稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選(xuan)礦(kuang)是(shi)利用組成(cheng)礦(kuang)石的(de)(de)各種礦(kuang)物之間的(de)(de)物理(li)化學性質的(de)(de)差異，采(cai)用不(bu)同(tong)的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)方法(fa)，借助不(bu)同(tong)的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)工藝，不(bu)同(tong)的(de)(de)選(xuan)礦(kuang)設備，把(ba)礦(kuang)石中的(de)(de)有(you)用礦(kuang)物富集(ji)起(qi)來，除去(qu)有(you)害雜質，并使(shi)之與(yu)脈石礦(kuang)物分離的(de)(de)機(ji)械(xie)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)土(tu)氧化(hua)物(wu)(wu)含量(liang)只(zhi)有(you)(you)百分之幾，甚至有(you)(you)的(de)更低，為了滿足冶(ye)煉的(de)生產要求(qiu)，在冶(ye)煉前經選礦(kuang)(kuang)(kuang)，將稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)與脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和(he)其它有(you)(you)用(yong)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)分開(kai)，以提高稀(xi)土(tu)氧化(hua)物(wu)(wu)的(de)含量(liang)，得到能滿足稀(xi)土(tu)冶(ye)金要求(qiu)的(de)稀(xi)土(tu)精礦(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)一般采用(yong)浮選法，并(bing)常輔以重選、磁(ci)選組成多種組合的(de)選礦(kuang)(kuang)(kuang)工(gong)藝流程。

內蒙古白(bai)(bai)云鄂博礦(kuang)(kuang)山(shan)的(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)床，是鐵(tie)白(bai)(bai)云石的(de)碳酸巖型礦(kuang)(kuang)床，在主(zhu)要(yao)成(cheng)分鐵(tie)礦(kuang)(kuang)中伴生稀(xi)(xi)(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)物(wu)（除氟碳鈰(shi)礦(kuang)(kuang)、獨(du)居石外，還(huan)有數(shu)種含(han)(han)鈮(ni)、稀(xi)(xi)(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)物(wu)）。采出(chu)的(de)礦(kuang)(kuang)石中含(han)(han)鐵(tie)30%左右(you)，稀(xi)(xi)(xi)(xi)土氧化物(wu)約5%。在礦(kuang)(kuang)山(shan)先將大礦(kuang)(kuang)石破(po)碎后，用火車運至包頭鋼鐵(tie)集團(tuan)公司(si)的(de)選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)廠(chang)。選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)廠(chang)的(de)任務是將Fe2O3從33%提(ti)高到(dao)(dao)55%以上(shang)，先在錐形球(qiu)磨機上(shang)磨礦(kuang)(kuang)分級，再用圓筒(tong)磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)機選(xuan)(xuan)(xuan)得62～65%Fe2O3的(de)一次鐵(tie)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)。其尾(wei)礦(kuang)(kuang)繼續進行浮選(xuan)(xuan)(xuan)與磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)，得到(dao)(dao)含(han)(han)45%Fe2O3以上(shang)的(de)二次鐵(tie)精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)。稀(xi)(xi)(xi)(xi)土富集在浮選(xuan)(xuan)(xuan)泡沫中，品位達到(dao)(dao)10～15%。該富集物(wu)可用搖床選(xuan)(xuan)(xuan)出(chu)REO含(han)(han)量為30%的(de)粗精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)，經選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)設備再處理后，可得到(dao)(dao)REO60%以上(shang)的(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土精(jing)(jing)礦(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀土冶(ye)(ye)煉方(fang)法有兩種，即濕法冶(ye)(ye)金和火法冶(ye)(ye)金。

濕法(fa)冶(ye)金(jin)屬化(hua)工冶(ye)金(jin)方(fang)式，全(quan)流程(cheng)大(da)多處于溶(rong)(rong)液、溶(rong)(rong)劑(ji)之中，如稀(xi)土(tu)精礦的(de)分(fen)解、稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物、稀(xi)土(tu)化(hua)合物、單(dan)一(yi)(yi)稀(xi)土(tu)金(jin)屬的(de)分(fen)離(li)和(he)提取(qu)過程(cheng)就(jiu)是采用(yong)沉淀、結晶(jing)、氧(yang)化(hua)還原、溶(rong)(rong)劑(ji)萃(cui)取(qu)、離(li)子交換等化(hua)學分(fen)離(li)工藝過程(cheng)。現應用(yong)較普遍的(de)是有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)萃(cui)取(qu)法(fa)，它是工業分(fen)離(li)高純單(dan)一(yi)(yi)稀(xi)土(tu)元素的(de)通用(yong)工藝。濕法(fa)冶(ye)金(jin)流程(cheng)復雜，產(chan)品(pin)純度高，該法(fa)生產(chan)成品(pin)應用(yong)面廣闊。

火(huo)法(fa)冶金(jin)工(gong)藝過程簡單，生產率較高。稀土火(huo)法(fa)冶煉(lian)主要(yao)包括硅熱(re)還(huan)原(yuan)法(fa)制取(qu)稀土合金(jin)，熔鹽電解法(fa)制取(qu)稀土金(jin)屬(shu)或合金(jin)，金(jin)屬(shu)熱(re)還(huan)原(yuan)法(fa)制取(qu)稀土合金(jin)等。火(huo)法(fa)冶金(jin)的(de)共(gong)同特(te)點是在高溫條件下生產。

（三）精礦的分解

稀(xi)(xi)土精(jing)礦(kuang)中(zhong)的(de)稀(xi)(xi)土，一(yi)般(ban)呈(cheng)難溶于水的(de)碳(tan)酸鹽(yan)(yan)、氟化(hua)(hua)物(wu)、磷酸鹽(yan)(yan)、氧化(hua)(hua)物(wu)或硅酸鹽(yan)(yan)等(deng)形態(tai)。必(bi)須通過(guo)(guo)各(ge)種(zhong)化(hua)(hua)學(xue)變化(hua)(hua)將稀(xi)(xi)土轉化(hua)(hua)為溶于水或無機酸的(de)化(hua)(hua)合物(wu)，經過(guo)(guo)溶解、分(fen)離、凈化(hua)(hua)、濃縮或灼燒等(deng)工序(xu)，制成(cheng)各(ge)種(zhong)混合稀(xi)(xi)土化(hua)(hua)合物(wu)如混合稀(xi)(xi)土氯化(hua)(hua)物(wu)，作(zuo)為產(chan)品或分(fen)離單一(yi)稀(xi)(xi)土的(de)原(yuan)料，這樣(yang)的(de)過(guo)(guo)程(cheng)稱為稀(xi)(xi)土精(jing)礦(kuang)分(fen)解也稱為前處理。

分(fen)解(jie)稀土精礦有很多(duo)方法(fa)(fa)，總的來說可分(fen)為三(san)類，即酸(suan)法(fa)(fa)、堿法(fa)(fa)和(he)氯化(hua)(hua)分(fen)解(jie)。酸(suan)法(fa)(fa)分(fen)解(jie)又(you)分(fen)為鹽(yan)酸(suan)分(fen)解(jie)、硫酸(suan)分(fen)解(jie)和(he)氫(qing)氟(fu)酸(suan)分(fen)解(jie)法(fa)(fa)等(deng)。堿法(fa)(fa)分(fen)解(jie)又(you)分(fen)為氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉分(fen)解(jie)或氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉熔融或蘇打(da)焙燒法(fa)(fa)等(deng)。一般根據精礦的類型、品(pin)位特點、產品(pin)方案、便于(yu)非稀土元素的回收與綜合利用(yong)、利于(yu)勞動衛生與環境保護(hu)、經濟合理等(deng)原則選擇適宜的工藝流程(cheng)。

碳酸稀土(tu)和氯化稀土(tu)的生產(chan)：

一個工藝(yi)是濃硫(liu)(liu)酸(suan)焙燒(shao)工藝(yi)，即把稀土(tu)(tu)精礦與硫(liu)(liu)酸(suan)混合在回(hui)轉窯中(zhong)焙燒(shao)。經過焙燒(shao)的礦用水(shui)浸(jin)出，則(ze)可溶性的稀土(tu)(tu)硫(liu)(liu)酸(suan)鹽就進入水(shui)溶液(ye)(ye)，稱(cheng)之為浸(jin)出液(ye)(ye)。然后(hou)往浸(jin)出液(ye)(ye)中(zhong)加入碳(tan)酸(suan)氫銨(an)，則(ze)稀土(tu)(tu)呈碳(tan)酸(suan)鹽沉淀(dian)下來，過濾后(hou)即得碳(tan)酸(suan)稀土(tu)(tu)。

另一種工(gong)藝(yi)叫燒堿(jian)(jian)法工(gong)藝(yi)，簡稱堿(jian)(jian)法工(gong)藝(yi)。一般(ban)是將(jiang)60%的(de)稀土(tu)精礦(kuang)與濃堿(jian)(jian)液(ye)攪勻，在高溫下熔融反應(ying)，稀土(tu)精礦(kuang)即被(bei)分(fen)解，稀土(tu)變為(wei)氫(qing)氧化稀土(tu)，把堿(jian)(jian)餅經(jing)水洗除去鈉鹽和多余的(de)堿(jian)(jian)，然后把水洗過(guo)的(de)氫(qing)氧化稀土(tu)再用鹽酸溶解，稀土(tu)被(bei)溶解為(wei)氯(lv)化稀土(tu)溶液(ye)，調(diao)酸度除去雜(za)質，過(guo)濾后的(de)氯(lv)化稀土(tu)溶液(ye)經(jing)濃縮結晶即制得(de)固體的(de)氯(lv)化稀土(tu)。

（四）元素的分離

除Pm以(yi)外的(de)(de)16個(ge)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素都可提(ti)純(chun)到(dao)6N（99.9999%）的(de)(de)純(chun)度。由稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)精礦(kuang)分解后所(suo)得到(dao)的(de)(de)混合(he)(he)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)化合(he)(he)物中(zhong)(zhong)，分離提(ti)取出單一(yi)純(chun)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素，在化學工藝上是比(bi)較(jiao)復雜和(he)困難的(de)(de)。其(qi)主要(yao)原因有二(er)個(ge)，一(yi)是鑭(lan)系元(yuan)(yuan)素之間的(de)(de)物理性(xing)質和(he)化學性(xing)質十(shi)分相似，多數稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)離子(zi)半徑居于相鄰兩(liang)元(yuan)(yuan)素之間，非常相近(jin)，在水(shui)溶液中(zhong)(zhong)都是穩定的(de)(de)三(san)價(jia)態。稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)離子(zi)與水(shui)的(de)(de)親(qin)和(he)力大(da)，因受(shou)水(shui)合(he)(he)物的(de)(de)保護，其(qi)化學性(xing)質非常相似，分離提(ti)純(chun)極(ji)(ji)為困難。二(er)是稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)精礦(kuang)分解后所(suo)得到(dao)的(de)(de)混合(he)(he)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)化合(he)(he)物中(zhong)(zhong)伴生的(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素較(jiao)多（如鈾、釷(tu)、鈮、鉭、鈦、鋯(gao)、鐵、鈣、硅、氟(fu)、磷等）。因此，在分離稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)工藝流程中(zhong)(zhong)，不但(dan)要(yao)考(kao)慮這(zhe)十(shi)幾個(ge)化學性(xing)質極(ji)(ji)其(qi)相近(jin)的(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素之間的(de)(de)分離，而且(qie)還必須考(kao)慮稀(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)素同伴生的(de)(de)雜質元(yuan)(yuan)素之間的(de)(de)分離。

稀(xi)土(tu)生(sheng)產(chan)中采用的分(fen)離方法(fa)(fa)（濕法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)工(gong)藝）有：1、分(fen)步法(fa)(fa)（分(fen)級結晶法(fa)(fa)、分(fen)級沉淀法(fa)(fa)和(he)氧(yang)化還(huan)原法(fa)(fa)）；2、離子交換法(fa)(fa)；3、溶(rong)劑萃取(qu)法(fa)(fa)。

1、分步法

從1794年(nian)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)釔（Y）到(dao)1905年(nian)發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)镥(lu)（Lu）為(wei)止，所有天然存在(zai)的(de)(de)(de)(de)稀土元素間(jian)的(de)(de)(de)(de)單(dan)一分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)，還有居(ju)里(li)夫婦發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)鐳，都是(shi)用這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)。分(fen)(fen)(fen)步法(fa)是(shi)利用化(hua)(hua)合(he)物(wu)在(zai)溶(rong)(rong)劑(ji)中(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)難(nan)易程(cheng)度（溶(rong)(rong)解(jie)度）上(shang)的(de)(de)(de)(de)差(cha)別(bie)來(lai)進行(xing)分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)和提純的(de)(de)(de)(de)。方(fang)(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)操(cao)作程(cheng)序是(shi)：將含有兩(liang)種(zhong)稀土元素的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物(wu)先(xian)以適宜的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑(ji)溶(rong)(rong)解(jie)后，加熱濃縮，溶(rong)(rong)液中(zhong)一部(bu)分(fen)(fen)(fen)元素化(hua)(hua)合(he)物(wu)析出(chu)來(lai)（結晶(jing)或沉(chen)淀）。析出(chu)物(wu)中(zhong)，溶(rong)(rong)解(jie)度較小的(de)(de)(de)(de)稀土元素得到(dao)富集，溶(rong)(rong)解(jie)度較大(da)點(dian)的(de)(de)(de)(de)稀土元素在(zai)溶(rong)(rong)液中(zhong)也得到(dao)富集。因(yin)為(wei)稀土元素之間(jian)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)度差(cha)別(bie)很小，必(bi)須重(zhong)復(fu)操(cao)作多次才能(neng)將這兩(liang)種(zhong)稀土元素分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)開來(lai)，因(yin)而這是(shi)一件非常困難(nan)的(de)(de)(de)(de)工作。全部(bu)稀土元素的(de)(de)(de)(de)單(dan)一分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)耗費了100多年(nian)，一次分(fen)(fen)(fen)離(li)(li)重(zhong)復(fu)操(cao)作竟達2萬次，對(dui)于化(hua)(hua)學工作者而言，其艱辛的(de)(de)(de)(de)程(cheng)度，可想而知。因(yin)此用這樣的(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)不能(neng)大(da)量生產單(dan)一稀土。

2、離子交換法

由于分(fen)步法不能(neng)大量生產(chan)單(dan)一稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)，因而稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(su)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作也(ye)受到了阻礙，第二次世界大戰后，美(mei)國原子彈研(yan)制計(ji)劃即所謂曼哈頓計(ji)劃推動了稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)分(fen)離技術的(de)(de)(de)發展，因稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(su)和鈾、釷(tu)等放射(she)性(xing)元素(su)性(xing)質相(xiang)似，為盡(jin)快推進原子能(neng)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)，就將稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)作為其代用(yong)(yong)品加以利用(yong)(yong)。而且，為了分(fen)析(xi)原子核裂(lie)變產(chan)物中含有(you)的(de)(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(su)，并(bing)除去鈾、釷(tu)中的(de)(de)(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(su)，研(yan)究(jiu)成(cheng)功了離子交(jiao)換(huan)色層(ceng)分(fen)析(xi)法（離子交(jiao)換(huan)法），進而用(yong)(yong)于稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)元素(su)的(de)(de)(de)分(fen)離。

離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)色層(ceng)法的原理是：首先(xian)將陽(yang)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹脂(zhi)填充于柱子(zi)內，再將待分離(li)的混合稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)吸附在柱子(zi)入(ru)口(kou)處的那一(yi)(yi)(yi)端，然后讓淋(lin)洗(xi)液從(cong)上(shang)(shang)到下流(liu)(liu)(liu)經(jing)柱子(zi)。形(xing)成了混合物的稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)就脫離(li)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹脂(zhi)而隨淋(lin)洗(xi)液一(yi)(yi)(yi)起(qi)向(xiang)下流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)。流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)的過程中稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)混合物分解，再吸附于樹脂(zhi)上(shang)(shang)。就這樣，稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)子(zi)一(yi)(yi)(yi)邊吸附、脫離(li)樹脂(zhi)，一(yi)(yi)(yi)邊隨著淋(lin)洗(xi)液向(xiang)柱子(zi)的出(chu)口(kou)端流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)。由于稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)子(zi)與絡(luo)合劑形(xing)成的絡(luo)合物的穩定性不(bu)同(tong)，因此各(ge)種稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)離(li)子(zi)向(xiang)下移動(dong)(dong)的速(su)度不(bu)一(yi)(yi)(yi)樣，親和力(li)大(da)的稀(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)向(xiang)下流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)快(kuai)，結果先(xian)到達(da)出(chu)口(kou)端。

離(li)(li)子交(jiao)換(huan)法(fa)的(de)優點(dian)(dian)是一(yi)次操(cao)作可(ke)以(yi)將多個元素(su)加以(yi)分(fen)離(li)(li)。而(er)且(qie)還(huan)能(neng)得(de)到高(gao)(gao)純度的(de)產品。這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)的(de)缺點(dian)(dian)是不能(neng)連(lian)續處理，一(yi)次操(cao)作周期花費時間長，還(huan)有(you)樹脂的(de)再生、交(jiao)換(huan)等所耗成(cheng)本高(gao)(gao)，因此，這(zhe)種曾經(jing)是分(fen)離(li)(li)大量(liang)稀(xi)土(tu)的(de)主要方(fang)(fang)法(fa)已從主流分(fen)離(li)(li)方(fang)(fang)法(fa)上退下來，而(er)被溶(rong)劑萃(cui)取法(fa)取代。但由(you)于(yu)離(li)(li)子交(jiao)換(huan)色(se)層(ceng)法(fa)具有(you)獲得(de)高(gao)(gao)純度單一(yi)稀(xi)土(tu)產品的(de)突出特點(dian)(dian)，為制取超高(gao)(gao)純單一(yi)稀(xi)土(tu)產品以(yi)及一(yi)些重稀(xi)土(tu)元素(su)的(de)分(fen)離(li)(li)，還(huan)需(xu)用離(li)(li)子交(jiao)換(huan)色(se)層(ceng)法(fa)分(fen)離(li)(li)制取。

3、溶劑萃取法

利用有(you)機溶(rong)劑(ji)從(cong)與其不相(xiang)混溶(rong)的(de)水(shui)溶(rong)液(ye)(ye)中把被萃(cui)(cui)取物提取分(fen)離出(chu)來的(de)方法(fa)稱(cheng)之(zhi)為有(you)機溶(rong)劑(ji)液(ye)(ye)—液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)(cui)取法(fa)，簡(jian)稱(cheng)溶(rong)劑(ji)萃(cui)(cui)取法(fa)，它是(shi)一(yi)種把物質從(cong)一(yi)個液(ye)(ye)相(xiang)轉(zhuan)移(yi)到另一(yi)個液(ye)(ye)相(xiang)的(de)傳質過程(cheng)。

溶劑(ji)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)法(fa)在(zai)石油化(hua)(hua)工、有機化(hua)(hua)學(xue)、藥物化(hua)(hua)學(xue)和(he)分(fen)析化(hua)(hua)學(xue)方(fang)面應用較早。但近(jin)四十年來，由于原(yuan)子能科學(xue)技術的(de)(de)發(fa)展，超純(chun)物質(zhi)及稀有元(yuan)素(su)生產的(de)(de)需(xu)要，溶劑(ji)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)法(fa)在(zai)核燃料(liao)工業、稀有冶金等工業方(fang)面，得到了很大的(de)(de)發(fa)展。我國在(zai)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)理論的(de)(de)研究(jiu)、新型萃(cui)(cui)(cui)取(qu)劑(ji)的(de)(de)合成與應用和(he)稀土元(yuan)素(su)分(fen)離的(de)(de)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)工藝流(liu)程(cheng)等方(fang)面，均(jun)達到了很高的(de)(de)水平。

溶劑萃取(qu)法(fa)其萃取(qu)過程與分(fen)(fen)級(ji)沉淀、分(fen)(fen)級(ji)結(jie)晶、離子交換等(deng)分(fen)(fen)離方法(fa)相比(bi)，具有分(fen)(fen)離效果好、生產能力大(da)、便于快(kuai)速連續(xu)生產、易于實(shi)現(xian)自動(dong)控制等(deng)一(yi)系列優點，因而逐漸變(bian)成分(fen)(fen)離大(da)量(liang)稀(xi)土的主要方法(fa)。

溶劑(ji)萃(cui)取(qu)法(fa)的(de)(de)分離設備有(you)混合澄(cheng)清槽、離心(xin)萃(cui)取(qu)器等(deng)，提(ti)純稀(xi)(xi)土所(suo)用(yong)(yong)的(de)(de)萃(cui)取(qu)劑(ji)有(you)：以(yi)酸性(xing)磷酸酯為(wei)代(dai)表的(de)(de)陽(yang)離子萃(cui)取(qu)劑(ji)如P204、P507，以(yi)胺為(wei)代(dai)表的(de)(de)陰離子交換(huan)液N1923和以(yi)TBP、P350等(deng)中性(xing)磷酸酯為(wei)代(dai)表的(de)(de)溶劑(ji)萃(cui)取(qu)劑(ji)三種(zhong)。這(zhe)些萃(cui)取(qu)劑(ji)的(de)(de)粘度與比(bi)重都很高，與水不易(yi)分離。通常用(yong)(yong)煤油等(deng)溶劑(ji)將其稀(xi)(xi)釋(shi)再用(yong)(yong)。

萃取工藝過程一般(ban)可分為三個主要階段：萃取、洗(xi)滌、反萃取。

（五）金屬的制備

稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)生產(chan)又(you)叫稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)火法冶(ye)金(jin)(jin)生產(chan)。稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)一般分為(wei)混(hun)合稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和單(dan)一稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。混(hun)合稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)組成(cheng)與礦石(shi)中原(yuan)有(you)的(de)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)成(cheng)份接(jie)近，單(dan)一金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)是各(ge)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)分離精制的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。以稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)氧(yang)化物（除釤、銪、鐿(yi)及銩的(de)氧(yang)化物外）為(wei)原(yuan)料用(yong)一般冶(ye)金(jin)(jin)方(fang)法很難還原(yuan)成(cheng)單(dan)一金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)，因(yin)其(qi)生成(cheng)熱很大、穩定性高。因(yin)此生產(chan)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)(tu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)常用(yong)的(de)原(yuan)料是它(ta)們的(de)氯化物和氟化物。

1、熔鹽電解法

工業上大批量(liang)生產(chan)混合稀土金屬一般使用(yong)熔(rong)(rong)鹽電(dian)解(jie)(jie)法(fa)(fa)(fa)。這一方法(fa)(fa)(fa)是把稀土氯化物(wu)等稀土化合物(wu)加(jia)熱熔(rong)(rong)融，然后進行電(dian)解(jie)(jie)，在陰(yin)極上析出稀土金屬。電(dian)解(jie)(jie)法(fa)(fa)(fa)有氯化物(wu)電(dian)解(jie)(jie)和(he)氧化物(wu)電(dian)解(jie)(jie)兩種方法(fa)(fa)(fa)。單一稀土金屬的制備方法(fa)(fa)(fa)因(yin)元素不同而(er)異。釤、銪、鐿、銩因(yin)蒸氣壓(ya)高(gao)，不適于電(dian)解(jie)(jie)法(fa)(fa)(fa)制備，而(er)使用(yong)還原蒸餾法(fa)(fa)(fa)。其它元素可用(yong)電(dian)解(jie)(jie)法(fa)(fa)(fa)或(huo)金屬熱還原法(fa)(fa)(fa)制備。

氯(lv)(lv)化物(wu)電解(jie)是(shi)(shi)生產金屬最普通的(de)方法，特(te)別(bie)是(shi)(shi)混合(he)稀土金屬工藝簡單，成本(ben)便宜，投資小，但(dan)最大(da)缺點是(shi)(shi)氯(lv)(lv)氣放出，污染環境。

氧(yang)化物(wu)電解(jie)沒有(you)有(you)害氣體放出，但成本(ben)稍高些，一般(ban)生產(chan)價(jia)格較高的單一稀土如釹(nv)、鐠等都用氧(yang)化物(wu)電解(jie)。

2、真空熱還原法

電解法(fa)只能制(zhi)備(bei)一般(ban)工(gong)業級的稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，如要(yao)制(zhi)備(bei)雜質較低，純(chun)度高的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，一般(ban)用真空(kong)熱還原(yuan)的方(fang)(fang)(fang)法(fa)來制(zhi)取。一般(ban)是把稀(xi)土(tu)氧化(hua)物先制(zhi)成(cheng)氟化(hua)稀(xi)土(tu)，在真空(kong)感(gan)應(ying)爐內用金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)鈣進行(xing)還原(yuan)，制(zhi)得(de)粗金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，然后再經過(guo)重熔和蒸餾(liu)獲(huo)得(de)較純(chun)的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，這一方(fang)(fang)(fang)法(fa)可以(yi)生產(chan)所(suo)有(you)的單一稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)，但釤、銪、鐿、銩不能用這種方(fang)(fang)(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(yang)化物與鑭金屬的碎屑混合壓(ya)塊，在(zai)真空爐中進行還原(yuan)，鑭比較活潑，釤(shan)、銪、鐿、銩被鑭還原(yuan)成金屬后收集(ji)在(zai)冷凝(ning)器上，與渣(zha)很容易分(fen)開。