稀土因其特殊的物理化学性能,广泛用于各种领域,成为重要的战略资源。目前工业生产中基本使用溶剂萃取法分离稀土,但萃取工艺均采用氨水或氢氧化钠皂化有机相,生产中的氨氮废水问题困扰着稀土企业,是稀土企业亟待解决的重要难题。针对上述不足,利用马来酸对酸有较强的缓冲能力的性质,设计了一种非皂化缓冲萃取体系,即通过在萃取体系的水相中添加马来酸,采用非皂化的萃取剂P507分离稀土元素。考察了P507-非皂化缓冲萃取体系中,稀土浓度、料液酸度和马来酸浓度对稀土元素的分配比、饱和容量和分离系数的影响规律,并研究了体系的萃取机理。文中首先对适合P507萃取体系的缓冲剂进行了筛选,发现马来酸的萃取效果较好。研究了马来酸的缓冲原理,当料液酸度增大时,马来酸根与氢离子结合,使得料液的酸度变化幅度不大,提高了稀土的萃取效果。采用单级萃取的实验方法,研究了稀土元素分配比与稀土浓度、料液酸度和马来酸浓度的关系。结果表明:当稀土浓度为0.2mol·L^-1,料液pH为3.5,马来酸浓度为0.5mol·L^-1时,稀土元素的分配比达到最大值1.7355;单级稀土萃取量最大值为0.2285mol·L^-1。研究了马来酸浓度对P507萃取饱和容量的影响,结果显示:P507-非皂化缓冲萃取体系中Nd、Eu、Tb的最大萃取饱和容量分别是P507-煤油体系的1.44倍、1.37倍和1.3倍。研究了稀土浓度、料液酸度和马来酸浓度对相邻稀土分离系数的影响,实验发现:相邻稀土元素间分离系数随马来酸浓度和料液pH值得增加而增大,随稀土浓度的增大而减小。各组元素的分离系数最大值分别为βSm/Nd=12.85,βEu/Sm=3.32,βGd/Eu=2.11,βTb/Gd=7.03,分离系数均接近或高于P507-煤油体系。采用红外光谱分析了负载有机相的分子结构变化,研究了P507-非皂化缓冲萃取体系的萃取机理。结果表明:P507-非皂化缓冲萃取体系属于阳离子交换反应,马来酸并未随稀土离子萃入有机相,只是充当缓冲剂的作用,通过缓冲萃取过程中交换下来的氢离子,缩小水相酸度变化幅度,提高P507的萃取效果。P507-非皂化缓冲萃取体采用了非皂化技术,可有效解决传统稀土溶剂萃取氨氮废水污染问题,为稀土萃取分离绿色环保提供技术基础。