稀土元素的电子层结构为[Xe]4f0-145d0-16s2，当失去5d或4f电子后形成三价离子。其中，Ce、Pr、Tb、Dy有继续失去电子达到4f0或4f7的趋势，从而形成四价离子，但只有Ce(Ⅳ)能够稳定存在于溶液中。铈及其化合物在抛光粉、催化剂等领域应用广泛，因此提取和制备铈产品具有极其重要的现实意义。　　铈(Ce)在轻稀土矿物中含量最高，在氟碳铈矿和独居石中CeO2/REO约达50％。包头混合型稀土矿是一种典型的伴生矿，主要由氟碳铈矿和独居石组成，是铈的重要来源。在分离提取稀土元素的过程中，首先把Ce分离出来，这为其它三价稀土元素(RE(Ⅲ))和Th(Ⅳ)的分离创造了有利的前提条件。利用Ce(Ⅳ)的稳定结构和变价性质来实现稀土元素的分离具有重大意义。针对目前我国稀土冶炼工艺中存在的环境污染和资源综合利用问题，本研究提出了“氧化焙烧/湿法空气氧化两步法氧化Ce(Ⅲ)—Cyanex923萃取分离Ce(Ⅳ)—还原反萃制备铈产品”的处理包头矿的新工艺。　　本文采用氧化焙烧和湿法空气氧化的方法来实现包头矿中铈的氧化，并探讨氧化反应过程的动力学。通过“氧化焙烧—硫酸浸出”分解氟碳铈矿和“液碱分解—湿法空气氧化-硫酸浸出”分解独居石的两步氧化法工艺实现了包头矿中Ce(Ⅲ)的氧化。对包头矿的热分解过程进行了详细的研究，采用热分析技术计算了焙烧反应的活化能并推断出该反应的最概然机理函数。对湿法空气氧化稀土氢氧化物的过程进行了研究，探讨了不同因素，包括空气流速、温度、时间、溶液pH以及F-和PO43-等对氧化过程的影响，并研究了氧化反应过程的动力学。　　利用溶液中Ce(Ⅳ)与F、P之间的相互络合作用，构建一个新的Ce-F-P的萃取体系并通过液相分离制备CeF3和CePO4粉体，可进一步控制形貌制备出特殊性能的铈产品。对Cyanex923从含Ce(Ⅳ)、F、P的硫酸浸出液中萃取分离Ce(Ⅳ)的过程进行了研究，对还原反萃产物进行了表征。　　综上，本文提出了一种新的处理稀土矿的清洁工艺，这在兼顾环境保护和实现资源综合回收的前提下将为轻稀土矿资源的开发与利用提供有力的理论依据和技术支撑。