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稀土金属及其合金是制备高性能稀土磁性功能材料、储氢材料以及国防军工等高技术材料必不可少的基础原料。我国稀土金属及合金年产量达到5万吨以上，供应量占世界总量的90%以上。近些年来的研究进展主要体现在高附加值高纯及深加工稀土金属制备和绿色高效冶金技术研发领域，装备水平获较大提升。
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金属热还原法是利用金属还原剂和稀土金属卤族化合物之间发生化学反应制备稀土金属。根据不同的金属还原剂和还原工艺，金属热还原法可分为还原一我馏法和钙热还原法。熔点低而沸点高的稀土金属，一般采用氯化物钙热还原法沸点低、熔点居中的稀土金属，一般采用还原一蒸馏法;熔点高且沸点高的稀土金属，一般采用氟化物钙热还原法。
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目前95%以上的稀土金属及合金采用氧化物-氟化物熔盐电解法生产，该方法是在氟化物熔盐中通直流电，将稀土氧化物直接还原为稀土金属或者合金。常见稀土氧化物-氟化物熔盐电解工艺流程如图2-17所示，主要的电解稀土产品包括钕、镨钕、镧、铈、混稀、镝铁、钆铁、钬铁、稀土镁、稀土铝等。电解稀土金属及合金质量要求越来越严格，关键C、Fe元素含量要求达到0.05%、0.15%以内，个别企业针对高端客商控制的指标要求更为严格。
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随着人民生活水平和综合国力的提高，有机硅单体及有机硅材料的需求迅速增加，近年来我国有机硅单体的年需求增长率均在20%以上;相伴而产生的有机硅生产废水中有机物成分复杂，且难以生化降解，直接生化处理很难达到排放要求，目前关于有机硅生产废水处理的研究较少;有机硅产品生产废水的特点是CODCr浓度高、酸性强、毒性大、可生化性差、处理难度大，目前处理有机硅废水的方法主要有高级氧化法以及物化-生化耦合工艺,如采用二级Fenton氧化法处理高浓度有机硅废水,CODCr去除率可达89.2%;
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稀土火法冶金是指在高温下应用冶金炉进行稀土金属的制备和提纯的各种作业。稀土火法冶金具备过程简单、生产效率高的优势。我国稀土火法冶金研究始于20世纪50年代135，以北京有色金属研究总院、中科院长春应用化学研究所、包头稀土研究院、赣州有色冶金研究所和湖南稀土金属材料研究院等单位为代表，研究、发展了熔盐电解法、热还原法等一系列制备稀土金属的工艺技术和装备，并通过技术辐射逐步建立了我国稀土金属工业体系。
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从20世纪初开始，稀土抛光粉已广泛应用于精密光学器件和军工产品加工;20世纪中期，它开始应用于玻璃眼镜片、CRT电视机玻壳和光学器件等领域;21世纪，其已涉及硬盘玻璃盘片、ITO导电玻璃、水晶水钻等材料和器件的抛光。
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中国是稀土永磁体第一生产大国，产量占全球总产量的80%。近年以来，我国永磁产业迅猛发展，2016年Nd-Fe-B永磁材料产量达11万吨左右。而在低碳经济席卷全球的趋势下，新能源汽车、风力发电、节能家电等低碳经济产业的发展，给稀土永磁产业发展带来了新的动力。在可预见的10~20年间，我国稀土永磁材料市场仍将保持快速增长。
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稀土钕铁硼废料、稀土荧光粉废料及稀土抛光粉废料中稀土的回收都经过了焙烧一酸溶—萃取—沉淀—灼烧过程，整个过程的“三废”基本一致。
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在所有锡矿石中，锡黄铁矿石是含锡量较高的一种，因为除了黄铁矿及少量脉石矿物，剩下的基本都是锡石，但别看它矿物组成结构不复杂，浮选时遇到的难题真不少，主要表现在几个方面：首先，虽然矿物的可塑性和延展性较好，但其性脆易碎，在浮选中，如磨矿环节稍有不慎，往往会不小心造成粉碎严重情况，进而产生大量的微细粒锡矿，给浮选造成困难;
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中国是世界稀土消费量第一的国家，伴随着稀土资源在高性能材料和重大高端工程应用的不断扩大，中国稀土消费保持着年均10%以上的递增速度。随着稀土需求量和应用的增加，资源储备逐渐减少，同时也产生大量稀土废料。
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离子交换法与萃淋树脂色层法分离无机盐类都属于色层技术。萃取色层法是在离子交换法与溶剂萃取法基础上发展起来的一种新的分离技术。离子交换色层技术被应用到单一稀土的分离和净化上，迄今已有70多年的历史。
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稀土元素里铈、钐、铕、镱、镨和钛除具有三价氧化态外，在一定的氧化还原条件下，能形成Ce**、Sm²*、Eu2*、Yb²*、Pr**、Tb**。这些离子的性质与三价稀土的性质有很大区别，利用这种性质上的差别，可以有效地将它们从三价稀土元素中分离出来。目前较为成熟的是氧化法生产 Ce(OH)。和还原法生产Eu(OH)2。
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为了解决萃取分离过程氨皂化有机相带来的氨氮废水污染问题，北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司针对不同稀土资源和萃取体系，开发了酸平衡技术、浓度梯度技术、协同萃取技术等多项非皂化萃取分离技术。
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目前我国的稀土萃取分离技术中以酸性萃取剂为主。在使用时，萃取剂首先要采用氨水或液碱进行皂化，然后皂化萃取剂与稀土溶液进行阳离子交换反应生成含稀土的负载有机相和氨(钠)盐溶液，含稀土的负载有机相在多级萃取槽中进行稀土间元素交换纯化后，经酸反萃后得到高纯的单一稀土料液。皂化传用的碱和反萃使用的酸是萃取分离过程的主要化工材料消耗和外部推动力，使得萃取剂的预处理及再生循环利用符合要求。
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稀土元素化学性质相近，相邻元素分离系数小、分离提纯难度大，是化学元素周期表中为数不多的难分离元素组之一。为此，稀土科技工作者围绕着稀土元素的分离、提纯开展了大量的研究开发工作，开发了分步结晶、氧化还原、离子交换、溶剂萃取和萃取色层等分离提纯技术。
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以独居石为代表的磷酸盐类稀土矿物中钍、铀含量高，放射性总比活度较高，处理过程安全防护要求高于前面三种资源，其中铀钍渣需要建立专门的防护措施进行回收或按放射性废物处置要求堆存。目前，国内湖南、广东地区部分企业采用该法处理独居石精矿，合计年产能约1.1万吨。
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针对目前氟碳铈矿冶炼分离过程存在伴生资源钍、氟浪费与环境污染问题，科研人员一直致力于氟碳铈矿绿色冶炼工艺的研发，主要思路是在氟碳铈矿焙烧过程中加入钙、铝、硅等化合物，将氟固化在渣中或将其气化脱除。该技术尚未能完全实现氟资源的有效利用，有待于进一步完善。
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氟碳铈矿冶炼工艺主要消耗(t/t-REO)：稀土精矿1.6~1.8、盐酸1.5~2 液碱0.5~1、氯化钡0.03~0.05、硫化钠0.02~0.05、碳酸钠0.02~0.04，稀土总收率90%~93%。
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氟碳铈矿普遍采用氧化焙烧—盐酸浸出法处理工艺，工艺流程如图2-9所示。精矿经过氧化焙烧分解生成可溶于盐酸的氧化稀土、氟化稀土或氟氧化稀土，铈被氧化为四价，盐酸浸出过程中三价稀土被浸出得到少铈氯化稀土，铈和部分三价稀土、氟、钍留在优溶渣中，再经过碱分解除氟，得到的富铈渣可用于生产硅铁合金，或经还原浸出生产纯度为98%左右的氧化铈。少铈氯化稀土经过P507萃取分离为单一稀土。目前，四川地区稀土企业基本都采用该法生产稀土。
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包头混合型稀土精矿酸法提取工艺主要技术经济指标见表2-7。与传统工艺相比，新一代绿色冶炼分离工艺的稀土总收率提高1%，在浸出和萃取转型阶段原材料消耗降低50%，废水回收率由10%提高到95%，污染物排放量大幅削减。
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众所周知，锂电池作为一种新兴能源产业，发展迅速,但锂电池产业发展的同时也带来了巨大的生产废水排放量，我国锂电池产量虽然已经位居世界第一，但是针对锂电池生产线废水处理却缺乏成熟有效的处理工艺，锂电池生产线废水的整体处理效果并不理想，导致很多锂电池生产企业周围的水生态环境都遭到不同程度的污染和破坏;因此锂电池废水处理工艺是一种重要的环保技术，它可以有效地处理锂电池生产过程中产生的废水，减少对环境的污染。锂电池废水处理工艺主要包括物理、化学和生物处理等多种方法，下面我们来详细了解一下。
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近期，某研究院研究员在高性能锂离子电池负极材料研究中取得了新进展。此前，该团队创制了纵-横互连三维碳管网格膜，并以该网格膜作为对称型双电层电化学电容器的电极，构筑了小型化高性能滤波电容器。以此为基础，该团队以这种三维互连碳管网格膜为骨架，构建了结构稳定、导电性好和锂离子迁移畅通的一体化自支撑锂离子电池负极，并剖析了其机理。
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近年来，国内许多研究院所、稀土企业针对包头混合型稀土矿冶炼分离过程存在的资源消耗和环境污染问题，开展了绿色高效冶炼分离工艺的研发，取得了一些新的进展【108】。
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常规生产工艺以稀土氧化物含量为90%左右的离子吸附型稀土精矿为原料，经盐酸溶解、除杂得到混合氯化稀土料液，然后采用P507和环烷酸等萃取剂进行萃取分组或分离提纯，得到单一高纯稀土氯化物溶液，或稀土富集物溶液，经碳酸氢铵、碳酸钠或草酸沉淀、过滤、煅烧，得到稀土氧化物，冶炼分离工艺流程如图2-4所示。
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离子吸附型稀土生产稀土精矿污染物指标：固体污染。目前主要采用的原地浸矿工艺产生固体废弃物很少，主要有：1)岩土。注液孔、收液巷道施工过程产生的岩土量较少，就近堆存在注藏孔周边，待浸矿完毕后，回填注液孔。2)母液沉淀除杂渣。在母液处理工程中母被经过中和除杂产生除杂渣，主要是含铝、铁和硅的固体渣，因其含有少量稀土而全部外卖进一步回收稀土。而在池浸工艺中，还包括浸取后的稀土尾矿，后期处理方式为复垦和植被恢复，保持水土不流失。
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南方离子吸附型稀土矿堆矿浸取工艺回采构成要素包括筑堆、注液、集液、除杂、沉淀、灼烧、生态修复等过程。其中除杂、沉淀、灼烧等过程与原地浸取工艺类似。堆浸过程稀土回收率能达到90%~95%，硫酸铵消耗量约4~5t/t-REO，大大提高了稀土浸出效率，同时矿堆不渗漏、不压矿、不弃矿，充分利用了资源，有效地防止了铵盐的流失和环境污染，但堆浸水土流失和植被破坏严重。
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硫酸铵原地浸取工艺是在不破坏矿体地表植被、不剥离表土开挖矿石的情况下，利用一系列浅井(浅槽)注液，浸矿液从天然埋藏条件下的非均质矿体中有选择性地溶解或交换回收稀土元素。浸出液采用密集导流孔和集液沟进行回收。收集的浸出液经过碳酸氢铵除杂沉淀后获得沉淀母液和稀土沉淀物，沉淀母液再调配成一定浓度的浸取剂溶液返回用于稀土矿的浸取，或将沉淀母液直接用做顶水注完后，实现水溶液的闭路循环，而稀土沉淀物经过焙烧获得离子型稀土精矿。
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