磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿

各种含铁矿物按其矿物组成，主要可分为4大类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同，因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。磁铁矿主要含铁矿物为磁铁矿，其化学式为Fe3O4，其中FeO=31%，Fe2O3=69%，理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石，分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿（Fe3O4）氧化成赤铁矿（Fe2O3），但它仍保留原来磁铁矿的外形，所以叫做假象赤铁矿。磁铁矿具有强磁性，晶体常成八面体，少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状，颜色条痕为铁黑色，半金属光泽，相对密度4.9～5.2，硬度5.5～6，无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。赤铁矿赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，还原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也有野生的，再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些残余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物，如褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）。赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度为5.5～6，土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。褐铁矿褐铁矿是含水氧化铁矿石，是由其他矿石风化后生成的，在自然界中分布得最广泛，但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3·mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐铁矿实际上是由针铁矿（Fe2O3·H2O）、水针铁矿（2Fe2O3·H2O）和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe2O3·H2O形式存在的。一般褐铁矿石含铁量为37%～55%，有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强，一般都吸附着大量的水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水，矿石气孔率因而增加，大大改善了矿石的还原性。所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的还原性都要好。同时，由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。“褐铁矿”一词并不是矿物的种名，通常是针铁矿、水针铁矿的统称。因为这些矿物颗粒细小，难于区分，故统称为“褐铁矿”。由于它属于含铁矿物的风化产物（Fe2O3·nH2O），成分不纯，水的含量变化也很大。通常呈黄褐至褐黑色，条痕为黄褐色，半金属光泽，块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状，也常呈结核状或黄铁矿晶形的假象出现。硬度随矿物形态而异，无磁性。褐铁矿是氧化条件下极为普遍的次生物质，在硫化矿床氧化带中常构成红色的“铁帽”，可作为找矿的标志。所以可以用来吸水，因为疏松多孔的结构，但效果不好。有氧要快一些。当前国内外铁矿石资源的一个重要特点是，褐铁矿及含结晶水赤铁矿所占比例越来越高，如何提高这种矿石在烧结混合料中的配比已经成为世界钢铁业的重大课题。本项目在烧结理论的指导下，能够针对不同的烧结原料条件，提出一整套优化的烧结工艺制度，使烧结混合料中褐铁矿及含结晶水赤铁矿的配比达到最高。技术水平：通过理论分析和实验研究，在保证一定转鼓强度的前提下，成功地提出了使越南褐铁矿配比达到70%以上的烧结工艺制度，达到了国际领先水平。应用范围：钢铁企业优化烧结原料结构。市场分析：全国各大中小型钢铁企业对降低炼铁成本、扩大烧结原料来源有迫切需求。菱铁矿菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量48.2%。在自然界中，有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高，但受热分解出CO2以后，不仅含铁量显著提高而且也变得多孔，还原性很好。