CN106573792A - 用于提取和分离稀土元素的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于提取和分离稀土元素的方法，包括提供含稀土的矿石或尾矿，研磨所述含稀土的矿石以形成粉末状矿石；用至少一种矿物酸浸出粉末状矿石，形成包含至少一种金属离子、稀土元素和固体材料的浸出溶液，从所述浸出溶液中分离固体材料以形成含水‑金属浓缩物，使所述含水‑金属浓缩物沉淀以从所述浸出溶液中选择性地除去金属离子并获得稀土元素的沉淀物；在空气中加热所述稀土元素的沉淀物以形成稀土元素的氧化物，将所述稀土元素的氧化物与铵盐混合，并在干燥空气/氮气中加热，形成无水稀土盐在水溶液中的混合物，并通过电解沉积方法从所述水溶液中分离稀土元素。

Description

用于提取和分离稀土元素的方法
相关申请
本申请要求于2014年8月15日提交的美国临时申请号62/037,714的优先权。
本公开的背景
本公开的技术领域
本发明总体涉及稀土元素(REE)的回收、提取和/或分离，并且特别涉及用于从含稀土的材料(例如矿石、尾矿或回收产品)中提取和分离稀土元素的方法和设备。
相关领域的描述
稀土元素主要包括周期表的镧系元素，但该术语也可以包括钪和钇。示例性的稀土元素包括：镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)。稀土元素可以包括轻稀土元素、中稀土元素和/或重稀土元素。示例性的轻稀土元素包括La、Ce、Pr、Nd和Pm。示例性的中稀土元素包括Sm、Eu和Gd。示例性的重稀土元素包括Sc、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y。
从矿石/尾矿中回收的稀土元素可以具有许多应用。例如，这些矿石/尾矿中的一些含有Y，一种可用于紧凑型荧光灯泡中的重稀土元素。矿石/尾矿也可以包含Nd，一种可以在混合动力汽车、风力涡轮机和计算机磁盘驱动器中的永磁电动机中使用的轻稀土元素。用于稀土元素的其他应用可包括，例如在航空航天部件、高折射率玻璃、燧石、电池、催化剂、抛光剂、激光器、X射线机和电容器中使用。在这些前述应用中使用的含有稀土的组分也可以回收，并且从它们中回收稀土。
已经提出了许多不同的方法和设备以用于提取稀土元素。目前使用的方法中的一些并不从由提取和电镀过程产生的稀土浓缩物中去除杂质成分(部分)。
基于上述，需要一种用于从含有稀土的矿石和尾矿中提取和分离稀土元素的改进的方法和设备。
发明内容
为了最小化现有技术中发现的限制，并且使在阅读本说明书后将显而易见的其他限制最小化，本发明的优选实施方式提供了一种用于提取和分离稀土元素的方法。
本实施方式公开了一种用于提取和分离稀土元素的方法。该工艺从提供含稀土的材料(例如，矿石，尾矿或回收产品)开始。所述稀土矿石用诸如硝酸(HNO3)或盐酸(HCl)的至少一种矿物酸浸出(浸滤)以形成浸出(渗滤，leach)溶液。所述至少一种矿物酸可以具有pH小于1的任何浓度。所述浸出混合物包括包含至少稀土离子和固体材料的浸出溶液。所述浸出溶液也可以包括至少一种金属离子。例如，至少一种金属离子可以包括至少一种铝离子、至少一种锌离子、至少一种铜离子、至少一种镍离子、至少一种钛离子和/或至少一种铁离子。所述浸出溶液可以被加热以改善从含稀土的材料中提取稀土。
将所述固体材料从液体/固体残余物中分离，并且获得液体-稀土离子浸出液(leachate)溶液。所述固体材料作为废物或用于通过任何所需的方法回收铁(Fe)或其他材料而被除去。处理液体-稀土离子浸出液溶液以回收所述稀土元素。
通过用氧化镁(MgO)滴定所述浸出溶液来将所述浸出溶液调节至约1的pH至约4的pH，将所述至少一种金属离子(例如铁)从所述浸出溶液中沉淀。然后所述液体-稀土浓缩物通过加入草酸以沉淀稀土草酸盐浓缩物或通过被氧化镁或碳酸盐滴定至7的pH值以产生稀土氢氧化物或碳酸盐浓缩物来处理。所述稀土浓缩物作为一种或多种不溶性稀土化合物从所述稀土浸出溶液中沉淀出来。例如，将含有稀土的矿石或尾矿(诸如独居石)添加到诸如硝酸的至少一种矿物酸中。将所述矿石或尾矿与酸混合并加热以溶解来自矿石或尾矿的含稀土的材料。用稀土浸渍的浸出物溶液与固体稀土贫化尾矿或矿石分离。然后用MgO滴定浸出物溶液以沉淀出不溶性过渡金属化合物诸如磷酸铁或氢氧化铁。然后可以加入适量的草酸化合物，诸如草酸或草酸铵，以沉淀稀土草酸盐浓缩物，或者所述溶液可以通过氧化镁或碳酸镁滴定至pH 7以沉淀出稀土氢氧化物或碳酸盐浓缩物。
在另一个实施方式中，将诸如离子粘土(onic clay)的稀土矿石加入到含有诸如草酸铵的草酸盐化合物的至少一种矿物酸溶液中。搅拌所述溶液，并将稀土贫化的离子粘土与所述稀土浸渍溶液分离。然后用氧化镁或其他碱滴定所述稀土浸渍溶液，以产生稀土草酸盐浓缩物，其可含有除高浓度的稀土以外的其他金属。
沉淀的稀土浓缩物产生稀土草酸盐，然后在空气中被加热(煅烧)到至少350℃以产生稀土氧化物的浓缩物。例如，在沉淀至少一种金属离子之后，所述稀土元素可以从溶液中不溶解并且可以作为与氢氧化物或其盐或其水合物缔合的离子被发现。
在所述稀土浓缩物沉淀之后，通过蒸发水组分从溶液中除去硝酸镁(Mg(NO3)2)。然后通过升高所述盐的温度以形成氧化镁(MgO)和气态氮氧化物(NOX)来热分解硝酸镁(Mg(NO3))。然后将所述氮氧化物(NOX)通过水鼓泡以再生硝酸(HNO3)。除去硝酸值(nitricvalue)，从而留下氧化镁(MgO)。将再生的硝酸再循环至浸出步骤用于进一步使用。
将所述稀土氧化物浓缩物与诸如氯化铵、溴化铵或碘化铵的铵盐以1:0.5(氧化物:铵盐)至1:10的比例混合，其中最佳条件为1:2至1:4。将混合物在200℃到250℃之间的温度下在干燥空气或氮气流中加热，直到在所述材料中没有更明显的颜色变化。优选地，所述温度为约200℃。然后在干燥空气或氮气下在混合的情况下，将所述温度升高至250℃至350℃，直到过量铵盐的升华完成。所得的材料是无水稀土盐的混合物。所述无水稀土盐被使用，正如在水溶液中提供的，用于分离过程。来自所述转化的不溶性材料通常是所述稀土浓缩物中的过渡金属杂质。
通过使用牺牲阳极的电解沉积(电解冶金法)工艺，从水溶液中分离稀土元素。如本文所用的，术语“电解沉积工艺”是指金属从包含该金属的溶液电沉积到板或金属丝网上，从而允许金属的提纯。在阴极和所述牺牲阳极之间施加电势。优选地，阴极是相对惰性的金属，诸如钢或钼。优选地，所述牺牲阳极是铝。然后将电势改变为提高的电势，以允许所述稀土元素的顺序沉积。使用的电势可以从电解池变化到例如超过1.0V，其中典型的范围在0.1V到0.7V之间。初始电极位置发生在大约0.2V，并产生由钪和重稀土元素为主导的材料。温度也可以从1℃调节至35℃以促进所述分离过程。所述电解沉积过程可以以任何数量的电池构造实现，包括没有结(junction)的单电池或具有一个或液体结(诸如盐桥或膜)的电池。
例如，具有多个结的电池将是其中阳极和阴极是交替的并且被阴离子膜分开的电池。具有铝板的阳极半电池被定义为铝电池并且含有范围从0M至饱和的氯化钠水溶液或者具有范围从0.001至1M的氯化铝的相同氯化钠溶液。具有惰性金属板的阴极半电池含有稀土盐水溶液。优选地，所述惰性金属板是钢或钼。所述膜防止阳离子和水在稀土元素和铝电池之间的迁移。然而，所述膜允许诸如氯离子、溴离子、碘离子或硝酸根的阴离子和氢离子的移动。
通过将铝板氧化进氯化钠水溶液促进了稀土电镀工艺。当铝离子形成并解离到铝电池中的所述溶液时，稀土元素被还原并沉积在相应的稀土电池中。当沉积出稀土元素时，阴离子通过所述膜扩散并与所述铝电池中的铝离子络合以维持适当的电荷平衡。镀覆材料自发氧化，然后从所述电极被移除并通过所述稀土氧化物浓缩物到盐的转化过程被加工。
所述镀覆材料在重复(iteration)之间用铵盐热处理。取决于溶液的组成，含有来自所述重复的剩余稀土离子的溶液被添加回主要的重稀土离子贫化的进料流或用于待分离的第二稀土元素的提纯流中。然后将来自原始电沉积的重稀土贫化的溶液通入第二池，用于分离系列中的下一个稀土元素。对于感兴趣的十六种稀土元素中的每一种例如，镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)继续分离和提纯的过程。每个分离池的电势被优化以产生感兴趣的稀土元素加上一到两个主要杂质元素。所述提纯池然后被用于浓缩感兴趣的稀土元素，同时最小化杂质元素的量。
在一个实施方式中，公开了一种用于提取和分离稀土元素的方法。最初，提供一种含稀土的矿石或尾矿，并且使用机械研磨将所述含稀土的矿石或尾矿加工至小于60目以形成粉末状矿石。使用矿物酸例如硝酸(HNO3)浸出粉末状矿石以形成具有至少一种金属离子、稀土元素和固体材料的浸出溶液。浸出过程之后是液-固分离步骤，其中将所述固体材料从所述浸出溶液中分离以形成含水稀土浓缩物。沉淀所述含水稀土浓缩物以选择性地从浸出溶液中除去至少一种金属离子，并获得稀土草酸盐形式的稀土元素的沉淀物。将所述稀土元素的沉淀物或稀土草酸盐在空气中加热以形成稀土元素的氧化物。将所述稀土氧化物与铵盐混合并在稀土转化步骤中在干燥空气/氮气中加热。形成无水稀土盐的混合物并提供在水溶液中。最后，通过电解沉积过程将所述稀土元素与水溶液分离。在所述电解沉积过程中，使用牺牲阳极从水溶液中镀覆稀土元素，并且作为氧化的稀土化合物被移除。
本发明的这些和其他优点和特征被具体描述，以使本发明对于本领域普通技术人员是可理解的。
附图说明
附图中的要素不一定按比例绘制，以便增强其清晰度并改进对本发明的这些各种要素和实施例的理解。此外，为了提供本发明的各种实施方式的清楚的视图，未描绘已知为常见的并且为本领域技术人员很好地理解的要素，因此为了清楚和简明起见，在形式上对附图进行了概括。
图1是根据本发明优选实施方式的用于提取和分离稀土元素的方法的基本示意性流程图。
图2是根据本发明的优选实施方式从含水稀土浓缩物中回收稀土元素的示意性流程图。
图3是说明根据本发明优选实施方式的用于提取和分离稀土元素的方法的流程图。
具体实施方式
在解决本发明的多个实施方式和应用的以下讨论中，参考构成本发明的一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了可以实施本发明的特定实施方式。应当理解，可以利用其他实施方式，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改变。
下面描述了各种发明特征，其可以彼此独立地使用或与其他特征组合使用。然而，任何单个发明特征可以不解决上面讨论的任何问题或仅解决上面讨论的问题之一。此外，上面讨论的问题中的一个或多个可能不能由下面描述的任一特征完全解决。
图1是用于提取和分离稀土元素的方法的基本示意性流程图。该工艺从提供含稀土的材料(例如，矿石，尾矿或回收产品)开始。稀土矿石或尾矿100用至少一种诸如硝酸(HNO3)或盐酸(HCl)的矿物酸104浸出102以形成浸出溶液。所述至少一种矿物酸可以是pH小于1的任何浓度。用于浸出稀土矿石的所述至少一种矿物酸可以是HCl、H2SO4、HNO3或其混合物。多于一种的酸可以作为混合物或单独使用。用这些酸制成的溶液可以以各种浓度使用。在添加所述含稀土的矿石/尾矿之前，也可以将诸如草酸盐化合物的稀土螯合剂加入到浸出酸中。所述稀土矿石100可以被储存用于加工，或者它们可以与其他矿石、冶金废物或其他含稀土材料混合。当需要时，所述矿石被研磨或粉末化或减小尺寸以在所述浸出步骤102期间在至少一种矿物酸中有效地溶解所述矿石。
所述浸出溶液包括至少一种稀土118和一种固体材料110。所述浸出溶液也可以包含至少一种金属离子。例如，所述至少一种金属离子可以包括至少一种铝离子、至少一种锌离子、至少一种铜离子、至少一种镍离子、至少一种钛离子和/或至少一种铁离子。所述浸出溶液被可选地加热106以形成液体/固体残余物108。所述浸出步骤102和加热步骤106可以在相同的容器中或在单独的容器中进行。
所述固体材料110与所述液体/固体残余物108分离，并且形成含水稀土浓缩物112。移除所述固体材料110以通过任何所需的方法回收铁(Fe)或其他材料。
处理所述含水稀土浓缩物112以回收所述稀土118。
如图2中所示，通过用氧化镁(MgO)120滴定所述浸出溶液将所述浸出溶液调节至约1至约4的pH，来可选地将至少一种金属离子从浸出溶液中沉淀122。通过过滤、离心或沉降式离心分离沉淀物。然后用含有将要沉淀出稀土草酸盐浓缩物的合适的含草酸盐化合物或碱性镁化合物处理所述含水稀土浓缩物112至pH 7，以沉淀出稀土氢氧化物或碳酸盐浓缩物。
所述沉淀的稀土浓缩物122产生了稀土草酸盐、氢氧化物或碳酸盐，然后在130下在空气中加热(煅烧)到至少350℃或更热，以在114处产生稀土氧化物的浓缩物。例如，在沉淀所述至少一种金属离子122后，所述稀土118可以从所述溶液中不溶解，并且可以作为与氢氧化物或其盐或其水合物缔合的离子而被发现。
在122处所述稀土浓缩物沉淀之后，在124加热硝酸镁(Mg(NO3)2)溶液以除去水。然后通过升高所述盐的温度来热分解硝酸镁(Mg(NO3)2)124，分别在120和128形成氧化镁(MgO)和气态氮氧化物(NOX)，如图2中所示。然后在104将氮氧化物(NOX)128通过水鼓泡以再生硝酸(HNO3)。除去硝酸值126，从而留下氧化镁(MgO)120。根据需要，除去的硝酸126连同添加的氮氧化物(NOX)128被再循环至浸出步骤102或硝酸104循环过程以用于进一步使用。
所述稀土氧化物浓缩物114与铵盐134(诸如例如氯化铵、溴化铵或碘化铵)以范围从1:0.5(氧化物:铵盐)至1:10的比例混合，其中最佳条件在1:1到1:2之间。将所述混合物在200℃到250℃之间的温度下在干燥空气或氮气流中加热，直到材料中没有更明显的颜色变化。优选地，所述温度为约200℃。然后在混合的情况下在干燥空气或氮气132下将温度升高至250℃至350℃，直到过量铵盐134的升华完成。所得材料是无水稀土盐116的混合物。无水稀土盐116以提供在水溶液中的形式使用。
在一个实施方式中，将来自转化过程的铵通过盐酸(HCl)鼓泡以再生氯化铵。过量的氯化铵从气相中冷凝出来以用于回收，并在所述稀土转化过程中重新使用。
通过使用牺牲阳极的电解沉积工艺136将所述稀土118与水溶液分离。如本文所用的，术语“电解沉积”是指金属从其矿石电沉积到板或金属丝网上，从而允许非铁金属的提纯。在阴极和所述牺牲阳极之间施加电势。优选地，所述阴极是相对惰性的金属，例如钢或钼。优选地，所述牺牲阳极是铝。然后将电势改变为提高的电势，以允许所述稀土元素118的顺序沉积。使用的电势可以从电解池变化到例如超过1.0V，其中典型的范围是在0.2V到0.7V之间。初始电极位置发生在大约0.2V，并产生由钪和重稀土元素为主导的材料。温度也可以从1℃被调节至35℃以促进所述分离过程。所述电解沉积过程136可以以任何数量的电池构造实现，包括没有结的单电池或具有一个或多个液体结(盐桥或膜)的电池。
例如，具有多个结的电池将是其中所述阳极和阴极是交替的并且被阴离子膜分开的电池。具有铝板的阳极半电池被定义为铝电池并且含有范围从0-M至饱和的氯化钠水溶液或者具有范围从0.001至1M的氯化铝的相同氯化钠溶液。具有惰性金属板的阴极半电池含有稀土盐水溶液。优选地，所述惰性金属板是钢或钼。所述膜防止阳离子和水在稀土118和铝电池之间迁移。然而，所述膜允许诸如氯离子、溴离子、碘离子或硝酸根的阴离子和氢离子的移动。
通过将所述铝板氧化进氯化钠水溶液来促进稀土电镀工艺。当铝离子形成并分解成铝电池中的溶液时，稀土元素118被还原并沉积在相应的稀土电池中。当沉积出所述稀土元素118时，所述阴离子扩散通过所述膜并与铝电池中的铝离子络合以保持适当的电荷平衡。镀覆材料自发氧化，然后通过所述稀土氧化物浓缩物到盐的转化过程进行加工，如图2中所示。重复该过程总共10-30次重复，以产生99.9％纯度的稀土元素118，主要是稀土元素118的氧化物。在重复之间用铵盐热处理镀覆材料。取决于溶液的组成，将包含由重复形成的杂质元素的溶液添加回主要的重稀土元素贫化进料流或用于待分离的第二稀土元素的提纯流。然后将来自原始电沉积的重稀土贫化溶液送入第二池，用于分离系列中的第二稀土元素。对于感兴趣的十六种稀土元素118中的每一种，例如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)继续分离和纯化的过程。每个分离池的电势被优化以产生感兴趣的稀土元素118加上取决于重复的若干其他主要杂质元素。所述提纯池然后被用于浓缩感兴趣的稀土元素118，同时最小化杂质元素的量。
图3是说明根据本发明的优选实施方式用于提取和分离稀土元素的方法140的流程图。最初，如方块142所示，提供含稀土(含RE)的矿石/尾矿。如方块144所示，使用机械研磨将所述含稀土的矿石/尾矿加工成小于60目，以形成粉末状矿石。研磨步骤144之后是浸出步骤，如方块146所示。
浸出步骤146可以是使得稀土元素能够从含稀土材料浸出的任何方法、工艺或系统。通常，浸出步骤146利用酸从含稀土的材料中浸出稀土元素。例如，浸出步骤146可以使用浸出装置，诸如例如堆浸、桶浸(vat leach)、槽浸出、垫浸出(pad leach)、浸出容器或用于从含稀土材料浸出稀土元素的任何其他浸出技术浸出。根据各种实施方式，浸出步骤146可以在任何合适的压力、温度和/或氧气含量下进行。浸出步骤146可采用高温、中温、或低温中的一种，结合高压或大气压中之一。浸出步骤146可以利用常规的常压或加压浸出，例如但不限于低、中或高温加压浸出。如本文所用的，术语“加压浸出”是指稀土元素回收方法，其中所述含稀土的材料在升高的温度和压力的条件下与酸性溶液和氧气接触。
根据本发明的优选实施方式，所述浸出步骤146优选包括矿物酸，例如硝酸(HNO3)。在一个实施方式中，矿物酸是盐酸(HCl)。在一些实施方式中，基于稀土元素的具体应用来选择矿物酸。硝酸或盐酸的浓度和量取决于含金属的矿石。在这些实施方式中，矿物酸的浓度使得pH小于1。在步骤144和146中，不将含金属的矿石破碎和分离成有价值的物质或废物。
所述浸出步骤146提供包含至少一种金属离子、稀土元素和固体材料的浸出溶液，如方块148所示。所述浸出步骤146之后是液-固分离步骤，其中固体材料从浸出溶液中分离以形成含水-金属浓缩物，如方块150所示。可以沉淀含水-金属浓缩物以选择性地从浸出溶液中除去至少一种金属离子，并以稀土草酸盐或稀土氢氧化物的形式获得所述稀土元素的沉淀，如方块152所示。将所述稀土氢氧化物或稀土草酸盐的沉淀物在空气中加热以形成稀土元素的氧化物，如方块154所示。在稀土转化步骤，所述稀土氧化物与铵盐混合并在干燥空气/氮气中加热，如方块156所示。形成无水稀土盐的混合物，并提供于水溶液中，如方块158所示。最后，通过电解沉积工艺将稀土元素与水溶液分离，如方块160所示。在电解沉积工艺160期间，使用牺牲阳极从水溶液中镀覆稀土元素。
在另一个实施方式中，所述稀土118从含稀土的矿石100和尾矿中提取。所述提取工艺可以用于从诸如磁体(磁铁，magnet)或荧光粉(phosphor)的工业产品回收稀土元素118。浸出步骤102包括任何浓度的酸。通过用氧化镁(MgO)120滴定，从硝酸104浸出溶液中除去稀土元素118，然后将经pH调节的溶液喷雾干燥以将硝酸镁(Mg(NO3)2)124复原为MgO120和氮氧化物(NOX)128。然后将氮氧化物(NOX)128通过水鼓泡以回收酸。
在一个实施方式中，所述稀土元素118是在固体溶液或浓缩物中而不是单独的稀土元素。时间从Gerd Meyer法的10小时降低至6小时，并且温度从230℃降低至200℃。在该实施方式中，所述稀土转化步骤在干燥空气/氮气132而不是动态真空下进行，因为水导致稀土氯化物氧化成氯氧化物。该方法用于从由提取和电镀过程产生的液体稀土浓缩物112中除去杂质成分。在该实施方式中，过量的氯化铵从气相中冷凝出来用于回收和再利用。氨气通过水鼓泡来回收，并与HCl反应以再生氯化铵，并在稀土转化过程中重新使用。
本领域技术人员将因此理解，本公开的方法可以与用于处理含金属材料的各种方法组合使用。事实上，在本公开的方法中，可以对含金属的材料进行各种不同的处理，包括回收至少一种稀土元素。
为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的优选实施方式的前述描述。其并不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。旨在本发明的范围不被该详细描述所限制，而是由权利要求和所附权利要求的等同物来限制。

Claims (12)

1.一种用于提取和分离稀土元素的方法，其中所述方法包括以下步骤：
提供含稀土元素的矿石；
研磨所述含稀土元素的矿石以形成粉末状矿石；
用至少一种矿物酸浸出所述粉末状矿石以形成包含稀土元素和固体材料的浸出溶液；
从所述浸出溶液中分离所述固体材料以形成含水-稀土浓缩物；
沉淀所述含水-稀土浓缩物以选择性地从所述浸出溶液中除去所述稀土元素并获得所述稀土元素的沉淀物；
在空气中加热所述稀土元素的沉淀物以形成所述稀土元素的氧化物；
将所述稀土元素的氧化物与铵盐混合并加热以形成无水稀土盐；
形成所述无水稀土盐在水溶液中的混合物；以及
通过电解沉积工艺从所述水溶液中分离所述稀土元素。
2.一种用于从含稀土的矿石中提取稀土元素的方法，所述方法包括以下步骤：
研磨所述含稀土的矿石以形成粉末状矿石；
用至少一种矿物酸浸出所述粉末状矿石以形成包含至少一种稀土元素和固体材料的浸出溶液；
从所述浸出溶液中分离所述固体材料；
向所述浸出溶液中加入草酸以沉淀稀土草酸盐浓缩物；
在空气中加热所述稀土草酸盐浓缩物以形成稀土氧化物的浓缩物；
将所述稀土氧化物的浓缩物与铵盐混合并在空气中加热以形成无水稀土盐；
形成所述无水稀土盐在水溶液中的混合物；以及
通过电解沉积工艺从所述水溶液中分离所述稀土元素。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述矿物酸处于pH小于1的浓度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述矿物酸选自包括HCl、HNO3和H2SO4的矿物酸的组。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括从所述浸出溶液中除去至少一种金属离子的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述从所述浸出溶液中除去至少一种金属离子的步骤还包括用氧化镁(MgO)滴定至14的pH。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述添加草酸的步骤被用氧化镁滴定的步骤代替。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述添加草酸的步骤被用氧化镁滴定至7的pH的步骤代替，以产生稀土氢氧化物。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述添加草酸的步骤被用碳酸盐滴定至7的pH的步骤代替，以产生碳酸盐浓缩物。
10.一种用于从含稀土元素的矿石材料中提取稀土元素的方法，所述方法包括以下步骤：
用矿物酸溶液浸出所述矿石材料，其中所述矿物酸溶液包含草酸盐化合物；
搅拌所述矿物酸溶液以从所述矿石材料中贫化所述稀土元素；
将所贫化的矿石材料与所述矿物酸溶液分离；
用碱滴定以产生稀土草酸盐浓缩物；
从所述稀土草酸盐浓缩物中除去至少一种金属离子；
加入草酸以沉淀稀土草酸盐浓缩物；
在空气中加热所述稀土草酸盐浓缩物以形成稀土氧化物的浓缩物；
将所述稀土元素的氧化物与铵盐混合并加热以形成无水稀土盐；
形成无水稀土盐在水溶液中的混合物；以及
通过电解沉积工艺从所述水溶液中分离所述稀土元素。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述草酸盐化合物包括草酸铵。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述碱由氧化镁构成。
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