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熔鹽電解法制備稀土金屬始于1875年，W.希爾布蘭德(Hillebrand)和T. 諾頓(Norton)首次開展了電解熔融氯化物制取稀土金屬研究。1902年，W.婚斯曼(Munthman)首次提出用稀土氧化物熔于熔融氟鹽中作為電解稀土的熔體。
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我國從20世紀50年代開始進行稀土冶煉分離工藝研究，20世紀70年代開始產業(yè)化，20世紀80年代，隨著我國自主開發(fā)的硫酸法冶煉包頭混合型稀土礦及溶劑萃取分離稀土等先進技術的突破，生產成本大幅度降低，世界稀土產業(yè)的格局從此發(fā)生了巨大變化。我國已經建立了完整的稀土工業(yè)體系，稀土冶煉分離工藝技術居世界領先水平，成就了世界生產大國的地位。稀土提取與冶煉分離領域居于世界領先水平，尤其是近些年來，一批新型綠色高效提取分離技術、節(jié)能降耗工藝相繼得到廣泛應用，使得綠色清潔水平大幅提升。
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2008年以來，為了保護稀土資源，減少環(huán)境污染，我國出臺了一系列政策和管理規(guī)定，引起了以美國和日本等主要稀土消費國的“恐慌”，稀土價格大幅度提升。為保證稀土原料供應，國際上掀起了稀土資源開發(fā)熱潮，停產的國外企業(yè)紛紛恢復或擴大生產，并啟動一大批稀土資源勘探、開采項目，世界稀土生產與供應格局發(fā)生變化。
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近年來，針對稀土生產的環(huán)保問題，國家出臺了若干政策法規(guī)，并開展了嚴格整治行動。環(huán)保部于2011年1月24日頒布世界首部《稀土工業(yè)污染物排放標準》(GB26451——2011)，對現有和新建稀土工業(yè)企業(yè)生產設施水污染物和大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)控都做出了明確要求;2011年5月10日，《國務院關于促進稀土行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的若干意見》(國發(fā)〔2011〕12號)中明確指出“鼓勵企業(yè)利用原地浸礦、無氨氮冶煉分離、聯動萃取分離等先進技術進行技術改造。
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包頭稀土研究院成功研制了工業(yè)規(guī)模新型節(jié)能稀土金屬電解槽及其尾氣處理配套技術，并開發(fā)了高溫氟鹽腐蝕條件下具有穩(wěn)定性能的絕緣材料，實現了新槽型工業(yè)規(guī)模穩(wěn)定運行。
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稀土金屬及其合金是制備高性能稀土磁性功能材料、儲氫材料以及國防軍工等高技術材料必不可少的基礎原料。我國稀土金屬及合金年產量達到5萬噸以上，供應量占世界總量的90%以上。近些年來的研究進展主要體現在高附加值高純及深加工稀土金屬制備和綠色高效冶金技術研發(fā)領域，裝備水平獲較大提升。
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???? 金屬熱還原法是利用金屬還原劑和稀土金屬鹵族化合物之間發(fā)生化學反應制備稀土金屬。根據不同的金屬還原劑和還原工藝，金屬熱還原法可分為還原一我餾法和鈣熱還原法。熔點低而沸點高的稀土金屬，一般采用氯化物鈣熱還原法沸點低、熔點居中的稀土金屬，一般采用還原一蒸餾法;熔點高且沸點高的稀土金屬，一般采用氟化物鈣熱還原法。
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目前95%以上的稀土金屬及合金采用氧化物-氟化物熔鹽電解法生產，該方法是在氟化物熔鹽中通直流電，將稀土氧化物直接還原為稀土金屬或者合金。常見稀土氧化物-氟化物熔鹽電解工藝流程如圖2-17所示，主要的電解稀土產品包括釹、鐠釹、鑭、鈰、混稀、鏑鐵、釓鐵、鈥鐵、稀土鎂、稀土鋁等。電解稀土金屬及合金質量要求越來越嚴格，關鍵C、Fe元素含量要求達到0.05%、0.15%以內，個別企業(yè)針對高端客商控制的指標要求更為嚴格。
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隨著人民生活水平和綜合國力的提高，有機硅單體及有機硅材料的需求迅速增加，近年來我國有機硅單體的年需求增長率均在20%以上;相伴而產生的有機硅生產廢水中有機物成分復雜，且難以生化降解，直接生化處理很難達到排放要求，目前關于有機硅生產廢水處理的研究較少;有機硅產品生產廢水的特點是CODCr濃度高、酸性強、毒性大、可生化性差、處理難度大，目前處理有機硅廢水的方法主要有高級氧化法以及物化-生化耦合工藝,如采用二級Fenton氧化法處理高濃度有機硅廢水,CODCr去除率可達89.2%;
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稀土火法冶金是指在高溫下應用冶金爐進行稀土金屬的制備和提純的各種作業(yè)。稀土火法冶金具備過程簡單、生產效率高的優(yōu)勢。我國稀土火法冶金研究始于20世紀50年代135，以北京有色金屬研究總院、中科院長春應用化學研究所、包頭稀土研究院、贛州有色冶金研究所和湖南稀土金屬材料研究院等單位為代表，研究、發(fā)展了熔鹽電解法、熱還原法等一系列制備稀土金屬的工藝技術和裝備，并通過技術輻射逐步建立了我國稀土金屬工業(yè)體系。
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從20世紀初開始，稀土拋光粉已廣泛應用于精密光學器件和軍工產品加工;20世紀中期，它開始應用于玻璃眼鏡片、CRT電視機玻殼和光學器件等領域;21世紀，其已涉及硬盤玻璃盤片、ITO導電玻璃、水晶水鉆等材料和器件的拋光。
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中國是稀土永磁體第一生產大國，產量占全球總產量的80%。近年以來，我國永磁產業(yè)迅猛發(fā)展，2016年Nd-Fe-B永磁材料產量達11萬噸左右。而在低碳經濟席卷全球的趨勢下，新能源汽車、風力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳經濟產業(yè)的發(fā)展，給稀土永磁產業(yè)發(fā)展帶來了新的動力。在可預見的10~20年間，我國稀土永磁材料市場仍將保持快速增長。
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稀土釹鐵硼廢料、稀土熒光粉廢料及稀土拋光粉廢料中稀土的回收都經過了焙燒一酸溶—萃取—沉淀—灼燒過程，整個過程的“三廢”基本一致。
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在所有錫礦石中，錫黃鐵礦石是含錫量較高的一種，因為除了黃鐵礦及少量脈石礦物，剩下的基本都是錫石，但別看它礦物組成結構不復雜，浮選時遇到的難題真不少，主要表現在幾個方面：首先，雖然礦物的可塑性和延展性較好，但其性脆易碎，在浮選中，如磨礦環(huán)節(jié)稍有不慎，往往會不小心造成粉碎嚴重情況，進而產生大量的微細粒錫礦，給浮選造成困難;
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中國是世界稀土消費量第一的國家，伴隨著稀土資源在高性能材料和重大高端工程應用的不斷擴大，中國稀土消費保持著年均10%以上的遞增速度。隨著稀土需求量和應用的增加，資源儲備逐漸減少，同時也產生大量稀土廢料。
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離子交換法與萃淋樹脂色層法分離無機鹽類都屬于色層技術。萃取色層法是在離子交換法與溶劑萃取法基礎上發(fā)展起來的一種新的分離技術。離子交換色層技術被應用到單一稀土的分離和凈化上，迄今已有70多年的歷史。
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稀土元素里鈰、釤、銪、鐿、鐠和鈦除具有三價氧化態(tài)外，在一定的氧化還原條件下，能形成Ce**、Sm2*、Eu2*、Yb2*、Pr**、Tb**。這些離子的性質與三價稀土的性質有很大區(qū)別，利用這種性質上的差別，可以有效地將它們從三價稀土元素中分離出來。目前較為成熟的是氧化法生產 Ce(OH)。和還原法生產Eu(OH)2。
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為了解決萃取分離過程氨皂化有機相帶來的氨氮廢水污染問題，北京有色金屬研究總院、有研稀土新材料股份有限公司針對不同稀土資源和萃取體系，開發(fā)了酸平衡技術、濃度梯度技術、協同萃取技術等多項非皂化萃取分離技術。
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目前我國的稀土萃取分離技術中以酸性萃取劑為主。在使用時，萃取劑首先要采用氨水或液堿進行皂化，然后皂化萃取劑與稀土溶液進行陽離子交換反應生成含稀土的負載有機相和氨(鈉)鹽溶液，含稀土的負載有機相在多級萃取槽中進行稀土間元素交換純化后，經酸反萃后得到高純的單一稀土料液。皂化傳用的堿和反萃使用的酸是萃取分離過程的主要化工材料消耗和外部推動力，使得萃取劑的預處理及再生循環(huán)利用符合要求。
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稀土元素化學性質相近，相鄰元素分離系數小、分離提純難度大，是化學元素周期表中為數不多的難分離元素組之一。為此，稀土科技工作者圍繞著稀土元素的分離、提純開展了大量的研究開發(fā)工作，開發(fā)了分步結晶、氧化還原、離子交換、溶劑萃取和萃取色層等分離提純技術。
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以獨居石為代表的磷酸鹽類稀土礦物中釷、鈾含量高，放射性總比活度較高，處理過程安全防護要求高于前面三種資源，其中鈾釷渣需要建立專門的防護措施進行回收或按放射性廢物處置要求堆存。目前，國內湖南、廣東地區(qū)部分企業(yè)采用該法處理獨居石精礦，合計年產能約1.1萬噸。
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針對目前氟碳鈰礦冶煉分離過程存在伴生資源釷、氟浪費與環(huán)境污染問題，科研人員一直致力于氟碳鈰礦綠色冶煉工藝的研發(fā)，主要思路是在氟碳鈰礦焙燒過程中加入鈣、鋁、硅等化合物，將氟固化在渣中或將其氣化脫除。該技術尚未能完全實現氟資源的有效利用，有待于進一步完善。
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氟碳鈰礦冶煉工藝主要消耗(t/t-REO)：稀土精礦1.6~1.8、鹽酸1.5~2 液堿0.5~1、氯化鋇0.03~0.05、硫化鈉0.02~0.05、碳酸鈉0.02~0.04，稀土總收率90%~93%。
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氟碳鈰礦普遍采用氧化焙燒—鹽酸浸出法處理工藝，工藝流程如圖2-9所示。精礦經過氧化焙燒分解生成可溶于鹽酸的氧化稀土、氟化稀土或氟氧化稀土，鈰被氧化為四價，鹽酸浸出過程中三價稀土被浸出得到少鈰氯化稀土，鈰和部分三價稀土、氟、釷留在優(yōu)溶渣中，再經過堿分解除氟，得到的富鈰渣可用于生產硅鐵合金，或經還原浸出生產純度為98%左右的氧化鈰。少鈰氯化稀土經過P507萃取分離為單一稀土。目前，四川地區(qū)稀土企業(yè)基本都采用該法生產稀土。
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包頭混合型稀土精礦酸法提取工藝主要技術經濟指標見表2-7。與傳統工藝相比，新一代綠色冶煉分離工藝的稀土總收率提高1%，在浸出和萃取轉型階段原材料消耗降低50%，廢水回收率由10%提高到95%，污染物排放量大幅削減。
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眾所周知，鋰電池作為一種新興能源產業(yè)，發(fā)展迅速,但鋰電池產業(yè)發(fā)展的同時也帶來了巨大的生產廢水排放量，我國鋰電池產量雖然已經位居世界第一，但是針對鋰電池生產線廢水處理卻缺乏成熟有效的處理工藝，鋰電池生產線廢水的整體處理效果并不理想，導致很多鋰電池生產企業(yè)周圍的水生態(tài)環(huán)境都遭到不同程度的污染和破壞;因此鋰電池廢水處理工藝是一種重要的環(huán)保技術，它可以有效地處理鋰電池生產過程中產生的廢水，減少對環(huán)境的污染。鋰電池廢水處理工藝主要包括物理、化學和生物處理等多種方法，下面我們來詳細了解一下。
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