong)液，稱之為浸(jin)出液。然(ran)后往浸(jin)出液中加(jia)入碳酸(suan)(suan)氫銨，則稀(xi)土呈(cheng)碳酸(suan)(suan)鹽沉(chen)淀(dian)下來，過(guo)濾后即得碳酸(suan)(suan)稀(xi)土。

另一(yi)種工藝叫燒堿(jian)法工藝，簡(jian)稱堿(jian)法工藝。一(yi)般(ban)是將60%的稀土(tu)(tu)(tu)精礦與濃堿(jian)液(ye)攪勻，在(zai)高溫下熔融反應，稀土(tu)(tu)(tu)精礦即(ji)被(bei)分解，稀土(tu)(tu)(tu)變為氫氧化(hua)稀土(tu)(tu)(tu)，把堿(jian)餅(bing)經水(shui)洗(xi)除(chu)去鈉鹽(yan)和多余的堿(jian)，然后把水(shui)洗(xi)過的氫氧化(hua)稀土(tu)(tu)(tu)再用鹽(yan)酸溶解，稀土(tu)(tu)(tu)被(bei)溶解為氯化(hua)稀土(tu)(tu)(tu)溶液(ye)，調(diao)酸度除(chu)去雜(za)質，過濾后的氯化(hua)稀土(tu)(tu)(tu)溶液(ye)經濃縮結晶即(ji)制得固體的氯化(hua)稀土(tu)(tu)(tu)。

（四）元素的分離

除(chu)Pm以外的(de)(de)(de)16個稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素都可提(ti)純(chun)(chun)到(dao)6N（99.9999%）的(de)(de)(de)純(chun)(chun)度。由(you)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)精礦(kuang)分(fen)(fen)解(jie)(jie)后(hou)所(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物(wu)中(zhong)，分(fen)(fen)離(li)提(ti)取(qu)出單一純(chun)(chun)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素，在化(hua)學工藝上是(shi)比較(jiao)復雜和(he)(he)困難的(de)(de)(de)。其(qi)主要(yao)原因(yin)(yin)有(you)二個，一是(shi)鑭系(xi)元(yuan)(yuan)素之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)(xing)質和(he)(he)化(hua)學性(xing)(xing)質十分(fen)(fen)相(xiang)似(si)，多數稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)離(li)子半徑居(ju)于相(xiang)鄰兩元(yuan)(yuan)素之(zhi)(zhi)間，非常相(xiang)近，在水(shui)溶液中(zhong)都是(shi)穩定的(de)(de)(de)三價態。稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)離(li)子與(yu)水(shui)的(de)(de)(de)親(qin)和(he)(he)力大，因(yin)(yin)受水(shui)合(he)(he)物(wu)的(de)(de)(de)保護，其(qi)化(hua)學性(xing)(xing)質非常相(xiang)似(si)，分(fen)(fen)離(li)提(ti)純(chun)(chun)極為困難。二是(shi)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)精礦(kuang)分(fen)(fen)解(jie)(jie)后(hou)所(suo)得到(dao)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)(he)物(wu)中(zhong)伴(ban)生(sheng)的(de)(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素較(jiao)多（如鈾(you)、釷、鈮、鉭、鈦、鋯(gao)、鐵(tie)、鈣、硅、氟(fu)、磷等）。因(yin)(yin)此(ci)，在分(fen)(fen)離(li)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)工藝流(liu)程中(zhong)，不但要(yao)考慮這十幾個化(hua)學性(xing)(xing)質極其(qi)相(xiang)近的(de)(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)，而且還必須考慮稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素同(tong)伴(ban)生(sheng)的(de)(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)分(fen)(fen)離(li)。

稀土(tu)生產中(zhong)采用(yong)的(de)分(fen)(fen)離方法(fa)（濕法(fa)生產工(gong)藝）有：1、分(fen)(fen)步法(fa)（分(fen)(fen)級結(jie)晶(jing)法(fa)、分(fen)(fen)級沉淀法(fa)和氧(yang)化還原(yuan)法(fa)）；2、離子交換法(fa)；3、溶劑萃取法(fa)。

1、分步法

從1794年(nian)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)釔（Y）到1905年(nian)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)镥（Lu）為止，所(suo)有天(tian)然存在的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)(yi)分離(li)(li)，還有居里夫婦(fu)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)鐳，都是(shi)用(yong)這種(zhong)方(fang)法分離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)。分步(bu)法是(shi)利用(yong)化(hua)(hua)合物在溶(rong)(rong)劑中溶(rong)(rong)解(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)難易程度(du)(du)（溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)）上的(de)(de)(de)(de)(de)差別來進行分離(li)(li)和提(ti)純的(de)(de)(de)(de)(de)。方(fang)法的(de)(de)(de)(de)(de)操作(zuo)程序是(shi)：將含有兩種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物先以適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑溶(rong)(rong)解(jie)(jie)后，加熱濃縮，溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中一(yi)(yi)部(bu)分元(yuan)(yuan)素(su)(su)化(hua)(hua)合物析出來（結(jie)晶或沉淀(dian)）。析出物中，溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)得到富(fu)集(ji)，溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)較(jiao)大點的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)在溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中也得到富(fu)集(ji)。因(yin)為稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)差別很小，必(bi)須重復操作(zuo)多次才能將這兩種(zhong)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)分離(li)(li)開(kai)來，因(yin)而這是(shi)一(yi)(yi)件非常(chang)困難的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)。全部(bu)稀(xi)(xi)(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)(yi)分離(li)(li)耗費了100多年(nian)，一(yi)(yi)次分離(li)(li)重復操作(zuo)竟達2萬次，對(dui)于化(hua)(hua)學工作(zuo)者(zhe)而言，其艱辛的(de)(de)(de)(de)(de)程度(du)(du)，可想而知(zhi)。因(yin)此(ci)用(yong)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法不(bu)能大量生產單(dan)一(yi)(yi)稀(xi)(xi)(xi)土。

2、離子交換法

由(you)于分(fen)步法(fa)不能(neng)大量生產(chan)(chan)單一稀土，因而稀土元(yuan)素(su)的(de)研(yan)究工作也受到了阻礙(ai)，第(di)二次世(shi)界大戰后，美國原(yuan)子彈研(yan)制計劃即所(suo)謂曼哈(ha)頓計劃推(tui)動(dong)了稀土分(fen)離(li)技術(shu)的(de)發(fa)展，因稀土元(yuan)素(su)和鈾、釷等放射性元(yuan)素(su)性質相似，為盡快推(tui)進(jin)原(yuan)子能(neng)的(de)研(yan)究，就將稀土作為其代(dai)用品加以利用。而且，為了分(fen)析原(yuan)子核裂變產(chan)(chan)物中含(han)有的(de)稀土元(yuan)素(su)，并(bing)除去(qu)鈾、釷中的(de)稀土元(yuan)素(su)，研(yan)究成(cheng)功(gong)了離(li)子交(jiao)換色層分(fen)析法(fa)（離(li)子交(jiao)換法(fa)），進(jin)而用于稀土元(yuan)素(su)的(de)分(fen)離(li)。

離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)色層法的(de)(de)(de)原理是(shi)：首先將(jiang)陽離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹脂(zhi)填充于(yu)柱(zhu)(zhu)子(zi)(zi)內，再將(jiang)待分離(li)(li)的(de)(de)(de)混(hun)合稀土(tu)(tu)(tu)吸(xi)附(fu)在柱(zhu)(zhu)子(zi)(zi)入(ru)口(kou)(kou)處的(de)(de)(de)那(nei)一(yi)(yi)端(duan)，然后讓淋洗(xi)液從上到下(xia)流(liu)經柱(zhu)(zhu)子(zi)(zi)。形(xing)成(cheng)了混(hun)合物(wu)的(de)(de)(de)稀土(tu)(tu)(tu)就脫離(li)(li)離(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹脂(zhi)而隨(sui)淋洗(xi)液一(yi)(yi)起向(xiang)下(xia)流(liu)動(dong)(dong)(dong)。流(liu)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)過(guo)程中稀土(tu)(tu)(tu)混(hun)合物(wu)分解(jie)，再吸(xi)附(fu)于(yu)樹脂(zhi)上。就這樣，稀土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子(zi)(zi)一(yi)(yi)邊吸(xi)附(fu)、脫離(li)(li)樹脂(zhi)，一(yi)(yi)邊隨(sui)著淋洗(xi)液向(xiang)柱(zhu)(zhu)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)出口(kou)(kou)端(duan)流(liu)動(dong)(dong)(dong)。由于(yu)稀土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子(zi)(zi)與絡(luo)合劑形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)絡(luo)合物(wu)的(de)(de)(de)穩定(ding)性不同(tong)，因此(ci)各種稀土(tu)(tu)(tu)離(li)(li)子(zi)(zi)向(xiang)下(xia)移動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)速度(du)不一(yi)(yi)樣，親和力大的(de)(de)(de)稀土(tu)(tu)(tu)向(xiang)下(xia)流(liu)動(dong)(dong)(dong)快，結果先到達出口(kou)(kou)端(duan)。

離(li)子交換(huan)法(fa)(fa)(fa)的優(you)點是(shi)一次操(cao)作可以將多(duo)個元(yuan)素加以分離(li)。而且(qie)還能(neng)得(de)到(dao)高(gao)(gao)純度(du)的產品。這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)的缺點是(shi)不能(neng)連(lian)續處理，一次操(cao)作周期(qi)花費(fei)時間長(chang)，還有樹脂的再生、交換(huan)等所(suo)耗成本高(gao)(gao)，因此，這種(zhong)曾(ceng)經是(shi)分離(li)大量稀(xi)(xi)土的主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)(fa)已從主(zhu)流分離(li)方法(fa)(fa)(fa)上退下來，而被溶(rong)劑萃取(qu)法(fa)(fa)(fa)取(qu)代。但由于(yu)離(li)子交換(huan)色層法(fa)(fa)(fa)具有獲得(de)高(gao)(gao)純度(du)單一稀(xi)(xi)土產品的突出(chu)特點，為(wei)制取(qu)超高(gao)(gao)純單一稀(xi)(xi)土產品以及一些重稀(xi)(xi)土元(yuan)素的分離(li)，還需用離(li)子交換(huan)色層法(fa)(fa)(fa)分離(li)制取(qu)。

3、溶劑萃取法

利用有機溶(rong)(rong)(rong)劑從與其不相混溶(rong)(rong)(rong)的(de)(de)水溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中把被萃(cui)取物(wu)提取分離出來的(de)(de)方(fang)法稱(cheng)之為有機溶(rong)(rong)(rong)劑液(ye)(ye)—液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)取法，簡稱(cheng)溶(rong)(rong)(rong)劑萃(cui)取法，它是(shi)一種把物(wu)質(zhi)從一個液(ye)(ye)相轉(zhuan)移到另一個液(ye)(ye)相的(de)(de)傳質(zhi)過程。

溶(rong)(rong)劑萃(cui)取(qu)法在(zai)石油化工(gong)、有機(ji)化學(xue)、藥物(wu)化學(xue)和分析化學(xue)方面應用較早。但近四十年來，由于原子能(neng)科學(xue)技術的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)，超純物(wu)質及(ji)稀(xi)有元(yuan)素生(sheng)產的(de)需要，溶(rong)(rong)劑萃(cui)取(qu)法在(zai)核燃料工(gong)業、稀(xi)有冶金等(deng)工(gong)業方面，得到了很(hen)大的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)。我國在(zai)萃(cui)取(qu)理論的(de)研究、新型萃(cui)取(qu)劑的(de)合成與應用和稀(xi)土元(yuan)素分離的(de)萃(cui)取(qu)工(gong)藝流程(cheng)等(deng)方面，均達到了很(hen)高的(de)水(shui)平。

溶劑萃取(qu)法(fa)其萃取(qu)過程(cheng)與分(fen)級沉淀、分(fen)級結(jie)晶、離(li)(li)子交換等(deng)分(fen)離(li)(li)方法(fa)相比，具有(you)分(fen)離(li)(li)效果(guo)好、生產能力大(da)、便于快速連續生產、易于實現(xian)自動控(kong)制等(deng)一系列優點，因而逐漸(jian)變成分(fen)離(li)(li)大(da)量(liang)稀土的主要(yao)方法(fa)。

溶(rong)劑(ji)(ji)萃(cui)取法的分離(li)設(she)備有(you)混合澄清槽(cao)、離(li)心萃(cui)取器等，提純稀土所用的萃(cui)取劑(ji)(ji)有(you)：以酸性磷(lin)酸酯為代表(biao)的陽(yang)離(li)子萃(cui)取劑(ji)(ji)如P204、P507，以胺(an)為代表(biao)的陰離(li)子交換(huan)液N1923和以TBP、P350等中性磷(lin)酸酯為代表(biao)的溶(rong)劑(ji)(ji)萃(cui)取劑(ji)(ji)三種(zhong)。這些(xie)萃(cui)取劑(ji)(ji)的粘度與(yu)比(bi)重都很高，與(yu)水不易分離(li)。通常(chang)用煤油等溶(rong)劑(ji)(ji)將(jiang)其(qi)稀釋再用。

萃取(qu)(qu)工藝過程一般可(ke)分為三個主要階段：萃取(qu)(qu)、洗滌、反萃取(qu)(qu)。

（五）金屬的制備

稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)生產又叫稀(xi)(xi)土火法冶金(jin)生產。稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)一(yi)般分為混合稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)和單一(yi)稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)。混合稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)與礦石中(zhong)原(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)稀(xi)(xi)土成(cheng)份(fen)接(jie)近，單一(yi)金(jin)屬(shu)是(shi)各(ge)稀(xi)(xi)土分離精制的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)。以(yi)稀(xi)(xi)土氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)（除釤、銪、鐿及銩的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)外）為原(yuan)(yuan)料用(yong)一(yi)般冶金(jin)方法很(hen)難還(huan)原(yuan)(yuan)成(cheng)單一(yi)金(jin)屬(shu)，因其生成(cheng)熱很(hen)大、穩定性高。因此(ci)生產稀(xi)(xi)土金(jin)屬(shu)常用(yong)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)料是(shi)它們的(de)(de)(de)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)和氟化(hua)(hua)(hua)物(wu)。

1、熔鹽電解法

工業上大(da)批(pi)量生產混合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬一般使用(yong)(yong)熔鹽(yan)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)。這一方法(fa)(fa)(fa)(fa)是把稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)氯化物等稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)化合物加熱熔融，然后進行(xing)電(dian)解(jie)，在陰極上析出稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬。電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)有(you)氯化物電(dian)解(jie)和氧化物電(dian)解(jie)兩種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)(fa)。單一稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金屬的(de)制(zhi)備方法(fa)(fa)(fa)(fa)因元素不同而(er)異。釤、銪、鐿、銩因蒸氣壓高，不適于電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)備，而(er)使用(yong)(yong)還(huan)原蒸餾法(fa)(fa)(fa)(fa)。其它(ta)元素可用(yong)(yong)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)或金屬熱還(huan)原法(fa)(fa)(fa)(fa)制(zhi)備。

氯化物電(dian)解是生產金屬最普通的方法(fa)，特(te)別是混合稀(xi)土金屬工藝簡(jian)單，成(cheng)本便(bian)宜，投資小，但(dan)最大(da)缺點是氯氣放(fang)出，污染環境。

氧化物電解沒有(you)有(you)害氣體放出，但(dan)成本稍(shao)高(gao)些(xie)，一般生產(chan)價格(ge)較高(gao)的單一稀土如(ru)釹(nv)、鐠等都(dou)用氧化物電解。

2、真空熱還原法

電解法(fa)只能制(zhi)備(bei)一(yi)(yi)般工業級的(de)(de)稀(xi)土金屬(shu)，如要制(zhi)備(bei)雜質(zhi)較低(di)，純(chun)度(du)高的(de)(de)金屬(shu)，一(yi)(yi)般用真空熱還(huan)原的(de)(de)方(fang)法(fa)來制(zhi)取。一(yi)(yi)般是把稀(xi)土氧化(hua)物先制(zhi)成氟化(hua)稀(xi)土，在真空感應(ying)爐內用金屬(shu)鈣進(jin)行還(huan)原，制(zhi)得(de)粗(cu)金屬(shu)，然后再(zai)經過(guo)重(zhong)熔和蒸餾(liu)獲得(de)較純(chun)的(de)(de)金屬(shu)，這一(yi)(yi)方(fang)法(fa)可(ke)以生(sheng)產所有的(de)(de)單一(yi)(yi)稀(xi)土金屬(shu)，但釤、銪、鐿、銩(diu)不(bu)能用這種方(fang)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鑭金屬的碎(sui)屑(xie)混合(he)壓塊，在真空爐中進行還原，鑭比較活潑(po)，釤、銪、鐿、銩(diu)被鑭還原成金屬后收集在冷凝(ning)器上，與渣很容(rong)易分開。