Изобретение относится к технологии гидрометаллургической переработки комплексных руд, содержащих в качестве основных компонентов, имеющих промышленное значение, редкоземельные элементы (РЗЭ) и ниобий. Способ включает уменьшение крупности руды методами рудоподготовки, обработку руды раствором гидроксида натрия с получением гидроксидного кека, обработку кека раствором минеральной кислоты с получением раствора редкоземельных элементов и ниобийсодержащего кека, обработку ниобийсодержащего кека с получением пентаоксида ниобия, очистку раствора редкоземельных элементов от примесей и направление редкоземельных элементов на последующее разделение. Причем ниобий извлекают из кека в раствор обработкой ниобийсодержащего кека кислым раствором, содержащим фтор-ионы. Далее осуществляют экстракционное извлечение ниобия из раствора с получением реэкстракта в виде водного раствора фторниобиевой кислоты с последующим его переводом в пентаоксид ниобия. При этом очистку раствора редкоземельных элементов проводят обработкой полученного раствора карбонатом кальция и сульфидсодержащим раствором, осаждением примесей и отделением осадка. После чего выполняют обработку очищенного раствора редкоземельных элементов гидроксидом кальция с осаждением коллективного концентрата редкоземельных элементов, последующим его растворением в минеральной кислоте и направлением раствора на разделение редкоземельных элементов. Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении высокой степени извлечения целевых компонентов в конечные продукты - пентаоксид ниобия и раствор РЗЭ, очищенные от примесей, при одновременном упрощении и повышении надежности технологии переработки комплексной руды в промышленных масштабах, а также в снижении степени вредного влияния технологии для обслуживающего персонала и окружающей среды. 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.