稀土元素分離提取的工藝流程

（一）選礦工藝

選(xuan)礦(kuang)(kuang)是利用組成礦(kuang)(kuang)石的各種礦(kuang)(kuang)物之間的物理化(hua)學性質的差異，采用不(bu)同的選(xuan)礦(kuang)(kuang)方法，借助(zhu)不(bu)同的選(xuan)礦(kuang)(kuang)工藝，不(bu)同的選(xuan)礦(kuang)(kuang)設備，把(ba)礦(kuang)(kuang)石中的有用礦(kuang)(kuang)物富(fu)集起來，除(chu)去有害雜質，并使之與脈(mo)石礦(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)(tu)(tu)氧化物(wu)含(han)(han)量只有百(bai)分之幾，甚至有的(de)(de)(de)(de)更低，為了(le)滿足冶(ye)煉的(de)(de)(de)(de)生產要(yao)求，在冶(ye)煉前經選(xuan)(xuan)礦，將稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦物(wu)與脈(mo)石(shi)礦物(wu)和(he)其它有用礦物(wu)分開，以提高稀(xi)土(tu)(tu)(tu)氧化物(wu)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量，得(de)到能滿足稀(xi)土(tu)(tu)(tu)冶(ye)金要(yao)求的(de)(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精礦。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)礦的(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)礦一般采用浮選(xuan)(xuan)法，并常(chang)輔(fu)以重(zhong)選(xuan)(xuan)、磁選(xuan)(xuan)組成多種組合的(de)(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)礦工藝流程。

內蒙古白云鄂博礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山的稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)，是(shi)鐵(tie)(tie)白云石(shi)的碳(tan)酸巖型礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床(chuang)，在(zai)主要成分(fen)鐵(tie)(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)伴生稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)（除(chu)氟碳(tan)鈰礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)、獨(du)居石(shi)外(wai)，還有數(shu)種含(han)鈮(ni)、稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)）。采出(chu)的礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)中(zhong)含(han)鐵(tie)(tie)30%左(zuo)右，稀(xi)土氧化物(wu)約5%。在(zai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)山先將大礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石(shi)破碎(sui)后(hou)，用(yong)(yong)火(huo)車運至包頭鋼鐵(tie)(tie)集(ji)團公司(si)的選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)。選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)廠(chang)的任務是(shi)將Fe2O3從(cong)33%提高到55%以(yi)上(shang)，先在(zai)錐形球磨(mo)機上(shang)磨(mo)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)分(fen)級，再用(yong)(yong)圓(yuan)筒(tong)磁選(xuan)(xuan)(xuan)機選(xuan)(xuan)(xuan)得62～65%Fe2O3的一次鐵(tie)(tie)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。其(qi)尾礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)繼續進(jin)行浮(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)與磁選(xuan)(xuan)(xuan)，得到含(han)45%Fe2O3以(yi)上(shang)的二次鐵(tie)(tie)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。稀(xi)土富集(ji)在(zai)浮(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)泡沫中(zhong)，品位達(da)到10～15%。該(gai)富集(ji)物(wu)可用(yong)(yong)搖床(chuang)選(xuan)(xuan)(xuan)出(chu)REO含(han)量(liang)為(wei)30%的粗精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)，經選(xuan)(xuan)(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)設(she)備(bei)再處理后(hou)，可得到REO60%以(yi)上(shang)的稀(xi)土精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)。

（二）冶煉方法

稀(xi)土冶(ye)煉方法有兩種，即(ji)濕法冶(ye)金和(he)火法冶(ye)金。

濕法冶(ye)金屬化工(gong)(gong)冶(ye)金方式，全流(liu)程大(da)多處(chu)于溶液、溶劑(ji)之(zhi)中，如稀(xi)土(tu)精礦的(de)(de)(de)分解、稀(xi)土(tu)氧(yang)化物(wu)、稀(xi)土(tu)化合物(wu)、單(dan)一稀(xi)土(tu)金屬的(de)(de)(de)分離(li)(li)和提取(qu)過程就是采用(yong)(yong)沉淀、結晶、氧(yang)化還原、溶劑(ji)萃取(qu)、離(li)(li)子交(jiao)換等化學分離(li)(li)工(gong)(gong)藝過程。現應用(yong)(yong)較普遍的(de)(de)(de)是有機溶劑(ji)萃取(qu)法，它是工(gong)(gong)業分離(li)(li)高(gao)純單(dan)一稀(xi)土(tu)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)通用(yong)(yong)工(gong)(gong)藝。濕法冶(ye)金流(liu)程復雜(za)，產品純度高(gao)，該法生(sheng)產成品應用(yong)(yong)面廣闊。

火(huo)法(fa)(fa)(fa)冶金(jin)工藝(yi)過程簡(jian)單，生(sheng)產(chan)率較高。稀土(tu)火(huo)法(fa)(fa)(fa)冶煉主(zhu)要包括硅熱還原(yuan)法(fa)(fa)(fa)制取(qu)稀土(tu)合金(jin)，熔鹽電解法(fa)(fa)(fa)制取(qu)稀土(tu)金(jin)屬或合金(jin)，金(jin)屬熱還原(yuan)法(fa)(fa)(fa)制取(qu)稀土(tu)合金(jin)等。火(huo)法(fa)(fa)(fa)冶金(jin)的(de)共同特(te)點是在高溫條件(jian)下生(sheng)產(chan)。

（三）精礦的分解

稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精礦中的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)，一般呈(cheng)難溶(rong)于(yu)水的(de)(de)(de)碳(tan)酸(suan)鹽、氟(fu)化(hua)物、磷酸(suan)鹽、氧化(hua)物或(huo)硅酸(suan)鹽等(deng)(deng)形態。必須通過各(ge)種(zhong)化(hua)學變化(hua)將(jiang)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)轉化(hua)為溶(rong)于(yu)水或(huo)無機(ji)酸(suan)的(de)(de)(de)化(hua)合(he)物，經(jing)過溶(rong)解(jie)、分離(li)、凈化(hua)、濃縮或(huo)灼燒等(deng)(deng)工序，制成(cheng)各(ge)種(zhong)混合(he)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)化(hua)合(he)物如混合(he)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)氯化(hua)物，作為產品或(huo)分離(li)單一稀(xi)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)原料，這樣的(de)(de)(de)過程(cheng)稱(cheng)為稀(xi)土(tu)(tu)(tu)精礦分解(jie)也(ye)稱(cheng)為前處理。

分(fen)(fen)(fen)解(jie)稀(xi)土精礦有很多方法，總的(de)來(lai)說可分(fen)(fen)(fen)為三類，即酸(suan)(suan)(suan)(suan)法、堿法和氯化(hua)(hua)分(fen)(fen)(fen)解(jie)。酸(suan)(suan)(suan)(suan)法分(fen)(fen)(fen)解(jie)又分(fen)(fen)(fen)為鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)解(jie)、硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)解(jie)和氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)(suan)分(fen)(fen)(fen)解(jie)法等(deng)。堿法分(fen)(fen)(fen)解(jie)又分(fen)(fen)(fen)為氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉分(fen)(fen)(fen)解(jie)或氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉熔融或蘇打焙燒(shao)法等(deng)。一般根據精礦的(de)類型、品位(wei)特(te)點、產(chan)品方案、便(bian)于(yu)非稀(xi)土元素的(de)回收與綜(zong)合利用、利于(yu)勞動衛生(sheng)與環境保護(hu)、經濟合理等(deng)原則選擇(ze)適宜(yi)的(de)工藝流程(cheng)。

碳酸稀(xi)土和氯化稀(xi)土的生產(chan)：

一個工藝是濃硫(liu)酸焙(bei)燒(shao)工藝，即把稀(xi)土精礦與硫(liu)酸混合(he)在回轉窯中焙(bei)燒(shao)。經過焙(bei)燒(shao)的礦用水(shui)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)，則(ze)(ze)可溶性的稀(xi)土硫(liu)酸鹽就進入水(shui)溶液，稱(cheng)之為浸(jin)(jin)出(chu)(chu)液。然(ran)后往浸(jin)(jin)出(chu)(chu)液中加入碳(tan)酸氫銨，則(ze)(ze)稀(xi)土呈碳(tan)酸鹽沉淀下來，過濾后即得碳(tan)酸稀(xi)土。

另一種工(gong)藝叫燒堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)藝，簡稱堿(jian)(jian)法(fa)工(gong)藝。一般是將60%的稀(xi)(xi)(xi)土精礦與濃堿(jian)(jian)液攪勻，在高(gao)溫下熔(rong)融(rong)反應，稀(xi)(xi)(xi)土精礦即被分(fen)解，稀(xi)(xi)(xi)土變為(wei)氫氧化(hua)稀(xi)(xi)(xi)土，把堿(jian)(jian)餅經水洗(xi)除去(qu)鈉鹽(yan)和多余的堿(jian)(jian)，然后把水洗(xi)過的氫氧化(hua)稀(xi)(xi)(xi)土再用鹽(yan)酸溶(rong)解，稀(xi)(xi)(xi)土被溶(rong)解為(wei)氯化(hua)稀(xi)(xi)(xi)土溶(rong)液，調酸度除去(qu)雜(za)質(zhi)，過濾后的氯化(hua)稀(xi)(xi)(xi)土溶(rong)液經濃縮結晶即制得固(gu)體的氯化(hua)稀(xi)(xi)(xi)土。

（四）元素的分離

除Pm以外的(de)16個稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)都(dou)可(ke)提(ti)純到(dao)(dao)6N（99.9999%）的(de)純度。由(you)稀(xi)土(tu)(tu)精(jing)礦(kuang)分(fen)(fen)解(jie)后(hou)(hou)所得到(dao)(dao)的(de)混(hun)合(he)(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物中(zhong)，分(fen)(fen)離提(ti)取出單一純稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，在(zai)(zai)化(hua)(hua)學(xue)工藝上是(shi)比較復雜和(he)困(kun)難的(de)。其(qi)(qi)主要(yao)原因有(you)二(er)個，一是(shi)鑭(lan)系元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)之(zhi)間(jian)的(de)物理性質(zhi)和(he)化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)十分(fen)(fen)相(xiang)似(si)，多(duo)數(shu)稀(xi)土(tu)(tu)離子(zi)半徑居于相(xiang)鄰兩元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)之(zhi)間(jian)，非(fei)常相(xiang)近(jin)，在(zai)(zai)水溶液中(zhong)都(dou)是(shi)穩(wen)定的(de)三價態(tai)。稀(xi)土(tu)(tu)離子(zi)與水的(de)親和(he)力大，因受水合(he)(he)(he)物的(de)保護(hu)，其(qi)(qi)化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)非(fei)常相(xiang)似(si)，分(fen)(fen)離提(ti)純極為困(kun)難。二(er)是(shi)稀(xi)土(tu)(tu)精(jing)礦(kuang)分(fen)(fen)解(jie)后(hou)(hou)所得到(dao)(dao)的(de)混(hun)合(he)(he)(he)稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物中(zhong)伴生(sheng)的(de)雜質(zhi)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)較多(duo)（如鈾(you)、釷(tu)、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟、磷等）。因此(ci)，在(zai)(zai)分(fen)(fen)離稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)的(de)工藝流程中(zhong)，不(bu)但要(yao)考慮(lv)這(zhe)十幾個化(hua)(hua)學(xue)性質(zhi)極其(qi)(qi)相(xiang)近(jin)的(de)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)之(zhi)間(jian)的(de)分(fen)(fen)離，而且還必須考慮(lv)稀(xi)土(tu)(tu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)同伴生(sheng)的(de)雜質(zhi)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)之(zhi)間(jian)的(de)分(fen)(fen)離。

稀土生產(chan)中采用的分(fen)離方法(fa)(fa)（濕法(fa)(fa)生產(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)和氧化還原法(fa)(fa)）；2、離子(zi)交換(huan)法(fa)(fa)；3、溶劑萃取法(fa)(fa)。

1、分步法

從(cong)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，所有天然(ran)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)分(fen)離，還有居里夫婦發(fa)(fa)現的(de)(de)(de)(de)(de)鐳，都(dou)是用這(zhe)種方(fang)法(fa)分(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)。分(fen)步法(fa)是利用化(hua)(hua)合物(wu)(wu)在溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)中(zhong)(zhong)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)易程(cheng)度(du)(du)（溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)）上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)差別來進(jin)行分(fen)離和(he)提純的(de)(de)(de)(de)(de)。方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作程(cheng)序是：將含有兩(liang)種稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)先以(yi)適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)后，加熱濃縮，溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)一(yi)部分(fen)元(yuan)素(su)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)析(xi)出來（結晶(jing)或沉淀）。析(xi)出物(wu)(wu)中(zhong)(zhong)，溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)較小的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)得(de)到富(fu)集(ji)，溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)較大(da)點的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)在溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)也得(de)到富(fu)集(ji)。因(yin)(yin)為稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)度(du)(du)差別很小，必須重復操(cao)作多(duo)次(ci)才能(neng)將這(zhe)兩(liang)種稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)分(fen)離開來，因(yin)(yin)而這(zhe)是一(yi)件非常(chang)困難(nan)的(de)(de)(de)(de)(de)工作。全部稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)一(yi)分(fen)離耗費了(le)100多(duo)年(nian)，一(yi)次(ci)分(fen)離重復操(cao)作竟達2萬(wan)次(ci)，對于化(hua)(hua)學工作者而言，其艱辛的(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度(du)(du)，可想而知(zhi)。因(yin)(yin)此用這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)不能(neng)大(da)量生產(chan)單(dan)一(yi)稀(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)土(tu)(tu)。

2、離子交換法

由于分(fen)步(bu)法(fa)(fa)不能大量生產(chan)單一稀土(tu)，因而稀土(tu)元(yuan)素(su)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)也受(shou)到(dao)了阻礙(ai)，第二次世界(jie)大戰后(hou)，美國原子(zi)(zi)彈研(yan)制計劃(hua)即所謂曼哈頓計劃(hua)推動了稀土(tu)分(fen)離(li)技術的(de)發展，因稀土(tu)元(yuan)素(su)和鈾、釷等(deng)放(fang)射性元(yuan)素(su)性質相似，為(wei)盡快推進原子(zi)(zi)能的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)，就將稀土(tu)作(zuo)為(wei)其代用品加以利用。而且，為(wei)了分(fen)析(xi)原子(zi)(zi)核裂變產(chan)物(wu)中含有的(de)稀土(tu)元(yuan)素(su)，并除去鈾、釷中的(de)稀土(tu)元(yuan)素(su)，研(yan)究(jiu)(jiu)成功了離(li)子(zi)(zi)交換色層(ceng)分(fen)析(xi)法(fa)(fa)（離(li)子(zi)(zi)交換法(fa)(fa)），進而用于稀土(tu)元(yuan)素(su)的(de)分(fen)離(li)。

離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換(huan)(huan)色(se)層(ceng)法的(de)(de)(de)原理是：首先將陽(yang)離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹脂(zhi)填充于(yu)柱(zhu)子(zi)(zi)內，再將待分(fen)離(li)的(de)(de)(de)混合稀(xi)土(tu)吸附在柱(zhu)子(zi)(zi)入(ru)口(kou)處的(de)(de)(de)那一端，然(ran)后(hou)讓(rang)淋(lin)洗液從(cong)上(shang)到(dao)下流(liu)(liu)經柱(zhu)子(zi)(zi)。形成了混合物(wu)的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)就(jiu)脫離(li)離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換(huan)(huan)樹脂(zhi)而隨淋(lin)洗液一起向下流(liu)(liu)動。流(liu)(liu)動的(de)(de)(de)過程中稀(xi)土(tu)混合物(wu)分(fen)解，再吸附于(yu)樹脂(zhi)上(shang)。就(jiu)這樣，稀(xi)土(tu)離(li)子(zi)(zi)一邊(bian)吸附、脫離(li)樹脂(zhi)，一邊(bian)隨著淋(lin)洗液向柱(zhu)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)出口(kou)端流(liu)(liu)動。由于(yu)稀(xi)土(tu)離(li)子(zi)(zi)與(yu)絡合劑形成的(de)(de)(de)絡合物(wu)的(de)(de)(de)穩定性不(bu)同，因(yin)此各種稀(xi)土(tu)離(li)子(zi)(zi)向下移動的(de)(de)(de)速度(du)不(bu)一樣，親和力大的(de)(de)(de)稀(xi)土(tu)向下流(liu)(liu)動快，結果(guo)先到(dao)達出口(kou)端。

離(li)子交換法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)優點(dian)是(shi)(shi)一次(ci)操作可(ke)以(yi)(yi)將多個元素(su)加以(yi)(yi)分離(li)。而且(qie)還能得到(dao)高純度(du)的(de)產(chan)品(pin)。這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)缺點(dian)是(shi)(shi)不能連(lian)續處理(li)，一次(ci)操作周期花(hua)費時(shi)間長(chang)，還有樹脂(zhi)的(de)再生(sheng)、交換等所耗成(cheng)本(ben)高，因此，這種(zhong)曾(ceng)經是(shi)(shi)分離(li)大量稀(xi)土(tu)(tu)的(de)主(zhu)要方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)已從主(zhu)流分離(li)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)上退下來，而被溶(rong)劑萃取法(fa)(fa)(fa)(fa)取代。但(dan)由于離(li)子交換色層(ceng)法(fa)(fa)(fa)(fa)具(ju)有獲得高純度(du)單(dan)一稀(xi)土(tu)(tu)產(chan)品(pin)的(de)突出特點(dian)，為制(zhi)取超高純單(dan)一稀(xi)土(tu)(tu)產(chan)品(pin)以(yi)(yi)及一些重稀(xi)土(tu)(tu)元素(su)的(de)分離(li)，還需用(yong)離(li)子交換色層(ceng)法(fa)(fa)(fa)(fa)分離(li)制(zhi)取。

3、溶劑萃取法

利用有機(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)從與其不相(xiang)混(hun)溶(rong)(rong)的水溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)把(ba)被萃取物提取分離出來的方法稱之為有機(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)液(ye)—液(ye)液(ye)萃取法，簡稱溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)萃取法，它(ta)是一種(zhong)把(ba)物質(zhi)從一個(ge)液(ye)相(xiang)轉移到另一個(ge)液(ye)相(xiang)的傳質(zhi)過程。

溶(rong)劑萃取(qu)法(fa)(fa)在石(shi)油化(hua)工(gong)(gong)(gong)、有(you)機化(hua)學(xue)、藥物化(hua)學(xue)和分析化(hua)學(xue)方(fang)面應用(yong)較(jiao)早(zao)。但近(jin)四十年來，由(you)于(yu)原子能科學(xue)技術的(de)(de)(de)發展，超純物質及稀(xi)有(you)元(yuan)(yuan)素(su)生(sheng)產的(de)(de)(de)需(xu)要，溶(rong)劑萃取(qu)法(fa)(fa)在核燃料工(gong)(gong)(gong)業(ye)、稀(xi)有(you)冶(ye)金(jin)等工(gong)(gong)(gong)業(ye)方(fang)面，得到了很大的(de)(de)(de)發展。我國在萃取(qu)理論的(de)(de)(de)研究、新型萃取(qu)劑的(de)(de)(de)合成(cheng)與(yu)應用(yong)和稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)分離的(de)(de)(de)萃取(qu)工(gong)(gong)(gong)藝流程(cheng)等方(fang)面，均(jun)達到了很高的(de)(de)(de)水平。

溶劑萃取(qu)法(fa)其萃取(qu)過(guo)程與分級(ji)沉淀、分級(ji)結晶、離(li)子交換等分離(li)方法(fa)相(xiang)比，具有分離(li)效果好、生(sheng)產能(neng)力大、便(bian)于(yu)快速連續生(sheng)產、易(yi)于(yu)實現(xian)自(zi)動控制等一系列(lie)優點，因而逐(zhu)漸變成分離(li)大量稀土(tu)的主要方法(fa)。

溶劑(ji)(ji)(ji)萃(cui)(cui)取法的(de)分離(li)設備(bei)有混合澄清槽、離(li)心萃(cui)(cui)取器等(deng)，提純稀土所(suo)用(yong)(yong)的(de)萃(cui)(cui)取劑(ji)(ji)(ji)有：以(yi)酸性(xing)(xing)磷酸酯為代(dai)表(biao)的(de)陽離(li)子(zi)萃(cui)(cui)取劑(ji)(ji)(ji)如P204、P507，以(yi)胺為代(dai)表(biao)的(de)陰離(li)子(zi)交換液(ye)N1923和以(yi)TBP、P350等(deng)中性(xing)(xing)磷酸酯為代(dai)表(biao)的(de)溶劑(ji)(ji)(ji)萃(cui)(cui)取劑(ji)(ji)(ji)三種。這些萃(cui)(cui)取劑(ji)(ji)(ji)的(de)粘度與比重(zhong)都很高，與水不易(yi)分離(li)。通常用(yong)(yong)煤油(you)等(deng)溶劑(ji)(ji)(ji)將其稀釋再(zai)用(yong)(yong)。

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

（五）金屬的制備

稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)的生(sheng)產又叫稀(xi)(xi)(xi)土(tu)火法(fa)冶金(jin)生(sheng)產。稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)一(yi)般(ban)分(fen)為混(hun)(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)和單(dan)一(yi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)。混(hun)(hun)合(he)(he)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)的組成(cheng)與(yu)礦石中原有的稀(xi)(xi)(xi)土(tu)成(cheng)份接近，單(dan)一(yi)金(jin)屬(shu)是各稀(xi)(xi)(xi)土(tu)分(fen)離精制的金(jin)屬(shu)。以(yi)稀(xi)(xi)(xi)土(tu)氧化物(wu)(wu)(wu)（除(chu)釤、銪(you)、鐿及(ji)銩的氧化物(wu)(wu)(wu)外）為原料用一(yi)般(ban)冶金(jin)方(fang)法(fa)很難還(huan)原成(cheng)單(dan)一(yi)金(jin)屬(shu)，因其生(sheng)成(cheng)熱很大(da)、穩定(ding)性高(gao)。因此(ci)生(sheng)產稀(xi)(xi)(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)常用的原料是它們的氯化物(wu)(wu)(wu)和氟(fu)化物(wu)(wu)(wu)。

1、熔鹽電解法

工業上大批量(liang)生產混合(he)稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)一(yi)般使用(yong)熔鹽(yan)電解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)。這(zhe)一(yi)方法(fa)(fa)(fa)(fa)是把稀(xi)土(tu)氯(lv)化物(wu)等稀(xi)土(tu)化合(he)物(wu)加(jia)熱(re)熔融(rong)，然(ran)后進行(xing)電解(jie)，在陰(yin)極上析出稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)。電解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)有氯(lv)化物(wu)電解(jie)和氧化物(wu)電解(jie)兩(liang)種方法(fa)(fa)(fa)(fa)。單一(yi)稀(xi)土(tu)金(jin)屬(shu)的制備(bei)方法(fa)(fa)(fa)(fa)因元(yuan)素不(bu)同而異(yi)。釤、銪、鐿、銩(diu)因蒸氣壓高，不(bu)適(shi)于電解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)制備(bei)，而使用(yong)還原蒸餾法(fa)(fa)(fa)(fa)。其它元(yuan)素可用(yong)電解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)或金(jin)屬(shu)熱(re)還原法(fa)(fa)(fa)(fa)制備(bei)。

氯化物電(dian)解是(shi)生產金屬最普通的方(fang)法，特(te)別是(shi)混合稀土(tu)金屬工藝簡單，成本便宜，投(tou)資小(xiao)，但最大缺點是(shi)氯氣(qi)放出，污染(ran)環境。

氧化物電(dian)解沒(mei)有(you)有(you)害氣體放出(chu)，但成本稍(shao)高些，一(yi)般生產價格較高的單(dan)一(yi)稀土如釹(nv)、鐠等都用氧化物電(dian)解。

2、真空熱還原法

電解法(fa)只能(neng)制備一(yi)般工業級的(de)稀(xi)(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)，如要(yao)制備雜質較低，純度(du)高的(de)金(jin)(jin)屬(shu)，一(yi)般用(yong)真(zhen)空(kong)熱還(huan)原的(de)方法(fa)來制取。一(yi)般是把(ba)稀(xi)(xi)土氧(yang)化(hua)物(wu)先制成氟化(hua)稀(xi)(xi)土，在真(zhen)空(kong)感應爐內用(yong)金(jin)(jin)屬(shu)鈣(gai)進行還(huan)原，制得粗金(jin)(jin)屬(shu)，然后再經過重熔和蒸餾(liu)獲得較純的(de)金(jin)(jin)屬(shu)，這一(yi)方法(fa)可以(yi)生產所有的(de)單一(yi)稀(xi)(xi)土金(jin)(jin)屬(shu)，但(dan)釤、銪(you)、鐿、銩不(bu)能(neng)用(yong)這種方法(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(lan)金屬的碎屑混合壓(ya)塊，在真空爐中進行還(huan)原，鑭(lan)比較活潑，釤、銪、鐿(yi)、銩被(bei)鑭(lan)還(huan)原成金屬后收集(ji)在冷凝器上，與(yu)渣很容易(yi)分開(kai)。