选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异，采用不同的选别方法，借助不同的选矿设备，分离除去脉石矿物，将矿石中的稀土矿物及其他有用矿物富集起来的机械加工过程。若稀土元素呈单稀土矿物存在，根据矿石的特性和稀土矿物的可选别性，常用各种物理选矿方法获得合格的稀土精矿。若稀土元素呈类质同象形态存在于含稀土的其他有用矿物中，常用物理选矿方法获得相应的其他有用矿物的精矿；然后用化学方法处理该矿物精矿才能将稀土元素与其他有用组分相分离，获得品质更高的稀土精矿或稀土富集物。若稀土元素呈离子吸附形态存在于其他矿物表面或晶格间，则只能用化学方法处理获得相应的稀土化合物。若稀土元素呈矿物相或离子吸附相存在于矿石中，应视其相应含量的高低采用物理选矿方法或化学选矿方法处理，或采用物理选矿方法和化学选矿方法的联合工艺。稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常辅以重选、磁选，组成磁选-重选，浮选磁选-重选多重组合工艺流程。砂矿则以重选为主，辅以磁选、浮选、电选组成重选-磁选-电选-浮选或其组合形式复杂的选矿工艺流程。重选法（重力选矿）是在水或空气中进行的。它借助于矿物因重力和一种或多种其他的力的作用而产生相对运动来分选不同密度的矿物。其他力是指一种黏滞流体，如水或空气对运动的阻力。重选法利用稀土矿物与脉石矿物密度的不同进行分选。常用的重选设备有圆锥选矿机、螺旋选矿机、摇床等。采用重选法主要使稀土矿物与密度低的石英、方解石等脉石矿物分离，以达到预先富集或者获得稀土精矿的目的。重选广泛用于海滨砂矿的生产；在稀土脉矿的选矿中有时也用来作为预先富集的手段。重选法早在两千多年前就开始应用。目前，尽管浮选法被认为是当今矿物选别的重要方法，但重选法随着生产工艺和所采用的机械设备不断改进创新，仍广泛应用于矿物密度较大的稀有金属矿石的选别。浮选法利用稀土矿物与伴生矿物表面物理化学性质的差别，使稀土矿物与伴生脉石及其他矿物分离而获得精矿，是目前稀土脉矿生产中广泛采用的主要选矿方法。浮选分为全油浮选、表层浮选和泡沫浮选。前两种已被淘汰，目前在工业上广泛使用泡沫浮选法。水悬浮液中的两种或两种以上矿物中的某一种或某几种矿物黏附于气泡上，而其他矿物留于矿浆中，然后将矿化气泡分离的过程称为泡沫浮选。各种矿物表面对水的浸润性不同，能被水润湿的称为亲水性矿物，不能被水润湿的称为疏水性矿物。可利用某些药剂与矿物表面发生作用而改变矿物表面的亲水性或疏水性。浮选时还需要同时导入空气使矿粒与气泡相遇，此时某些矿物便附着在气泡上而被带到液面，构成一层矿化泡沫层而被刮出。浮选法只能用于较细的矿粒，如果矿粒太大，矿粒和气泡间的附着力就会小于颗粒质量而使其负载的矿粒脱落。有些稀土矿物具有弱磁性，可利用它们与伴生脉石及其他矿物比磁化系数的不同，采用不同磁场强度的磁选机使稀土矿物与其他矿物分离。在海滨砂矿的选矿中，常采用弱磁选使钛铁矿与独居石分离；也可以采用强磁选使独居石与锆英石、石英等矿物分离。在稀土脉矿的选矿中，为了简化浮选流程和节省浮选药剂，有时也采用强磁选使稀土矿物预先富集。随着强磁技术的不断发展，强磁选将越来越广泛地用于稀土矿的选矿流程之中。根据矿物被磁铁吸引或排斥分为抗磁性和顺磁性两类。抗磁性矿物不能用磁选法富集，只有顺磁性矿物才能用磁选法富集。在磁选过程中，矿粒通过磁场时，同时受到两种力的作用，一种是磁力，另一种是机械力，包括重力、离心力、惯性力、摩擦力、分选介质阻力等。如果作用于矿粒上的磁力大于机械力则成为磁性矿物，反之，则成为非磁性矿物。电选法是在高压电场中利用矿物之间的电性差异使它们分离的一种选矿方法。电选的应用已有一百多年的历史。但电选在工业上广泛应用是在发现了矿物的“整流性”和发明了应用电晕放电为基础的新的电选方法后才得以发展，并在分选稀有金属矿物（如锆英石、钛铁矿、独居石和钽铌矿等）中得到了较为广泛的应用。稀土矿物属于非良导体，可利用其导电性能与伴生矿物有所不同，采用电选法使之与导电性好的矿物分离。电选法常用于海滨砂矿重砂的精选作业。对于以离子形态吸附在高岭土或黏土上的稀土矿床，可充分利用稀土离子易溶于氯化钠或硫酸铵溶液中的特点，采取先浸出而后沉淀的化学选矿法予以回收。对于易溶于酸或在高温下发生相变的氟碳酸盐稀土矿物，可先采用浮选法预先富集，随后采用化学选矿法（酸浸或高温焙烧）提纯。辐射选矿法主要利用矿石中稀土矿物与脉石矿物中钍含量的不同，采用γ射线辐射选矿机，使稀土矿物与脉石矿物分开。辐射选矿法多用于稀土矿石的预选。目前，这种方法在工业上未广泛采用。
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