高铁铝土矿（HIBX）是一种常见的铁铝共存资源，其Fe2O3含量通常超过15%，Al2O3含量超过40% [1]，[2]，[3]。然而，由于其复杂的化学成分和矿物结构，从HIBX中顺序高效地回收铁和铝是一个紧迫的挑战 [4]，[5]。HIBX中的铝针铁矿由于其稳定的晶体结构，在消化过程中难以分解，阻碍了铁和铝的有效分离，导致大量氧化铝损失和红泥（RM）的产生 [6]，[7]。通过传统的磁选或浮选方法从红泥中获得的铁精矿（IC）氧化铝含量高但铁含量低，限制了其工业应用 [8]，[9]，[10]。
已有研究表明，焙烧还原 [11]，[12] 和水热还原 [13]，[14] 可以从HIBX中提取铁和铝资源。焙烧还原工艺可以分离出赤铁矿，但能耗高且存在环境问题 [15]，[16]。相比之下，水热还原是一种更节能且简单的替代方法。有一种成功的方案是利用铁粉作为还原剂将赤铁矿转化为磁铁矿，从而促进铁与脱硅产物的分离。然而，这种方法会产生大量氢气，对设备的要求较高 [17]。Pasechnik等人提出了一种利用FeSO4和石灰从红泥中回收氧化铝并同时将赤铁矿转化为磁铁矿的方法。在该过程中，FeSO4溶解释放出的Fe2+与赤铁矿中的Fe3+反应，促进磁铁矿的形成并提高其磁选性能。然而，添加石灰会促进水镁石的形成，增加固体残渣的排放并降低磁选效果。
生物质作为一种有前景的替代还原剂受到了研究，因为它具有可再生性和低成本。生物质炭或衍生合成气在高温碳热处理（通常为700~1500 ℃）过程中被用作还原剂，将铁氧化物转化为磁铁矿或金属铁 [18]，[19]，[20]，[21]，[22]。不幸的是，这一过程不可避免地会消耗大量能量。一种经济高效的铁铝协同回收方法是在低温至中温条件下进行碱性水热还原。该方法利用生物质水解原位生成的有机还原物种将赤铁矿和针铁矿还原为磁铁矿。常见的生物质来源包括小麦麸皮 [23]、秸秆 [24] 和锯末 [25]。He等人在碱性热条件下利用小麦麸皮辅助还原，实现了铁和铝的协同回收，赤铁矿还原率为95.52%，氧化铝回收率为89.93% [23]。小麦麸皮中的高蛋白质含量在高温强碱条件下会引发复杂的降解和缩合反应，生成多种含氮杂环化合物和硫化物，消耗大量碱试剂，导致碱度下降。秸秆中含有大量的无定形和结晶二氧化硅，其在碱性水热条件下容易溶解。溶解的硅物种会与烧碱反应生成脱硅产物，导致碱和氧化铝的损失 [26]。在常见的生物质类型中，松木锯末特别适合这一需求，因为它主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，无机硅含量较低，从而避免了因硅溶解导致的碱和氧化铝损失。此外，其明确的木质纤维素组成有利于控制水热条件下还原性有机物种的生成，相比其他异质生物质更具优势。作为木材加工的主要副产品，锯末还具备更好的稳定性、可用性和可扩展性 [27]，[28]。然而，锯末在钠 aluminate 溶液中的水解行为以及有机物对铝针铁矿中铁的还原效果仍需进一步研究。此外，过快的反应速率可能导致铝针铁矿直接转化为稳定的相（如铝赤铁矿或铝磁铁矿），从而影响铝的提取。因此，在铝消化和铁还原之间找到平衡至关重要。
本研究基于对锯末水解行为和还原机制的系统性研究，提出了一种基于锯末的还原消化方法，用于高效回收HIBX中的铁和铝，为HIBX的利用和红泥减排提供了有前景的途径。
