本发明一种分离氟碳铈矿中轻稀土混合物的方法,以氟碳铈矿钕/钐分组所得的轻稀土氯化物水溶液为料液,P507为萃取剂。由四个分馏萃取体系组成,分别为LaCe/LaCe/CePrNd/PrNd四出口分馏萃取分离体系、La/Ce二进料口分馏萃取分离体系、Ce/PrNd分馏萃取分离体系和Pr/Nd二进料口分馏萃取分离体系。直接获得5N级氯化镧、5N级氯化铈、3N级氯化镨和4N级氯化钕四种分离产品。本发明具有目标分离产品纯度高、稀土元素的收率高、酸碱消耗低、工艺流程短、分离成本低等优点。