一座稀有金属冶炼厂的设计，以稀土精矿为原料，通过分解、制备混合化合物和分组分离，制备单一化合物、金属和不同纯度的稀土产品。设计范围主要包括:稀土萃取分离车间设计、稀土金属车间设计、稀土永磁车间设计、稀土发光材料车间设计。主要的稀土精矿有氟碳铈矿、独居石、离子吸附稀土矿和磷钇矿。

稀土吨厂的设计、生产和应用始于20世纪20年代。首先以独居石和氟碳铈矿为原料，用化学方法生产混合稀土化合物，用于制备火石和电弧炭电极、抛光粉和冶金添加剂。自20世纪60年代以来，混合稀土化合物被用作石油裂化催化剂。特别是1964年，氧化铕开始作为彩色电视的红色荧光粉，促进了单一稀土分离技术的发展。设计和制造了大直径离子交换柱和各种萃取器，以生产各种单一稀土化合物和单一金属，应用于发光、电子、磁性材料、超导体和光纤。20世纪80年代，美国钼业公司氟碳铈精矿生产能力为4万吨/年(以REO计算，下同)；罗氏稀土厂的分离能力为5000吨/年..

中国稀土储量居世界第一。稀土冶炼厂的设计始于20世纪50年代，采用碱法处理独居石。到1992年，利用包头混合稀土矿、氟碳铈矿、离子吸附稀土矿和独居石等稀土精矿，设计建造了约50座稀土冶炼厂。稀土的分离方法主要是液-液溶剂萃取。1988年，各种稀土矿产的年产量约为3万吨。到1989年，分组分离能力为每年12000吨，生产400多个品种，1000多个规格的产品；各类产品出口量约9200t，全球领先；国内申请量6770t，占世界第二。甘肃稀土公司是中国自行设计的最大稀土项目，经营包头混合稀土矿、氟碳铈矿和离子吸附稀土矿，生产混合氯化稀土和单一稀土产品。

产品稀土产品主要应用于冶金、玻璃陶瓷、石油化工、光学、电子、发光、永磁、磁光、超导材料等领域。约有500个品种，3000个规格的产品，包括混合轻稀土，各种品位的精矿，单一化合物和各种纯度的金属。用于荧光材料的稀土化合物纯度为99.95% ~ 99.99%，用于光学和激光器的化合物纯度为99.995% ~ 99.999%。我国稀土产品有400多种，规格1000多种。到1992年，已制定了23种稀土产品的国家标准。

工艺选择稀土生产工艺主要由精矿分解、稀土分组分离、化合物和金属制备等组成。

精矿分解包括硫酸焙烧法、烧碱浸出法和盐酸或硝酸溶解法。处理包头混合稀土矿和氟碳铈矿时，如果工厂& ldquo“三废”;处理条件较好，采用成本较低的硫酸焙烧法；相反，可以用烧碱浸泡法。将独居石浸泡在苛性钠中，可以同时回收磷酸钠。生产无水氯化稀土时，包头混合稀土矿、氟碳铈矿或独居石可直接氯化处理。离子吸附矿石用盐酸或硝酸溶解分解。

混合稀土族分离工艺的确定主要考虑产品品种、纯度和经济效益。多用途液-液溶剂萃取用于大规模生产；少量的高纯度稀土可以通过离子交换或萃取色谱法生产。

铕的分离大多采用锌粉还原碱度法。

富集或分组分离单一稀土氯化物或硝酸盐，并用草酸沉淀法获得高纯度；富集产品或纯度低的产品用低成本的碳酸氢铵沉淀，过滤，然后烧成氧化物。轻稀土氯化物也可以直接浓缩结晶，然后用熔盐电解成混合稀土金属。在单一稀土金属的制备中，轻稀土常用熔盐电解法，重稀土常用金属热还原法，或者先用熔盐电解法制备相应的母合金，再用真空蒸馏得到海绵纯金属。稀土永磁体通过粉末冶金或还原扩散生产。在稀土荧光材料的生产中，经常采用粉末烧结法。

稀土生产原理工艺流程图

稀土生产的主要设备主要由精矿分解、分组分离、复合干燥燃烧和金属制备组成。除溶解、溶液制备、沉淀、过滤、溶液输送、金属热还原和蒸馏等。，采用通用的化工、冶金标准设备，大部分是非标设备。1、包头混合稀土矿和氟碳铈矿分解，大多采用回转窑，也可采用立式氯化炉；用烧碱消化分解独居石，采用加压或常压钢制反应罐；搪瓷反应罐用于分解离子吸附矿石。2.稀土的分组分离，采用箱式混合澄清萃取槽或离子交换柱。3.草酸盐或碳酸盐的煅烧。隧道式连续煅烧炉用于大批量产品，箱式电阻炉用于小批量产品。4.为了制备各种稀土金属，通常使用砖或石墨坩埚熔盐电解槽或真空还原炉。5.烧结稀土磁性材料和荧光材料，采用隧道式连续电炉。

车间组成和配置稀土冶炼厂一般由精矿分解、稀土分离、化学处理、成品化合、金属车间和稀土组成。