臭氧协同深共晶溶剂高效选择性回收热浸镀锌渣中锌的闭环工艺研究

针对热浸镀锌渣传统湿法回收中酸耗高、选择性差的问题，研究人员创新性提出臭氧（O3）协同胆碱-乙二醇深共晶溶剂（ChCl-2EG DES）的浸出-沉淀策略。通过O3氧化调控及pH精准控制，实现锌（Zn）99.6%浸出率和91.1%选择性沉淀，同时减少85%废液并实现94%试剂回收，为锌资源绿色回收提供新范式。

　　

热浸镀锌渣作为钢铁防腐工艺的副产品，含锌量超过93 wt%，既是宝贵资源又因传统回收工艺的高酸耗、低选择性面临环境挑战。现有真空蒸馏、电解等方法存在能耗高或铁杂质干扰等问题，而化学法虽普遍却伴随大量废液产生。如何实现锌的高效绿色回收，成为推动镀锌行业循环经济的关键科学问题。

针对这一难题，中国某研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，开发出臭氧辅助深共晶溶剂（DES）的闭环回收新工艺。该工作通过臭氧（O₃）与胆碱-乙二醇（ChCl-2EG）溶剂的协同作用，结合分子结构调控和pH精准控制，实现了锌的高效选择性回收，同时显著降低环境负荷。

关键技术包括：（1）臭氧氧化强化DES体系溶解能力；（2）紫外-可见光谱（UV-Vis）和傅里叶红外光谱（FT-IR）解析锌络合物转化机制；（3）草酸调控pH实现锌选择性沉淀；（4）蒸馏技术实现溶剂循环利用。研究采用X射线荧光（XRF）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）表征原料成分，证实锌主要以金属态存在。

【材料与方法】
研究选用ChCl-2EG DES体系，在90°C、36小时条件下，臭氧将溶剂中羟基（-OH）氧化为羧基（-COOH），促进H⁺释放增强溶解能力。通过控制酸化程度，实现锌、铁、铝近完全浸出（效率均>99%）。

【结果与讨论】
水诱导的络合物结构转化是关键突破：通过添加水使[ZnCl₄]^2-转化为[ZnCl₄(H₂O)₂]^2-，实现相分离。在pH=2.8时，草酸选择性沉淀锌的效率达91.1%，而铁、铝保留在溶液中。蒸馏回收的DES体系经5次循环仍保持稳定性能。

【结论】
该研究建立了首个臭氧-DES协同回收热浸镀锌渣的闭环系统，其创新性体现在：（1）臭氧氧化克服了ChCl-2EG氧化能力不足的缺陷；（2）通过分子结构调控实现锌的选择性分离；（3）溶剂循环使试剂回收率达94%，废液减少85%。这项工作为锌资源回收提供了环境友好型解决方案，对推动镀锌行业可持续发展具有重要意义。研究团队Mengwei Guo、Qibo Zhang等通过多学科技术融合，展示了绿色化学在冶金废弃物处理中的巨大潜力。