树脂的二氧化硅中毒属于物理中毒,即二氧化硅进入树脂的网孔,不占据树脂的活性基团。铀矿石的硫酸浸出液中总含有不同形态、不同量的硅,且多以单体或二聚体的形式存在,即低聚物(如与钼酸盐反应形成的聚合硅钼酸铵)。这些低聚物是可溶的。如果可溶性二氧化硅的浓度大于2g∕L,它们中的一部分将迅速转化为胶体二氧化硅,这意味着在吸附过程中,树脂上的硅含量与浸出液中二氧化硅低聚物的含量成正比,而不是与浸出液中的总硅含量成正比(见图1),因为树脂上的硅以二氧化硅单体、二聚体即低聚物的形式存在。
图1离子交换树脂对浸出液中硅的吸附
1-溶液中总硅含量为3.0g∕L,低聚物硅含量为1.8克∕升;
2-溶液中硅的总量为2.4g∕L,低聚物硅为0.8g∕l;
3-溶液中总硅为1.3g∕L,低聚物硅为0.7克∕升
强碱性阴离子交换树脂不吸附离子态浸出液中的硅。根据现有的知识,硅在阴离子交换树脂上的吸附类似于水分子在树脂中的扩散,因为在实际的吸附条件下(高盐浓度,pH = 1.5 ~ 1.8),硅酸是不会离解的。硅通过扩散进入树脂。水洗树脂时,树脂周围介质的pH值升高,促进二氧化硅在树脂上快速聚合。未聚合的二氧化硅可以通过通常的洗脱方法从强碱性树脂中洗脱,但聚合的二氧化硅很难洗脱,这会堵塞树脂的孔隙,减缓树脂的吸附和洗脱动力学,并由于堵塞树脂的孔隙而降低树脂的容量。树脂的二氧化硅中毒可用碱液处理,以解毒和恢复树脂的吸附能力。