El diseño de flujos y la determinación de etapas para la separación de elementos de tierras raras (REE) mediante extracción con disolventes (SX) es una tarea desafiante debido a la similitud química de los REE. Los bajos factores de separación entre los elementos y la compleja química de equilibrio presentan desafíos únicos para diseñar un flujo eficiente para la separación de elementos. La naturaleza de múltiples etapas del proceso SX añade más complejidad, dificultando la evaluación de productos para una combinación de diseño y etapas propuesta. Por lo tanto, para desarrollar un flujo SX, es esencial cuantificar el rendimiento para diversas condiciones de diseño y separación. Este documento intenta abordar el desafío utilizando un enfoque de modelado de equilibrio y proceso. Los resultados de un estudio a escala de banco realizado sobre una mezcla de sales de tierras raras de 10 g/L se utilizaron para estudiar el comportamiento de extracción/estripping y desarrollar modelos de equilibrio. Se utilizó DEHPA con TBP como modificador de fase como extractante, mientras que se utilizó ácido clorhídrico como agente de stripping. Los resultados obtenidos se utilizaron para desarrollar modelos de extracción/stripping, que se integraron en un marco de proceso de un tren SX en un entorno de Matlab/Simulink. Los modelos se programaron como una rutina de bloque de función y se utilizaron para desarrollar un flujo, que se simuló para diferentes condiciones de separación y diseño. Para identificar combinaciones óptimas de etapas, se desarrolló e implementó una rutina de optimización por enjambre de partículas (PSO) para cada tren SX. La recuperación y pureza de los elementos de interés se utilizaron como criterios de función objetivo. La combinación de etapas que llevó a la minimización de la función objetivo se utilizó para identificar la combinación óptima de etapas para una serie de trenes SX para intentar un equilibrio entre pureza y recuperación. Los modelos y el método de optimización se implementaron para separar una mezcla de alimentación que contenía REE, lo que indicó que se puede lograr una pureza del 99.52 y 85.41 por ciento para la separación de Ytrio y Lantano utilizando combinaciones de etapas 8-12-3 y 10-3-5 para carga, lavado y stripping. El modelo también indicó una difícil separabilidad entre neodimio, praseodimio y cerio.