1.1.2　稀土材料的冶煉

稀土通常作為副產品被開采。例如，中國的白云鄂博礦主要產品為鐵礦石，同時世界上大部分的稀土作為副產品也在此出產。如今，含有稀土元素的碳酸鹽和磷酸鹽已被商業化加工，而含有稀土元素的硅酸鹽的商業化仍然需要更多的投資、研究和開發。現在用來生產高純度稀土元素的高效分離技術已經被開發出來了。Gupta和Krishnamurthy[7]對稀土元素冶煉技術的最新進展進行了綜述。通常采用酸性或堿性溶液溶解礦石的方法來提取稀土元素，具體選用哪種溶液取決于含稀土元素相的礦物學性質和礦石相的反應性，一般來說，使用酸性溶液更為常見。根據礦物學原理，提取步驟通常是在濃硫酸中以400～500℃的高溫焙燒稀土礦，以除去氟化物和二氧化碳，并改變礦物相使其更易溶于水。通常采用溶劑萃取、離子交換、沉淀等分離技術從酸或堿的浸出母液中回收稀土元素。由于能夠處理更多體積的浸出液，溶劑萃取被普遍認為是分離稀土元素最合適的商業技術。例如，磨碎的獨居石用氫氧化鈉溶液溶解得到磷酸三鈉和氫氧化物混合的漿料，這種漿料可用于生產多種稀土元素化合物。Kumari等[8]發表了基于高溫水熱或混合技術的商業冶煉工藝的綜述，并對獨居石中回收稀土金屬的工藝進行了系統研究，在不同時間、溫度條件下使用不同濃度的酸性或堿性溶液對獨居石進行處理獲得了其溶解后的溶液。稀土元素的處理通常是先經過熱處理，然后在優化的浸出條件下進行稀土元素的回收，最后通過溶劑萃取、沉淀等方法進行提取。Batt sengel等[9]開發了一種方法，通過溶劑提取和剝離技術從浸出的硫酸溶液中分離磷灰石中的輕稀土元素和重稀土元素。目前，從磷灰石中回收稀土元素的主要工藝是用硝酸浸出。硝酸浸出后，稀土元素可以通過加入氨水進行沉淀的方法得到。

近年來，一種被稱為SuperLig分子識別技術（MRT）的革命性技術被越來越多地應用于選擇性分離和回收稀土元素。MRT是一種在分子水平上利用納米化學原理進行金屬元素分離的綠色化學方法。礦石溶解產生的浸出母液由SuperLig工廠進行處理，首先從雜質金屬（礦石金屬）中將16種稀土元素全部分離出來，然后用SuperLig樹脂分離單個稀土元素。目標稀土元素被選擇性地結合到SuperLig樹脂上。通過柱式洗滌后，樹脂結合的稀土元素將被洗脫并以濃縮和提純的方式回收。MRT的過程包含金屬配體結合和釋放的快速動力學、簡單的洗脫化學、不使用刺激性化學品/試劑/溶劑、能夠在微克/毫升（μg/mL）或更低的濃度中回收浸出溶液中的稀土元素，以及產生廢物少等特點，其潛在的應用包括從原生礦石、尾礦、煤灰和廢工業原料（如永磁體、充電電池和LED照明系統）中回收稀土元素等[10]。