Varios minerales que contienen hierro se pueden dividir principalmente en tres categorías según su composición mineral: magnetita, hematita y limonita. Su composición química, estructura cristalina y condiciones geológicas son diferentes, por lo que varios minerales de hierro tienen diferentes formas externas y propiedades físicas.
(1) magnetita
El principal mineral que contiene hierro es la magnetita, y su fórmula química es Fe3O4, de los cuales FeO=31 por ciento, Fe2O3=69 por ciento, y el contenido teórico de hierro es 72,4 por ciento. Este mineral a veces contiene una combinación de mineral compuesto de TiO2 y V2O5, llamado titanomagnetita o vitriolita, respectivamente. Rara vez se encuentra en minerales naturales de magnetita pura y, a menudo, debido a la oxidación de la superficie, parte de la magnetita se oxida y se transforma en hematita semifantasma y pseudohematita. La llamada hematita falsa es la oxidación de magnetita (Fe3O4) en hematita (Fe2O3), pero aún conserva la forma original de magnetita, por lo que se llama hematita falsa.
La magnetita tiene fuertes propiedades magnéticas, y el cristal es a menudo octaédrico, y algunos son dodecaedros rómbicos. Los agregados a menudo forman bloques densos, las rayas de color son negro hierro, brillo semimetálico, la densidad relativa es 4.9-5.2, la dureza es 5.5-6 y no hay división. La ganga es principalmente cuarzo y silicato. Tiene poca capacidad de reducción y generalmente contiene altos niveles de impurezas dañinas como azufre y fósforo.
(2) Hematites
La hematita es un mineral de óxido de hierro anhidro, su fórmula química es Fe2O3 y el contenido teórico de hierro es del 70 por ciento. Este mineral a menudo forma grandes depósitos en la naturaleza y es el principal mineral para la producción industrial en términos de volumen de extracción y enterramiento.
El contenido de hierro de la hematita es generalmente del 50 al 60 por ciento. Contiene impurezas menos dañinas como azufre y fósforo, y la reducción es mejor que la de la magnetita. Por lo tanto, la hematita es una materia prima relativamente buena para la fabricación de hierro.
La hematita tiene magnetita primaria y salvaje, y la hematita regenerada pierde sus propiedades magnéticas después de la oxidación, pero aún conserva la forma cristalina de la magnetita. La pseudo-hematita a menudo contiene algo de magnetita residual. A veces, la hematita también contiene algunos productos de meteorización de la hematita, como la limonita (2Fe2O3·3H2O).
La hematita tiene un brillo semimetálico, la dureza del cristalizador es 5.5-6, la dureza de la hematita terrosa es muy baja, sin escisión, la densidad relativa es 4.9-5.3, solo débil magnético, y la ganga es de silicato.
(3) limonita
La limonita es un mineral de óxido de hierro hidratado, que se forma por la meteorización de otros minerales. Es el más ampliamente distribuido en la naturaleza, pero es raro encontrar grandes depósitos funerarios. Su fórmula química es nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). La limonita es en realidad una mezcla de goethita (Fe2O3·H2O), hidrogoethita (2Fe2O3·H2O) y óxidos de hierro con diferentes aguas cristalinas y sustancias arcillosas. La mayoría de los minerales que contienen hierro en la limonita existen en forma de 2Fe2O3·H2O.
En general, el contenido de hierro del mineral de limonita es del 37 al 55 por ciento y, a veces, el contenido de fósforo es mayor. La limonita tiene una fuerte absorción de agua y generalmente absorbe una gran cantidad de agua. Después de tostar o calentar en un alto horno, se eliminan el agua libre y el agua cristalina y aumenta la porosidad del mineral, lo que mejora en gran medida la capacidad de reducción del mineral. Por lo tanto, la reducibilidad de la limonita es mejor que la de la hematita y la magnetita. Al mismo tiempo, el contenido de hierro del mineral aumenta correspondientemente debido a la eliminación de la humedad.