[转载]各类铁矿石的基本特征

2023年12月7日发(作者：摆脱冷气)

-

[转载]各类铁矿石的基本特征

原文地址：各类铁矿石的基本特征作者：刘先生的地质

各类铁矿石的基本特征

（资料整理）

一、铁矿物

铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物约300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工

业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。(表1)

矿物名称

磁铁矿

（Magnetite）

钛磁铁矿

（Titanmagnetite）

钒磁铁矿

（Coulsonite）

钛铁晶石

（Uivospinel）

钛铁矿

（Ilmenite）

赤铁矿

（Hematite）

磁赤铁矿

（Maghemite）

针铁矿

（Goethite）

纤铁矿

（Lepidocrocite）

菱铁矿

（Siderite）

化学分子式

Fe

3

O

4

Fe

2+

(2+X)

Fe

3+

(2-X)

Ti

2

O

4

（0＜x＜1）

FeV

2

O

4

Fe

2

TiO

4

FeTiO

3

α—Fe

2

O

3

R—Fe

2

O

3

α—FeO（OH）

γ—FeO（OH）

FeCO

3

主要成分（质量分

数）%

Fe 72.4

FeO 31.03

68.96

Fe 57.4

TiO

2

12～16

FeO 27.92～30.75

V

2

O

5

68.41～72.04

FeO 81.59

TiO

2

18.41

Fe 36.8

Ti 31.6

Fe 69.94

Fe 69.94

Fe 62.9

Fe

2

O

3

89.9

Fe 62.9

FeO 62.01

CO

2

37.99

附 注

600℃以上铁钛固溶体结构均

一，600℃以下分解成磁铁

矿，钛铁矿及钛铁晶石

含钒磁铁矿固溶体分解产物

钛磁铁矿固溶体分离产物

玫瑰花状或片状集合体称镜铁

矿

由磁铁矿氧化而成，具磁性

褐铁矿主要组成部分，其中含

不定量吸附水者称水针铁矿

褐铁矿主要组成部分，其中含

不定量吸附水者称水纤铁矿；

其分布不及针铁矿普遍

1、磁铁矿

（1）基本特征

磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe

3

O

4

，是Fe

2

O

3

和FeO的复合物。FeO 31.03%，Fe

2

O

3

68.97%或含Fe 72.2%，O 27.6%，等轴晶系。单晶体常呈八面体，较少呈菱形十二面体。在菱形十二面体面上，长对角

线方向常现条纹。集合体多呈致密块状和粒状。颜色为铁黑色、条痕为黑色，半金属光泽，不透明。硬度5.5～6.5,比

重4.9～5.2, 无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。具有强磁性。还原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。

铁矿石中的全铁（TFe）与氧化亚铁（FeO）的比值来划分，对纯磁铁矿其理论值为2.34，比值越大说明铁矿石氧化程度

越高。

当TFe/FeO< 3.5为磁铁矿

TFe/FeO=3.5～7为半假象赤铁矿

TFe/FeO> 7为假象赤铁矿

在选矿（Beneficiation）时可利用磁选法，处理非常方便；但是由于其结构细密，故被还原性较差。经过长期风化作

用后即变成赤铁矿。 磁铁矿中常有相当数量的Ti

4+

以类质同象代替Fe

3+

，还伴随有Mg

2+

和V

3+

等相应地代替Fe

2+

和Fe

3+

，

因而形成一些矿物亚种，即：

①钛磁铁矿：Fe

2+

(2+x)

Fe

3+

(

2-2x)

Ti

x

O

4

(0＜x＜1，含TiO

2

12%～16%。常温下，钛从其中分离成板状和柱状的钛铁

矿及布纹状的钛铁晶石。

②钒磁铁矿：FeV

2

O

4

或Fe

2+

(Fe

3+

V)O

4

，含V

2

O

5

有时高达68.41%～72.04%。

③钒钛磁铁矿：为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物。

④铬磁铁矿：含Cr

2

O

3

可达百分之几。

⑤镁磁铁矿：含MgO可达6.01%。

1

（2）成因产状

磁铁矿是岩浆成因铁矿床、接触交代-热液铁矿床、沉积变质铁矿床，以及一系列与火山作用有关的铁矿床中铁矿石的主

要矿物。此外，也常见于砂矿床中。 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（Fe

3

O

4

）氧化成赤铁矿（Fe

2

O

3

），但仍能保持其原来的晶形，所以叫

做假象赤铁矿。

（3）鉴定特征

八面体晶形，黑色，条痕黑色，无解理，强磁性。以此可与相似矿物铬铁矿、黑钨矿、黑锰矿等区别。

（4）分布

磁铁矿分布广，有多种成因。瑞典基鲁纳是典型的岩浆矿床。智利的拉科铁矿是由与火山作用有关的矿浆直接形成的。

接触变质形成的铁矿可以中国大冶铁矿为例。由沉积的含铁岩层经区域变质作用形成的铁矿（如中国鞍山一带的铁矿），以磁

铁矿和赤铁矿为主，规模很大，但品位较低，是世界上最重要的铁矿来源。前苏联、北美、巴西、澳大利亚都有特大型的此种

铁矿。磁铁矿因比重大，并有抵抗风化的能力，所以在河床或滨海砂中也能富集。遭受氧化后能转变为赤铁矿；若保留原有的

外形,即称为假象赤铁矿。

2、赤铁矿（、赤铁矿Hematite）

（1）基本特征

赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe

2

O

3

，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。由其本身结构状况的不同又可分成很多类别，如赤色赤铁矿（Red

hematite）、镜铁矿（Specularhematite）、云母铁矿（Micaceous hematite）、粘土质赤铁（Red Ocher）等。 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（2Fe

2

O

3

·3H

2

O）。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。 自然界中Fe

2

O

3

的同质多象变种已知有两种，即α-Fe

2

O

3

和γ-Fe

2

O

3

。前者在自然条件下稳定，称为赤铁矿；后者在自

然条件下不如α-Fe

2

O

3

稳定，处于亚稳定状态，称之为磁赤铁矿。 赤铁矿：Fe 69.94%，O 30.06%，常含类质同象混入

物Ti、Al、Mn、Fe

2+

、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系，完好晶体少见。结晶赤铁矿为钢灰色，隐晶质；土状赤铁矿呈

红色。条痕为樱桃红色或鲜猪肝色。金属至半金属光泽。有时光泽暗淡。硬度5～6。比重5～5.3。 赤铁矿的集合体有各种形

态，形成一些矿物亚种，即：

①镜铁矿：为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体。

②云母赤铁矿：具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿。

③鲕状或肾状赤铁矿：形态呈鲕状或肾状的赤铁矿。

2

（2）成因产状

赤铁矿是自然界中分布很广的铁矿物之一，可形成于各种地质作用，但以热液作用、沉积作用和区域变质作用为主。

在氧化带里，赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿(Goethite)经脱水作用形成。但也可以变成针铁矿和水赤铁矿等。在

还原条件下，赤铁矿可转变为磁铁矿，称假象磁铁矿。

形成于氧化条件下，规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿，主要由磁铁

矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成。与石英、绿泥石等共生。接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等

硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共生。

在自然界，磁铁矿和赤铁矿可相互转化。当氧逸度增大时，磁铁矿可氧化成赤铁矿。若仍保留有原磁铁矿的晶形，称之

为假象赤铁矿。若磁铁矿仅部分转变为赤铁矿，则称为假赤铁矿。而当氧逸度减小时，赤铁矿又可还原成磁铁矿。若仍保留有

赤铁矿的晶形，则称之为穆赤铁矿。

磁赤铁矿主要是磁铁矿在氧化条件下经次生变化作用形成。磁铁矿中的Fe

2+

完全为Fe

3+

所代替(3Fe

2+

→2Fe

3+

)，所以

有1/3Fe

2+

所占据的八面体位置产生了空位。另外，磁赤铁矿可由纤铁矿失水而形成，亦有由铁的氧化物经有机作用而形成

的。

（3）鉴定特征

樱桃红色或红棕色条痕为其特征。具各种形态和无磁性，可与相似的磁铁矿、钛铁矿相区别。赤铁矿分布极广。各种内

生、外生或变质作用均可生成赤铁矿。中国河北宣化的龙烟铁矿和湖南的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经

常与磁铁矿一起，在沉积变质、接触变质铁矿中产出。

（4）分布

在每个大洲都找到和开采大型的赤铁矿床。在1961年苏联取代了美国成为最大的生产国。排在美国之后的是法国、加拿

大、中国、瑞典和澳大利亚。在美国，自从19 世纪末以来，矿物的最大产地是大湖区的前寒武系岩石中。多数重要的赤铁矿

矿床是变质成因的，也有一些是热液形成的，或大型水盆地中风化和胶体沉淀形成的。

世界著名矿床有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄国的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。中国著名产地有辽宁鞍山、

甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化。

3、褐铁矿

（1）基本特征

褐铁矿（Limonite）这是含有氢氧化铁的矿石,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。它是针铁矿（Goethite）HFeO

2

和鳞铁矿（Lepidocrocite）FeO（OH）两种不同结构矿石的统称，也有

人把它主要成份的化学式写成mFe

2

O

3

．nH

2

O，呈现土黄或棕色，含有Fe约62％，O 27％，H2O 11％，比重约

为3.6～4.0，多半是附存在其它铁矿石之中。 实际上并不是一个矿物种，而是针铁矿、纤铁矿、水针铁矿、水纤铁矿以及含

水氧化硅、泥质等的混合物。褐铁矿中绝大部分含铁矿物是以2Fe

2

O

3

·H

2

O形式存在的。化学成分变化大，含水量变化也

大。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。

①针铁矿：α-FeO(OH)，含Fe62.9%。含不定量的吸附水者，称水针铁矿HFeO

2

·nH

2

O。斜方晶系，形态有针状、柱

状、薄板状或鳞片状。通常呈豆状、肾状或钟乳状。切面具平行或放射纤维状构造。有时成致密块状、土状，也有呈鲕状。颜

色红褐、暗褐至黑褐。经风化而成的粉末状、赭石状褐铁矿则呈黄褐色。针铁矿条痕为红褐色，硬度5～5.5，比重4～4.3。

而褐铁矿条痕则一般为淡褐或黄褐色，硬度1～4，比重3.3～4。

②纤铁矿：γ-FeO(OH)，含Fe 62.9%。含不定量的吸附水者，称水纤铁矿FeO(OH)·NH

2

O。斜方晶系。常见鳞片状

或纤维状集合体。颜色暗红至黑红色。条痕为桔红色或砖红色。硬度4～5，比重4.01～4.1。

3

（2）成因产状

褐铁矿床为酸性残余火成岩与石灰岩接触发生交代硫化作用，并经后期长期氧化作用成黄铁矿矽卡岩型铁帽状褐铁矿

床，整个矿床平均含铁地质品位为37%以上，褐铁矿石、石英占总量的90%以上，其中石英占10%~40%，与褐铁矿成消长

关系。矿石的工业类型有矽卡岩

（3）鉴定特征

根据矿物条痕、颜色、硬度等特征。氧化成褐铁矿的过程中,会因体积膨胀在发丝两侧形成羽毛状的膨胀裂隙。

（4）分布

褐铁矿的含铁量虽低于磁铁矿和赤铁矿，但因它较疏松，易于冶炼，所以也是重要的铁矿石。世界著名矿产地是法国的

洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等地。

4、菱铁矿（、菱铁矿Siderite）

（1）基本特征

菱铁矿是含有碳酸铁的矿石，主要成份为FeCO

3

，呈现青灰色，理论含铁量48.2%，比重在3.8左右。FeCO

3

，FeO

62.01%，CO

2

37.99%，经常有锰、镁等替代铁，形成锰菱铁矿、镁菱铁矿等变种。三方晶系。常见菱面体，晶面常弯曲。

其集合体成粗粒状至细粒状。亦有呈结核状、葡萄状、土状者。黄色、浅褐黄色(风化后为深褐色)，玻璃光泽。硬

度3.5～4.5，比重3.96左右，因Mg和Mn的含量不同而有所变化。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CO

2

以后，不仅含铁量显著提高而且也变得多孔，还

原性很好。这种矿石多半含有相当多数量的钙盐和镁盐。由于碳酸根在高温约800～900℃时会吸收大量的热而放出二氧化

碳，所以我们多半先把这一类矿石加以焙烧之后再加入鼓风炉。

4

（2）成因产状

菱铁矿的成因主要有二。其一，外生成因，产自沉积岩中：这些层状的碎屑沉积岩大多带有来自生物的有机组份。例如（黑色）页岩、煤

层等。换言之，菱铁矿是在低氧的情况下藉生物作用形成。

其二，形成于中温至低温的热液矿脉内：菱铁矿常见于变质沉积岩中，是热液堆积后形成的脉石矿物。此外，伟晶岩中亦可能出现菱铁

矿。

（3）鉴定特征

菱铁矿与方解石相似，区别在于粉末加冷HCl不起泡或作用极慢，加热HCl则剧烈起泡。

（4）分布

菱铁矿分布于中国贵州、陕西等省，可构成一定规模的矿床。菱铁矿是典型的成岩矿物，因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床。

湖沼相铁质岩矿石成分以针铁矿常见，其次是菱铁矿、蓝铁矿。古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生，矿石成分以菱铁矿为主。

5、钛铁矿(Ilmenite)：

（1）基本特征

钛铁矿又称钛磁铁矿，是提炼钛的主要矿石。化学分子式是FeTiO

3

，Fe 36.8%、Ti 36.6%、O 31.6%，三方晶——

菱面体晶类，常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。

在950℃以上钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同象。钛铁矿中的Fe、Ti呈无序分布而具赤铁矿结构（即刚玉型结构），故

形成FeTiO

3

-Fe

2

O

3

固溶体，其组成可表示为Fe

3

2-x

Fex2Tix4O

3

(x代表钛铁矿的摩尔分数)。空间群从R3c转变为R3的温度

为1100℃（x=0.65）至600℃（x=0.45）。当0.6>x≥0.5时，不能获得完全有序的空间群为R3的结构；

在x=0.5时，R3c?R3的转变成亚稳定态，固溶体开始部分出溶。菱面体晶类。常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。当温度降

低时，即发生熔离，故钛铁矿中常含有细小鳞片状赤铁矿包体。

钛铁矿颜色为铁黑色或钢灰色。条痕为钢灰色或黑色。含赤铁矿包体时呈褐色或带褐的红色条痕。金属-半金属光泽。不

透明，无解理。硬度5～6.5，比重4～5。弱磁性。

5

（2）成因产状

钛铁矿，常作为副矿物，或在基性、超基性岩中分散于磁铁矿中成条片状，与顽辉石、斜长石等共生。伟晶型钛铁矿，

产于花岗伟晶岩中，与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿等共生。钛铁矿往往在碱性岩中富集。由于其化学性质稳定，故可形

成冲积砂矿，与磁铁矿、金红石、锆石、独居石等共生。据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。钛铁矿是最重要的

钛矿石矿物。

钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta；碱性岩中

的钛铁矿，MnO含量较高，并含Nb、Ta；产于酸性岩中的钛铁矿，FeO、MnO含量均高，Nb、Ta含量亦相对较高。

（3）鉴定特征

据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。

（4）分布

我国攀枝花钒钛磁铁矿床中，钛铁矿呈粒状或片状分布于钛磁铁矿等矿物颗粒之间，或沿钛磁铁矿裂开面成定向片晶。

6、其他

1、铁的硅酸盐矿（Silicate Iron）：此类矿石是一种复合盐，没有一定的化学式，成份的变化很大，一般呈现深绿

色，比重为3.8左右，含铁成份很低，是一种较差的铁矿石，也就是超贫磁铁矿。

2、硫化铁矿（Sulphide iron）：这种矿石含有FeS

2

，含Fe只有46.6％而S的含量达到53.4％。呈现灰黄色，比重大

约为4.95～5.10。由于这种矿石常常含有许多其它较贵重的金属如铜（Copper）、镍（Nickel）、锌（Zinc）、金

（Gold）、银（Silver）等，所以常被用做他种金属冶炼工业的原料；又由于它含有大量的硫，所以常被用来提制硫磺，铁

多数不能利用，所以事实上已不能称为铁矿石。

二、铁矿石工业类型

1、炼钢用铁矿石；含铁量ω(TFe)≥ 56 %、有害杂质含量及块度均符合直接入炉炼钢质量标准的铁矿石，主要用于平炉、

电炉（炼钢做氧化剂）、转炉（炼钢做冷却剂）。

2、炼铁用铁矿石；含铁量ω(TFe)≥ 50 %、［ 褐铁矿矿石 、菱铁矿矿石扣除烧损后含铁量ω(TFe)≥50 %］、有害杂质含量及

块度均符合直接入炉炼铁质量标准的铁矿石。炼铁用铁矿石及铁精矿粉按主要造渣组分的比值，又可划分为碱性矿石、自熔性

矿石、半自熔性矿石和酸性矿石。其标准见表2。

表2 炼铁用铁矿石质量标准表

矿 石 类 型

ω(CaO+MgO)/ω(SiO

2

+Al

2

O

3

)

碱 性 矿 石＞1.2

自 熔 性 矿 石1.2～0.8

半 自 熔 性＜0.8～0.5

酸 性 矿 石＜0.5

注：当MgO和AI

2

O

3

含量都很低，亦可采用ω(CaO)ω(SiO

2

)值确定酸碱

度。

3、需选铁矿石：含量较低的铁矿石（贫矿），或含铁量高但有害杂质含量超过规定、含伴生有用组分不符合入炉冶炼要

求的一般富矿[ω(TFe)≥50 %]统称需选铁矿石。这些矿石需要选矿、烧结或球团处理后，才能入炉冶炼。

需选铁矿石工业类型，从选矿工艺要求出发，根据磁性铁（mFe）对全铁（TFe）的占有率，将其划分为磁性铁矿石和弱

磁性铁矿石。ω(TFe)/ω(TFe)≥85%为磁性铁石，ω(TFe)/ω(TFe)≤85 %为弱磁性铁矿石。当矿石物成分复杂，矿石中硅酸铁

（siFe）、硫化铁（sfFe）和碳酸铁（cFe）的质量分数大于3%，或三者之和大于3%时，ω(TFe)/( TFe-siFe-sfFe-cFe)≥85

%为磁性铁石，ω(TFe)/( TFe-siFe-sfFe-cFe)≤85 %为弱磁性铁矿石。

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