采用P507萃取体系分离重稀土时,通常需要首先进行Er/Tm分组,但由于相邻重稀土Er、Tm性质极其相似,在热力学平衡态下很难实现两者有效分离。本文提出一种非平衡态萃取新方法,通过连续注入P507油滴,实现了相邻重稀土元素Er和Tm的强化分离。实验考察了有机相注入时间、料液pH、萃取剂浓度和皂化度、共存Mg~(2+)浓度等因素对Er、Tm分离的影响规律。结果表明:在萃取时间为60 min的非平衡态下,Er、Tm的分配差异最大,Tm/Er的分离系数最大可达到2.35,高于传统搅拌法达到萃取平衡时的分离系数。不同浓度的Mg~(2+)对Er、Tm萃取的促进与抑制行为影响不同,在非平衡态下调控适当的盐浓度有利于强化Er、Tm的分离。采用分子动力学模拟,对实验现象进行了解释。水相共存Mg~(2+)的盐析效应对Er和Tm离子扩散速率的影响存在明显差异,导致非平衡态条件下相邻重稀土元素离子的强化分离。