鐵礦

**鐵礦**(英文 Iron ore) 為鐵的原料，鐵礦係指含鐵礦物，可用於提煉單質生鐵、煉鋼（占 98%）等諸多用途。常見鐵礦都為鐵氧化物，大多呈暗灰色、亮黃色、深紫色或鐵鏽色。

鐵是世界上發現最早、利用最廣、用量最多的一種金屬，其消耗量約占金屬總消耗量的 95%。鐵礦石主要用於鋼鐵工業，冶煉含碳量不同的生鐵（含碳量一般在 2% 以上）和鋼（含碳量一般在 2% 以下）。

## 鐵礦分類

### 磁鐵礦

主要成分為 Fe3O4，即四氧化三鐵，每個 Fe3O4 分子中有兩個 + 3 價的鐵原子和一個 + 2 價的鐵原子，即 Fe2O3・FeO，氧原子為 - 2 價，其中 Fe 的質量分數約為 72.36%。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，長對角線方向常現條紋。集合體多呈緻密塊狀和粒狀。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。具強磁性。

磁鐵礦中常有相當數量的 Ti4+ 以類質同象代替 Fe3+，還伴隨有 Mg2+ 和 V3+ 等相應地代替 Fe2+ 和 Fe3+，因而形成一些礦物亞種，即：

* 鈦磁鐵礦 Fe2+1+xFe3+2-2xTixO4(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。
* 釩磁鐵礦 FeV2O4 或 Fe2+(Fe3+V)O4，含 V2O5 有時高達 68.41%～72.04%。
* 釩鈦磁鐵礦為成分更為複雜的上述兩種礦物的固溶體產物。
* 鉻磁鐵礦含 Cr2O3 可達百分之幾。
* 鎂磁鐵礦含 MgO 可達 6.01%。 磁鐵礦是岩漿成因鐵礦床、接觸交代 - 熱液鐵礦床、沉積變質鐵礦床，以及一系列與火山作用有關的鐵礦床中鐵礦石的主要礦物。此外，也常見於砂礦床中。 磁鐵礦氧化後可變成赤鐵礦（假象赤鐵礦及褐鐵礦），但仍能保持其原來的晶形。

### 赤鐵礦

赤鐵礦中主要成分為 Fe2O3，即氧化鐵。自然界中 Fe2O3 的同質多象變種已知有兩種，即 α-Fe2O3 和 γ-Fe2O3，其中 Fe 的質量分數約為 69.94%。前者在自然條件下穩定，稱為赤鐵礦；後者在自然條件下不如 α-Fe2O3 穩定，處於亞穩定狀態，稱之為磁赤鐵礦。 常含類質同象混入物 Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg 及少量 Ga 和 Co。三方晶系，完好晶體少見。結晶赤鐵礦為鋼灰色，隱晶質；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，形成一些礦物亞種，即：

* 鏡鐵礦為具金屬光澤的玫瑰花狀或片狀赤鐵礦的集合體，鐵黑至鋼灰色。晶面光澤強，閃爍如鏡，因而得名。
* 雲母赤鐵礦具金屬光澤的晶質細鱗狀赤鐵礦。中國古稱「雲子鐵」；呈紅褐色土狀而光澤暗淡的稱為赭石。
* 鮞狀或腎狀赤鐵礦形態呈鮞狀或腎狀的赤鐵礦，而鮞狀集合體是某種物質的膠體以其他物質顆粒為核心逐層凝結，具有同心層狀構造，即赤鐵礦逐層凝聚而形成呈魚子狀樣的一系列球體（稱鮞狀體）所組成的赤鐵礦物集合體。鮞狀體一般較小。鮞狀體通常彼此間都膠結在一起。

赤鐵礦是自然界中分布很廣的鐵礦物之一，可形成於各種地質作用，但以熱液作用、沉積作用和區域變質作用為主。在氧化帶里，赤鐵礦可由褐鐵礦或纖鐵礦、針鐵礦經脫水作用形成。也可以變成針鐵礦和水赤鐵礦等。在還原條件下，赤鐵礦可轉變為磁鐵礦，稱假象磁鐵礦。

### 褐鐵礦

褐鐵礦並不是一個礦物種，而是針鐵礦、纖鐵礦、水針鐵礦、水纖鐵礦以及含水氧化矽、泥質等的混合物。化學成分變化大，含水量變化也大。

* 針鐵礦 α-FeO (OH)，含 Fe 62.9%。含不定量的吸附水者，稱水針鐵礦 HFeO2·nH2O。斜方晶系，形態有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆狀、腎狀或鍾乳狀。切面具平行或放射纖維狀構造。有時成緻密塊狀、土狀，也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經風化而成的粉末狀、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。
* 纖鐵礦 γ-FeO (OH)，含 Fe 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。

### 鈦鐵礦

鈦鐵礦主要成分為 FeTiO3，即鈦酸亞鐵，其中 Fe 的質量分數約為 36.80%。三方晶系。菱面體晶類。常呈不規則粒狀、鱗片狀或厚板狀。在 950℃以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全類質同象。當溫度降低時，即發生熔離，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。鈦鐵礦主要出現在超基性岩、基性岩、鹼性岩、酸性岩及變質岩中。中國攀枝花釩鈦磁鐵礦床中，鈦鐵礦呈粒狀或片狀分布於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。

### 菱鐵礦

菱鐵礦主要成分為 FeCO3，即碳酸亞鐵，其中 Fe 的質量分數約為 49.05%，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。亦有呈結核狀、葡萄狀、土狀的。黃色、淺褐黃色（風化後為深褐色），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。

### 黃鐵礦

黃鐵礦主要成分為 FeS2，即過硫化亞鐵，其中 Fe 的質量分數約為 46.55%，黃鐵礦因其淺黃銅的顏色和明亮的金屬光澤，常被誤認為是黃金。晶體屬等軸晶系的硫化物礦物。成分中通常含鈷、鎳和硒，具有 NaCl 型晶體結構。常有完好的晶形，呈立方體、八面體、五角十二面體及其聚形。立方體晶面上有與晶棱平行的條紋，各晶面上的條紋相互垂直。集合體呈緻密塊狀、粒狀或結核狀。淺黃（銅黃）色，條痕綠黑色，強金屬光澤，不透明，無解理，參差狀斷口。摩氏硬度較大，達 6~6.5，比重 4.9~5.2。在地表條件下易風化為褐鐵礦。

黃鐵礦是鐵的二硫化物。一般將黃鐵礦作為生產硫磺和硫酸的原料，而不是用作提煉鐵的原料，因為提煉鐵有更好的鐵礦石，且煉製過程當中會產生大量 SO2，造成空氣污染。黃鐵礦分布廣泛，在很多礦石和岩石中包括煤中都可以見到它們的影子。一般為黃銅色立方體樣子。黃鐵礦風化後會變成褐鐵礦或黃鉀鐵礬。

## 主要生產國

## 鋼鐵

於製造鋼鐵時，先將鐵礦石放入高爐或電爐中，萃取出鐵的成份後，再製成生鐵。在生鐵中加進石灰石會產生化學反應，因而產生高熱，所產生的氧化物以及硫等雜質會與石灰石結合，將這些結合在一起的成分自生鐵中去除，再加入鋁、錳等添加物，即可製成鋼鐵。將鋼鐵冷卻，再鍛造後，即可製成商品。

## 粗鋼（crude steel）

指以各種煉鋼方式 (電爐、轉爐、鑄鋼) 生產的鋼水，經過鑄錠或連續鑄造方式所得的鋼胚錠，亦即製成後，但未經加工的鋼。

## 不鏽鋼（Stainless Steel）

因鐵容易氧化，因此加入鋅、錫、鉻及鎳等元素，使鋼品具有防鏽、防蝕等功能，表面具白色光澤。依加入成分的不同，一般可區分為 300 系與 400 系兩大類。300 系乃添加鉻、鎳兩種金屬，富展延性，易於焊接與加工，主要用於建築裝潢、車輛零件與醫療器材。400 系僅加入鉻金屬、具高度韌性及優越的耐蝕性，適用於高彎高壓用結構材料之製造。

## 注釋與參考資料

## 參見

* 分類：含鐵礦物