目前,稀土的分離提純主要采用溶劑萃取法。P507-鹽酸體系是目前應用最為廣泛的稀土萃取分離體系,但P507在分離中重稀土元素時,存在中重稀土反萃難,反萃酸度高等問題；而Cyanex272萃取平衡水相酸度低,反萃容易,但其萃取容量低,將P507與Cyanex272進行有機匹配應用于重稀土元素的分離提純,有望改善稀土萃取及反萃能力,降低酸堿消耗。而P507在分離輕稀土元素時,隨著水相酸度的升高,其萃取能力下降,因此需要采用氨水或液堿皂化P507后進行稀土的分離提純,造成了嚴重的氨氮或鈉鹽廢水污染；而P204酸值高,在酸性介質中其萃取能力優于P507,因此將P507與P204進行有機匹配應用于輕稀土元素的分離提純,有望改善稀土萃取分離能力,實現非皂化萃取分離。為了降低稀土萃取過程中的酸堿消耗,減少廢水排放,本文從基礎理論著手,開展了協同萃取稀土過程機理研究,重點研究了P507-Cyanex272體系與P507-P204體系分別對重、輕稀土元素的協同萃取機理,為非皂化萃取分離工藝開發與實施提供理論指導,主要研究內容及結果如下： (1)進行了鹽酸介質下P507-Cyanex272體系對重稀土元素Y3+、Tm3+的協同萃取過程研究。P507-Cyanex272體系萃取重稀土元素Y3+、Tm3+時具有明顯的正協萃效應；當P507與Cyanex272比例為1：1時,具有最大的協萃效應,且協萃系數R隨水相pH的增加而增加。當P507或Cyanex272單獨萃取稀土元素時,氯離子參與萃取反應,每萃取一個稀土離子,都有一個氯離子與之絡合,反應方程式為：RE3++2H2B2(o)+Cl←→REC1(HB2)2(o)+2H+ 但是,在P507-Cyanex272體系協同萃取稀土元素時,因空間位阻及競爭配位等效應影響氯離子參與萃取反應,反應方程式為：RE3++2H2A2(o)+H2B2(o)4←→RE(HB2)(HA2)2(o)+3H+ (2)進行了鹽酸介質下P507-P204體系對輕稀土元素Nd3、Sm3+的協同萃取過程研究。P507-P204體系萃取輕稀土元素Nd3、Sm3+時具有明顯的正協萃效應；當P507與P204比例為3：2時,協萃效應最大,且協萃系數R隨水相pH的增加而增加。當P507或P204單獨萃取稀土元素時,氯離子參與萃取反應,每萃取一個稀土離子,都有一個氯離子與之絡合,反應方程式為：RE3++2H2L2(o)+Cl-←→RECl(HL2)2(o)+2H+ 但是,在P507-P204混合體系協同萃取稀土元素時,氯離子未參與萃取反應,反應方程式為：RE3++2H2L2(o)+H2A2(o)(?)HRE(HA2)(HL2)2(o)+3H+ (3)研究了在硫酸-鹽酸混合介質中,高濃度P507和／或P204有機相體系對稀土元素Nd3、Sm3+的萃取分離規律：P507-P204體系對稀土元素Nd3+、Sm3+具有明顯的正協萃效應。在相同的水相平衡pH值下,P507-P204體系分離系數最大,P507次之,P204最小；且各萃取體系分離系數βSm/Nd均隨水相平衡酸度的增加而增加。因此在硫酸-鹽酸混合介質中,P507-P204協萃體系對于Nd3+、Sm3+不僅具有明顯的協萃效應,且其分離系數也高于單一萃取劑P507或P204,這對包頭礦稀土萃取分離新工藝開發和稀土元素分離效果提升具有重要的指導意義。