溶剂萃取法是工业上应用最为广泛的用于稀土分离的方法。其分离多稀土共存复杂溶液的流程复杂，需要经过多次萃取与反萃。且分离期间需要反复调整水溶液酸度，调节不同酸度下稀土离子与萃取剂的热力学络合能力。动力学分离可能是解决多稀土分离的一种新思路。目前动力学分离研究较少，且大多以摇瓶的形式，界面不稳定。缺乏用稳定的界面对动力学分离的研究。很多萃取发生在界面，界面性质或界面反应速率的改变可能会对动力学分离产生重要影响。本文以多稀土的分离为目标，采用具有稳定界面的油滴对动力学分离进行研究，提出一种油滴法动力学萃取分离多稀土的新方法。具体研究内容如下：提出一种动力学萃取分离多稀土的新方法，该方法将含P507萃取剂的油滴连续泵入含14种稀土离子的水溶液对稀土离子进行萃取，实现了多稀土的分组分离。14种稀土被分成四个组，分别为La组（La（III），Ce（III），Pr（III），Nd（III）），Gd组（Sm（III），Eu（III），Gd（III）），Ho组（Tb（III），Dy（III），Ho（III））和Lu组（Er（III），Tm（III），Yb（III），Lu（III））。且观察到Lu组被萃取时，其他三组的萃取均被抑制，直到P507对Lu的萃取降低到一定程度时，Ho组才会逐渐被萃取，这时Gd组和La组的萃取被抑制，依此类推。选取La（III）、Gd（III）、Ho（III）和Lu（III）作为四组稀土的代表元素，初步探究了可能影响动力学分离的因素，如油相中P507浓度、水相中稀土离子浓度、柱长、柱径和水相流速等。其中P507浓度和稀土离子浓度对分离的影响较为明显。采用单液滴法探究了P507萃取La（III）、Gd（III）、Ho（III）和Lu（III）的动力学。考察了比界面积对P507萃取速率的影响，确定了P507萃取四种稀土离子的反应发生在油水界面，是一种界面反应。通过柱长、稀土离子浓度、萃取剂浓度、水相酸度对稀土离子传质速率的影响，获得了四组传质速率方程。假设界面处没有竞争作用，仅靠萃取速率的不同被P507萃取，根据得到的传质速率方程预测了洗脱曲线的变化，发现预测的洗脱曲线与实验得到的洗脱曲线完全不一致，说明假设不成立，在油水界面处稀土离子之间存在竞争作用。竞争作用包括两个方面：一是P507对不同稀土离子的萃取速率不同，萃取速率快的稀土离子优先占据界面的P507分子；二是是油水界面处已被P507萃取的较轻稀土离子与水相中较重稀土离子之间的交换作用。显然，油水界面处的P507分子数越少，或者稀土离子数目越多，稀土离子之间的竞争越激烈。根据对P507萃取动力学及动力学分离机理的探讨，作如下推测：由于水相稀土离子数目的增加或者其扩散速率增加导致的界面反应速率增加，有利于稀土分离；反之，不利于分离。由于油滴内P507分子转移到界面的速率减慢导致的界面反应速率降低，有利于稀土分离；反之，不利于分离。由不同原因引起的P507的界面反应速率的变化可能会对动力学分离产生不同的影响。探究了油相中P507浓度和P507皂化度的改变以及稀释剂种类的改变等对界面反应速率和稀土离子分离效果的影响。研究发现，P507浓度增加或皂化度增加，P507的界面反应速率加快，稀土离子之间的分离因子变小；而稀释剂链长增加，P507的界面反应速率减慢。采用分子动力学模拟探究了各因素变化影响界面反应速率的微观机理。探究了各条件下，界面反应速率变化的原因。研究发现，三种条件都是通过改变P507分子由体相转移到界面的速率，从而影响P507的界面反应速率。用分子动力学模拟从微观层次解释了各因素的变化影响P507分子由油相体相转移到界面的速率改变的原因。这部分证实了由于减慢油滴内P507分子转移到界面的速率，即减少一定时间内转移到界面的P507分子数，使界面反应速率降低有利于分离。探究了水相中稀土离子浓度，水相酸度以及水相中的盐析剂的改变等对界面反应速率及稀土离子分离的影响。研究发现，水相中稀土离子浓度增高，可以使界面反应速率加快，稀土离子之间的分离因子升高；水相酸度增加，界面反应速率减慢，稀土离子之间的分离因子升高；水相中加入盐析剂硫酸铵，界面反应速率减慢。采用分子动力学模拟探究了各因素变化影响界面反应速率的微观机理。结果如下：水相中稀土离子浓度的增加，是增大了反应物浓度，使界面反应速率加快；水相酸度增加，抑制界面处的P507分子的解离，界面反应速率减慢；水相中加入硫酸铵，一方面是P507与水的相互作用减弱，不利于萃取，另一方面是稀土离子在硫酸铵体系中的扩散速度大大降低。这部分证实了由于水相稀土离子浓度的增加或者扩散速率增加，而引起的界面反应速率的增加，有利于分离。由于减慢油滴内P507分子转移到界面的速率，而使界面反应速率降低，稀土离子之间的竞争更激烈，有利于分离。 P507萃取稀土离子的反应发生在油水界面，是一种界面反应。为了增强界面积，强化萃取，将P507油相铺展在气泡表面，形成P507气载油膜。P507气载油膜在上升的过程中，对水相中的稀土离子进行萃取。以中、重稀土离子代表Ho和Lu为研究对象，探究了P507浓度，皂化度，水相pH等因素对气载油膜法对Lu、Ho萃取分离的影响规律。发现这些因素对气载油膜法分离Lu、Ho的影响与P507油滴法是一致的，且气载油膜法大大提高了P507的萃取效率，并且分离效果也有一定的提升。说明气载油膜法不仅强化了稀土离子的萃取，更强化了分离。