本发明涉及稀土元素的分离提取领域，具体而言，涉及一种从煤矸石中分离提取稀土元素的方法及其应用。所述从煤矸石中分离提取稀土元素的方法包括：将煤矸石依次进行焙烧活化、酸浸、萃取、洗涤和反萃取；所述焙烧活化的温度为600~650℃；所述萃取的萃取剂的制备方法包括以下步骤：将甲基三丁基铵盐在混床阴离子树脂中进行阴离子置换反应，得到甲基三丁基氢氧化铵；所述甲基三丁基氢氧化铵与2‑乙基己基磷酸单2‑乙基己基酯进行氢离子置换反应。所述的从煤矸石中分离提取稀土元素的方法，方法简单，易操作，成本低，对环境友好，分离提取稀土元素的效率高。