稀土大发威风居功至伟，老美无计可施。许多人听说过稀土出产的“串级萃取”技能，徐光宪1970年代创造，技能细节就不太知道了。
图为白云鄂博稀土出产的根本工艺流程图，看上去有点杂乱，其实不难理解。我国稀土矿南北完美互补，“北轻南重”，北方主打轻稀土。白云鄂博矿轻稀土镧、铈、镨、钕算计占98%，中重稀土镝、铽、钇、铕小于2%。
开端是破坏、弱磁强磁选矿。矿石里杂质要多得多，如磁铁、赤铁。弱磁抓出磁铁矿，强磁扫出赤铁矿和稀土矿藏，稀土提早富集3–4倍。
后边“稀土选矿”便是“浮选富集”。磁选剩下来的中-弱磁性料里仅占10%的稀土矿藏，用药剂屡次浮选，富集5倍，变成高品位“稀土精矿”。稀土出产工艺便是不停地“富集”。这步有点技能上的含金量，捕收剂、抑制剂、调整剂、起泡剂。“浮选”便是有用矿藏“浮”到水面变成泡沫，脉石矿藏“沉”在槽底，完成别离。这步不是中心秘要，出来稀土精矿中稀土含量约50%，氧化钙、铁等杂质也较多。
再往下，处理稀土精矿就有三种工艺，酸法、碱法、火法。火法便是做稀土合金，土窑子也能做，高炉炼铁相同，加硅铁（或焦炭）、石灰，用硅或碳置换稀土氧化物中的氧。技能上的含金量低入门简略，但稳产、高收率、低本钱、环保能做好的不多。不是高科技，和串级萃取无关。
酸法、碱法便是为串级萃取预备原材料。原材料叫“氯化稀土溶液”，酸法和碱法各有优势。酸法将稀土直接拉进溶液，省碱、省钱，但副产巨量磷石膏和含钍铁渣；碱法让稀土先沉积成固体，钍、磷、铝与稀土别离彻底，渣量小无石膏，但烧碱贵、设备耐压高。北方轻稀土80%走酸法，南边高钍精矿越来越倾向碱法。这步也没太高科技，万吨级出产要环保目标之类的。
“氯化稀土溶液”是稀土精矿用盐酸 (HCl) 溶解后得到、以 RECl₃ 方式（RE指17种稀土元素）存在的混合水溶液，通明微黄，是串级萃取、电解制金属、催化裂化剂、稀土氧化物前驱体等下流工序的“通用母液”。溶液里有“溶质”，主要是稀土离子，也有离子杂质，如铁、钙、镁、铝、钍离子，如前面做得好，一升里也就1-50mg。“氯化”便是盐酸。
留意，这是“盐酸系统萃取”，还有“硫酸系统”。盐酸系统肯定干流占90%，但硫酸系统在兴起。酸法里本来就有酸，直接弄硫酸系统。碱法后边得加盐酸，本钱高。但盐酸系统纯度有优势。
总算能说“串级萃取” 了，输入是氯化稀土溶液。里边有17类性情简直一模相同的小朋友（化学性质类式的17种稀土元素），都穿戴相同色彩（Cl离子）的衣服，混在一同分不清。大招是，让小朋友排成一条长队，重复经过一扇门；门只让某种体型的小朋友经过。每次过门后都等于从头排队了，终究17人按高矮次序彻底分隔。
门便是“萃取槽”。什么是“萃取”（extraction）？便是让本来混在一同的 A、B 两种东西，凭借第三种物质（萃取剂）和“两不相溶的两相”，把 A 拉到新相里，B 留在原相里，搬迁式别离。稀土工业里原相是水状溶液（含稀土离子），新相是有机溶剂（如火油 + 萃取剂 P507），被搬迁的是某一种稀土离子如钕，留下的是另一稀土离子如镨。尽管稀土离子化学性质附近，但离子半径胖瘦有差异。
萃取剂P507（正式称号2-乙基己基膦酸单-2-乙基己酯）分子像“章鱼”，长链溶于火油，磷酸基团伸向水侧。钕离子胖，电荷密度相对低，更简略脱掉部分水合外套，与 P507 的磷酸基构成安稳络合物。镨离子由于瘦，电荷密度高，抱住水合外套更紧，P507 拉不动它。最终钕离子被“章鱼”拖进有机相（萃取），镨留在水相。
我本认为，有许多种稀土萃取剂，先用一种抓走最胖的，再换一种抓次胖的，直到最瘦的。但只要一种P507（特别工艺才换其它一两种）重复做！每次都抓走一些离子，关于相邻稀土会有一个“别离系数”，如钕镨为1.3，一次萃取份额降1.3，也便是纯度提高30%（只关于这两元素的别离）。重复不停地做几百次，最终别离纯度就能到达99.999%。重复别离，一切稀土元素就都分隔了。
听上去也不难，为啥99.999%的高纯度很难？由于这仅仅理论，指数一乘99.9%的3N到99.9999%的6N仅仅多来几百次，但实践问题一堆。例如别离级数或许高达200-600级，但会有差错，差错稍有问题，最终成果便是上千倍的差异，认为能6N实践是3N。实践中，会发现“5N比4N难10倍”，便是这一个差错。做3N有点差错没事，5N里有点差错就会让“前功尽弃”，这是简略的数学。
也便是说，徐光宪创造的这套牛逼理论，1975年用不太杂乱的设备，就对钕镨就做到了4N的99.99%！可是，后边许多年我国许多院士带着很多科研人员想办法操控差错，才是出产实践里的“干货”。这里边专利不知道有多少，从4N到5N，就有点相似光刻机做芯片的精度从90nm提高到28m，难度极高。光刻机的纳米精度便是各种部件都要操控差错，稀土加工也相同，各种部件都要操控差错到极低，来点杂质全完。