Mając cechy dużej skali i ciągłości, jest ważną metodą grupowania lub oddzielania pierwiastków ziem rzadkich. Sole ziem rzadkich w określonym systemie ekstrakcji i sprzęcie podlegają wielokrotnemu kontaktowi i redystrybucji pomiędzy fazą organiczną a fazą wodną, aby osiągnąć grupowanie wielu pierwiastków i separację poszczególnych pierwiastków. Stosowane ekstrahenty obejmują rozpuszczalniki zawierające tlen (ketony, etery, alkohole, związki estrowe), fosforany (takie jak fosforan tributylu, fosforan di-2-etyloheksylu), aminy (trialkiloaminy, chlorotrialkiloaminy), kwasy karboksylowe (kwasy tłuszczowe, cykloalkany ) oraz ekstrahenty chelatujące, które mogą tworzyć chelaty z jonami metali. Zastosowany sprzęt do ekstrakcji obejmuje ekstraktor do klarowania mieszanego, wieżę ekstrakcyjną i ekstraktor odśrodkowy. W układach ekstrakcji z neutralnym kompleksowaniem ekstrahentami są obojętne związki organiczne, takie jak fosforan tributylu (TBP) i fosforan dimetyloheptylu (P-350). Ekstrahowaną substancją jest sól nieorganiczna R (NO3) 3, a wyekstrahowany związek powstały w wyniku ich połączenia jest kompleksem obojętnym. Najważniejsze są neutralne ekstrahenty tlenowe fosforu, spośród których P-350 ma większą zdolność ekstrakcji pierwiastków ziem rzadkich niż TBP. Podczas ekstrakcji i separacji pierwiastków ziem rzadkich w układzie kwasu azotowego P-350 lub TBP czynniki wpływające na współczynnik dystrybucji i współczynnik separacji obejmują kwasowość, stężenie pierwiastków ziem rzadkich, środek wytrącający sól i stężenie ekstrahenta. W kwaśnych systemach ekstrakcji kompleksującej ekstrahentem jest organiczny słaby kwas HA. Najważniejszym jest kwaśny tlenowy ekstrahent fosforu, fosforan di-2-etyloheksylu (P-2O4), który zwykle występuje w postaci cząsteczki dimeru H2A2 w niepolarnych rozpuszczalnikach (nafcie). Dimer utworzony jest przez dwa wiązania wodorowe OH... O i można go ekstrahować w kwaśnych roztworach. Jego współczynnik dystrybucji wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej (spadek promienia jonowego). W systemach ekstrakcji asocjacyjnej jonów ekstrahentem jest związek organiczny zawierający tlen lub azot, a ekstrahowaną substancją jest zwykle anion kompleksowy metalu. Obydwa tworzą kompleks ekstrakcyjny poprzez asocjację jonów i wchodzą do fazy organicznej. Do najważniejszych należą ekstrahenty aminowe (aminy pierwszorzędowe, drugorzędowe, trzeciorzędowe i czwartorzędowe sole amoniowe). Można nimi ekstrahować jedynie pierwiastki metali, które mogą generować złożone aniony (takie jak pierwiastki ziem rzadkich), natomiast nie można ekstrahować metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych, które nie mogą generować złożonych anionów, więc ich selektywność jest wysoka. W przypadku stosowania układu nafty P-204 HCl RCl3 do separacji pierwiastków ziem rzadkich mieszaninę pierwiastków ziem rzadkich można podzielić na trzy grupy: lekką, średnią i ciężką. Kontrolując określone stężenie wodnego roztworu kwasu chlorowodorowego i fazy organicznej, zdolność chelatująca P-2O4 z pierwiastkami ziem rzadkich zmienia się przy różnych poziomach kwasowości, grupując w ten sposób według z góry określonych granic. Po pierwsze, mając neodym i samar jako granice, samar, europ i ich późniejsze ciężkie pierwiastki ziem rzadkich ekstrahuje się do fazy organicznej, podczas gdy neodym i jego poprzednie lekkie pierwiastki ziem rzadkich pozostają w roztworze ekstrakcyjnym; Następnie, mając gadolin i terb jako granice, substancje wzbogacone samar i gadolin otrzymuje się przez odwrotną ekstrakcję 2 molami kwasu solnego, a następnie ciężkie substancje wzbogacone w pierwiastki ziem rzadkich otrzymuje się przez odwrotną ekstrakcję 5 molami kwasu solnego, osiągając cel grupowania . Każdą grupę substancji wzbogaconych można dalej podzielić na jedną pierwiastek ziem rzadkich.