稀土分离的方法主要有分步结晶法、溶剂萃取法、离子交换法和萃淋树脂法，其中分步结晶法在稀土的发现和早期分离中曾做出过重要贡献，但由于步骤繁多、产品纯度不高以及生产力有限，现已被后3种方法取代。

　　溶剂萃取法

　　溶剂萃取法具有处理容量大、反应速度快和分离效果好等优点，它已经成为稀土分离的最主要手段。在工业上，用溶剂萃取法已实现生产纯度达5N的单一稀土。自1937年有人研究用丙酮、乙醚或醇类萃取氯化稀土以来，能有效地萃取分离稀土元素的新萃取剂和萃取方法不断出现。稀土和萃取剂形成配合物、缔合物，然后被萃取到有机相，再用酸将稀土反萃下来。由于不同的稀土元素和有机物形成配合物或者缔合物的能力有差别，可利用这种差别经过反复多级萃取、洗涤和反萃，实现稀土与杂质离子以及各稀土之间的分离。稀土萃取所用的试剂主要有萃取剂、稀释剂和盐析剂。

　　离子交换法

　　离子交换法是分离稀土元素和制备单一稀土元素的重要方法，在稀土分离的历史上曾作为主要手段。虽然溶剂萃取法处理量大，适于工业生产发展，具有取代离子交换法的趋势，但近些年来离子交换法和离子交换色层技术仍是稀土元素分离和分析的重要手段。

　　萃淋树脂法

　　萃淋树脂法是利用萃取柱色层法分离稀土，是液体色层法的一种特殊形式。无机萃取色层是以吸附在惰性载体上的有机萃取剂作固定相，以无机溶剂作流动相，用以分离无机物质的色层法。它是把溶剂萃取法中萃取剂的高选择性和色层分离法的高效性结合起来，形成的一种新的分离新技术，特别适用稀土分离和制备高纯稀土。

　　萃淋树脂法相比离子交换法有较多的优越性，如分离相邻稀土的选择性较高，且较少发生拖尾现象。它较溶剂萃取法有更多的优点：萃取色层相当于级数非常高的多级萃取，故分离效率比溶剂萃取的高很多，同时避免了后者乳化作用以及有机溶剂的毒性，能有效节省固定相用量。其缺点是受萃取剂在载体上容量的限制，用萃淋树脂法制备大批量高纯稀土产品还存在一定的局限性。

　　萃淋树脂分离技术仅有30多年历史，但发展很快。它的建立和发展与稀土分离密切相连，人们经常把能否分离极难分离的相邻稀土元素作为建立新分离方法的标准，把萃淋树脂认为是一种分离技术，也正是由于它第一次成功地分离了稀土元素。目前萃淋树脂法分离稀土已经应用于稀土分析过程以及工业生产上制备高纯稀土。

　　稀土分离工艺

　　目前，稀土分离工艺的设计主要以溶剂萃取为主、离子交换为辅，并以遵循“萃少留多”的原则进行切割。所谓“萃少留多”是指在稀土萃取过程中，先萃取组分较少的稀土元素，使大部分稀土仍留在水相，这样可解决有机相的萃取容量问题，减少有机相的负载，有利于反萃和减少反萃剂用量。

　　自从我国南方风化壳淋积型稀土矿开发以后，传统的稀土分离工艺得到了很大发展。过去稀土矿物主要是以轻稀土为主，如氟碳铈矿、独居石等，只占稀土资源比重5％的磷钇矿是以重稀土为主。现在矿山提供的稀土精矿配分发生了很大变化，有轻稀土型、中钇富铕型、中重稀土型和重稀土型等。为此，稀土分离工艺也发生了相应变化，所用萃取剂主要有P507、P204和环烷酸等。