一、基本概念
礦石是礦物集合體。在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟條件下，能以工業(yè)規(guī)模從礦物中加工提取金屬或其他產(chǎn)品。原先是指從金屬礦床中開采出來的固體物質(zhì)，現(xiàn)已擴大到形成后堆積在母巖中的硫黃、螢石和重晶石之類非金屬礦物。
礦石中有用成分（元素或礦物）重量和礦石重量之比稱為礦石品位，金、鉑等貴金屬礦石用克／噸表示，其他礦石常用百分?jǐn)?shù)表示。常用礦石品位來衡量礦石的價值，但同樣有效成分礦石中脈石（礦石中的無用礦物或有用成分含量甚微而不能利用的礦物）的成分和有害雜質(zhì)的多少也影響礦石價值。
二、分類
一般分為貧礦石、普通礦石和富礦石。有時僅分為貧礦石和富礦石，這種劃分沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般每個工業(yè)部門和礦區(qū)都有各自的計算范圍。按所含有用礦物性質(zhì)和利用的特征分為金屬礦石和非金屬礦石兩大類。
三、礦石的主要品種
物鐵礦物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物約300余種，其中常見的有170余種。但在當(dāng)前技術(shù)條件下，具有工業(yè)利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。
1.磁鐵礦 磁鐵礦（Magnetite）是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2O3和FeO 的復(fù)合物。FeO 31.03%，F(xiàn)e2O3 68.97%或含F(xiàn)e 72.2%，O 27.6%，等軸晶系。單晶體常呈八面體，較少呈菱形十二面體。在菱形十二面體面上，長對角線方向常現(xiàn)條紋。集合體多呈致密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條痕為黑色，半金屬光澤，不透明。硬度5.5～6.5,比重4.9～5.2, 無解理，脈石主要是石英及硅酸鹽。具有強磁性。還原性差，一般含有害雜質(zhì)硫和磷較高。在選礦（Beneficiation）時可利用磁選法，處理非常方便；但是由于其結(jié)構(gòu)細密，故被還原性較差。經(jīng)過長期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。 磁鐵礦中常有相當(dāng)數(shù)量的Ti4+以類質(zhì)同象代替Fe3+，還伴隨有Mg2+和V3+等相應(yīng)地代替Fe2+和Fe3+，因而形成一些礦物亞種，即： (1)鈦磁鐵礦 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0＜x＜1＝，含TiO212%～16%。常溫下，鈦從其中分離成板狀和柱狀的鈦鐵礦及布紋狀的鈦鐵晶石。 (2)釩磁鐵礦 FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4，含V2O5有時高達68.41%～72.04%。 (3)釩鈦磁鐵礦 為成分更為復(fù)雜的上述兩種礦物的固溶體產(chǎn)物。 (4)鉻磁鐵礦 含Cr2O3可達百分之幾。 (5)鎂磁鐵礦 含MgO可達6.01%。 磁鐵礦是巖漿成因鐵礦床、接觸交代-熱液鐵礦床、沉積變質(zhì)鐵礦床，以及一系列與火山作用有關(guān)的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外，也常見于砂礦床中。 在自然純磁鐵礦礦石很少遇到，常常由于地表氧化作用使部分磁鐵礦氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榘爰傧蟪噼F礦和假象赤鐵礦。所謂假象赤鐵礦就是磁鐵礦（Fe3O4）氧化成赤鐵礦（Fe2O3），但仍能保持其原來的晶形，所以叫做假象赤鐵礦。
2.赤鐵礦 赤鐵礦（Hematite）赤鐵礦為無水氧化鐵礦石，其化學(xué)式為Fe2O3，理論含鐵量為70%。這種礦石在自然界中經(jīng)常形成巨大的礦床，從埋藏和開采量來說，它都是工業(yè)生產(chǎn)的主要礦石。由其本身結(jié)構(gòu)狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤鐵礦（Red hematite）、鏡鐵礦（Specularhematite）、云母鐵礦（Micaceous hematite）、粘土質(zhì)赤鐵（Red Ocher）等。 赤鐵礦含鐵量一般為50%～60%，含有害雜質(zhì)硫和磷比較少，還原較磁鐵礦好，因此，赤鐵礦是一種比較優(yōu)良的煉鐵原料。赤鐵礦有原生的，也有野生的，再生的赤鐵礦的磁鐵礦經(jīng)過氧化以后失去磁性，但仍保存著磁鐵礦的結(jié)晶形狀的假象赤鐵礦，在假象赤鐵礦中經(jīng)常含有一些殘余的磁鐵礦。有時赤鐵礦中也含有一些赤鐵礦的風(fēng)化產(chǎn)物，如褐鐵礦（2Fe2O3·3H2O）。赤鐵礦具有半金屬光澤，結(jié)晶者硬度為5.5～6，土狀赤鐵礦硬度很低，無解理，相對密度4.9～5.3，僅有弱磁性，脈石為硅酸鹽。 自然界 中Fe2O3的同質(zhì)多象變種已知有兩種，即α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者在自然條件下穩(wěn)定，稱為赤鐵礦；后者在自然條件下不如α-Fe2O3穩(wěn)定，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，稱之為磁赤鐵礦。 赤鐵礦：Fe 69.94%，O 30.06%，常含類質(zhì)同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系，完好晶體少見。結(jié)晶赤鐵礦為鋼灰色，隱晶質(zhì)；土狀赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時光澤暗淡。硬度5～6。比重5～5.3。 赤鐵礦的集合體有各種形態(tài)，形成一些礦物亞種，即： (1)鏡鐵礦 為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集合體。 (2)云母赤鐵礦 具金屬光澤的晶質(zhì)細鱗狀赤鐵礦。 (3)鮞狀或腎狀赤鐵礦 形態(tài)呈鮞狀或腎狀的赤鐵礦。 赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一，可形成于各種地質(zhì)作用，但以熱液作用、沉積作用和區(qū)域變質(zhì)作用為主。在氧化帶里，赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦(Goethite)經(jīng)脫水作用形成。但也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下，赤鐵礦可轉(zhuǎn)變?yōu)榇盆F礦，稱假象磁鐵礦。 磁赤鐵礦：γ-Fe2O3，其化學(xué)組成中常含有Mg、Ti和Mn等混入物。等軸晶系，五角三四面體晶類，多呈粒狀集合體，致密塊狀，常具磁鐵礦假象。顏色及條痕均為褐色，硬度5，比重4.88，強磁性。 磁赤鐵礦主要是磁鐵礦在氧化條件下經(jīng)次生變化作用形成。磁鐵礦中的Fe2+完全為Fe3+所代替(3Fe2+→2Fe3+)，所以有1/3Fe2+所占據(jù)的八面體位置產(chǎn)生了空位。另外，磁赤鐵礦可由纖鐵礦失水而形成，亦有由鐵的氧化物經(jīng)有機作用而形成的。
3.褐鐵礦 褐鐵礦（Limonite）這是含有氫氧化鐵的礦石,是由其他礦石風(fēng)化后生成的，在自然界中分布得最廣泛，但礦床埋藏量大的并不多見。它是針鐵礦（Goethite）HFeO2和鱗鐵礦（Lepidocrocite）FeO（OH）兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的統(tǒng)稱，也有人把它主要成份的化學(xué)式寫成mFe2O3．nH2O，呈現(xiàn)土黃或棕色，含有Fe約62％，O 27％，H2O 11％，比重約為3.6～4.0，多半是附存在其它鐵礦石之中。 實際上并不是一個礦物種，而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化硅、泥質(zhì)等的混合物。褐鐵礦中絕大部分含鐵礦物是以2Fe2O3·H2O形式存在的�；瘜W(xué)成分變化大，含水量變化也大。一般褐鐵礦石含鐵量為37%～55%，有時含磷較高。褐鐵礦的吸水性很強，一般都吸附著大量的水分，在焙燒或入高爐受熱后去掉游離水和結(jié)晶水，礦石氣孔率因而增加，大大改善了礦石的還原性。所以褐鐵礦比赤鐵礦和磁鐵礦的還原性都要好。同時，由于去掉了水分相應(yīng)地提高了礦石的含鐵量。 (1)針鐵礦 α-FeO(OH)，含F(xiàn)e62.9%。含不定量的吸附水者，稱水針鐵礦HFeO2·NH2O。斜方晶系，形態(tài)有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆?fàn)�、腎狀或鐘乳狀。切面具平行或放射纖維狀構(gòu)造。有時成致密塊狀、土狀，也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經(jīng)風(fēng)化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色，硬度5～5.5，比重4～4.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色，硬度1～4，比重3.3～4。 (2)纖鐵礦 γ-FeO(OH)，含F(xiàn)e 62.9%。含不定量的吸附水者，稱水纖鐵礦FeO(OH)·NH2O。斜方晶系。常見鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度4～5，比重4.01～4.1。
4.菱鐵礦 菱鐵礦（Siderite）是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，呈現(xiàn)青灰色，理論含鐵量48.2%，比重在3.8左右。FeCO3，F(xiàn)eO 62.01%，CO2 37.99%，常含Mg和Mn。三方晶系。常見菱面體，晶面常彎曲。其集合體成粗粒狀至細粒狀。亦有呈結(jié)核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺褐黃色(風(fēng)化后為深褐色)，玻璃光澤。硬度3.5～4.5，比重3.96左右，因Mg和Mn的含量不同而有所變化。在自然界中，有工業(yè)開采價值的菱鐵礦比其他三種礦石都少。菱鐵礦很容易被分解氧化成褐鐵礦。一般含鐵量不高，但受熱分解出CO2以后，不僅含鐵量顯著提高而且也變得多孔，還原性很好。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800～900℃時會吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。
. 其他 鈦鐵礦(Ilmenite)其化學(xué)分子式是FeTiO3，F(xiàn)e 36.8%，Ti 36.6%，O 31.6%。三方晶系。菱面體晶類。常呈不規(guī)則粒狀、鱗片狀或厚板狀。在950℃以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全類質(zhì)同象。當(dāng)溫度降低時，即發(fā)生熔離，故鈦鐵礦中常含有細小鱗片狀赤鐵礦包體。鈦鐵礦顏色為鐵黑色或鋼灰色。條痕為鋼灰色或黑色。含赤鐵礦包體時呈褐色或帶褐的紅色條痕。金屬-半金屬光澤。不透明，無解理。硬度5～6.5，比重4～5。弱磁性。鈦鐵礦主要出現(xiàn)在超基性巖、基性巖、堿性巖、酸性巖及變質(zhì)巖中。我國攀枝花釩鈦磁鐵礦床中，鈦鐵礦呈粒狀或片狀分布于鈦磁鐵礦等礦物顆粒之間，或沿鈦磁鐵礦裂開面成定向片晶。 鐵的硅酸鹽礦（Silicate Iron）此類礦石是一種復(fù)合鹽，沒有一定的化學(xué)式，成份的變化很大，一般呈現(xiàn)深綠色，比重為3.8左右，含鐵成份很低，是一種較差的鐵礦石。 硫化鐵礦（Sulphide iron）這種礦石含有FeS2，含F(xiàn)e只有46.6％而S的含量達到53.4％。呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.95～5.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅（Copper）、鎳（Nickel）、鋅（Zinc）、金（Gold）、銀（Silver）等，所以常被用做他種金屬冶煉工業(yè)的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用來提制硫磺，鐵反而變成了副產(chǎn)品，所以事實上已不能稱為鐵礦石。
四、鐵礦石的常識
鐵都是以化合物的狀態(tài)存在于自然界中，尤其是以氧化鐵的狀態(tài)存在的量特別多�，F(xiàn)在將幾種比較重要的鐵礦石提出來說明：
（1）磁鐵礦（Magnetite）是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe3O4，是Fe2O3和 FeO 的復(fù)合物，呈黑灰色，比重大約5.15左右，含F(xiàn)e72.4％，O 27.6％，具有磁性。在選礦（Beneficiation）時可利用磁選法，處理非常方便；但是由于其結(jié)構(gòu)細密，故被還原性較差。經(jīng)過長期風(fēng)化作用后即變成赤鐵礦。
（2）赤鐵礦（Hematite）也是一種氧化鐵的礦石，主要成份為Fe2O3，呈暗紅色，比重大約為5.26，含F(xiàn)e70％，O 30％，是最主要的鐵礦石。由其本身結(jié)構(gòu)狀況的不同又可分成很多類別，如赤色赤鐵礦（Red hematite）、鏡鐵礦（Specularhematite）、云母鐵礦（Micaceous hematite）、粘土質(zhì)赤鐵（Red Ocher）等。
（3）褐鐵礦（Limonite）這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦（Goethite）HFeO2和鱗鐵礦（Lepidocrocite）FeO（OH）兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的統(tǒng)稱，也有人把它主要成份的化學(xué)式寫成mFe2O3．nH2O，呈現(xiàn)土黃或棕色，含有Fe約62％，O 27％，H2O 11％，比重約為3.6～4.0，多半是附存在其它鐵礦石之中。
（4）菱鐵礦（Siderite）是含有碳酸鐵的礦石，主要成份為FeCO3，呈現(xiàn)青灰色，比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當(dāng)多數(shù)量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800～900℃時會吸收大量的熱而放出二氧化碳，所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風(fēng)爐。
（5）鐵的硅酸鹽礦（Silicate Iron）此類礦石是一種復(fù)合鹽，沒有一定的化學(xué)式，成份的變化很大，一般呈現(xiàn)深綠色，比重為3.8左右，含鐵成份很低，是一種較差的鐵礦石。
（6）硫化鐵礦（Sulphide iron）這種礦石含有FeS2，含F(xiàn)e只有46.6％而S的含量達到53.4％。呈現(xiàn)灰黃色，比重大約為4.95～5.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅（Copper）、鎳（Nickel）、鋅（Zinc）、金（Gold）、銀（Silver）等，所以常被用做他種金屬冶煉工業(yè)的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用來提制硫磺，鐵反而變成了副產(chǎn)品，所以事實上已不能稱為鐵礦石矣。
五、鐵礦石的產(chǎn)區(qū)
鐵在地球表面，分布非常廣泛，而且存量也極為豐富，凡乎所有的巖石和動植物的殘骸之中都含有少許鐵的成份；根據(jù)地質(zhì)學(xué)家的估計，地殼中大約有百分之四到五左右是鐵的元素。
雖然這許多含鐵的物質(zhì)中只有極少部份是具有價值的鐵礦石，但是它的存量已經(jīng)是極為豐富。對于地球上鐵礦石貯存量的估計，目前沒有一個可以確信的數(shù)字。目前已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的主要產(chǎn)鐵礦國有美國、加拿大、巴西、澳洲、南非、印度、法國、英國、瑞典、西班牙、蘇俄、中國、委內(nèi)瑞拉等。
