鐵礦

鐵礦是一種可以從中提取鐵化合物的巖石或礦床。根據(jù)其礦物成分和化學(xué)成分，可分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。每種鐵礦石的成分、身體特征不一樣。

根據(jù)鐵礦石成因的不同，可分為BIF相關(guān)型、火山成因型、巖漿型、接觸交代-熱液型、沉積型鐵礦床和風(fēng)化淋濾型鐵礦床，其中與BIF有關(guān)的鐵礦床最為重要，約占全球鐵礦資源的60%~70%全球鐵礦石資源豐富，分布廣泛，但分布不均，規(guī)模和質(zhì)量差異較大。超過80%鐵礦石資源集中在澳大利亞、加拿大、俄羅斯、巴西、中國等10個(gè)國家。

鐵礦石是生產(chǎn)鋼鐵的主要原料，鋼鐵用于國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、廣泛應(yīng)用于建筑等領(lǐng)域是應(yīng)用和使用最廣泛的金屬 ，是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。但是鐵礦的開采對土地有很大的影響、空氣和水資源都受到一定程度的破壞。

古埃及人是鐵器時(shí)代早期發(fā)現(xiàn)和使用鐵的最早文明之一。公元前3000年，古埃及人可以從隕石中提取鐵來制作工具。公元前1200年后，亞西里人逐漸掌握了冶鐵技術(shù)，開始大規(guī)模開采鐵礦石，生產(chǎn)鐵制品。在人工煉鐵技術(shù)發(fā)展之前，很多文明都是用隕石煉鐵的。古埃及、美洲、中國商代就有隕石制成的鐵器。

公元前6世紀(jì)，中國已經(jīng)提煉出鑄造用的液態(tài)生鐵，鑄成鐵，應(yīng)用于生產(chǎn)，并發(fā)明了鑄鐵的軟化技術(shù)。人工煉鐵技術(shù)的發(fā)展，加速了鐵取代青銅等生產(chǎn)工具的歷史進(jìn)程。公元前1300年至公元前1100年，冶鐵術(shù)傳入兩河流域和古埃及。隨著技術(shù)的傳播和發(fā)展，歐洲部分地區(qū)也在公元前1000年左右進(jìn)入鐵器時(shí)代，直到公元1400年左右，水力高爐發(fā)明后，歐洲才冶煉出生鐵。水力鼓風(fēng)的出現(xiàn)增加了風(fēng)量風(fēng)壓，使燃燒更加充分，提高了冶煉的強(qiáng)度和溫度，也促進(jìn)了歐洲煉鐵技術(shù)的發(fā)展。

鐵礦物種類很多，但目前能經(jīng)濟(jì)利用的鐵礦物種類不多根據(jù)它們的礦物成分和化學(xué)成分，可以分為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。

磁鐵礦

磁鐵礦（magnetite）它是一種氧化鐵礦石，主要成分是Fe3O4它是Fe2O3和FeO的化合物，比重約為5.15，含F(xiàn)e：72.4%，O：27.6%磁鐵礦一般為鐵黑色，有的呈深靛藍(lán)色。條痕色為黑色。相對密度（比重）為4.8~5.3g/cm3； 硬度為5.5～6。等軸晶系。晶體呈八面體、菱形十二面體。晶面有條紋。通常為粒狀、塊狀集合體。磁鐵礦有很強(qiáng)的磁性，可以被永久磁鐵吸引。

鐵礦

赤鐵礦

赤鐵礦（red iron ore）它是一種氧化鐵礦石，主要成分是Fe2O3，比重在5左右.26，含F(xiàn)e：70%，O：30%赤鐵礦的顏色各不相同，從鐵黑色、鋼灰色至暗紅色，條紋顏色為櫻桃紅。金屬光澤至半金屬光澤，不透明。晶體呈菱形或板狀，集合體常呈片狀、鱗片狀、致密塊狀等出現(xiàn)。有一種花狀結(jié)晶聚集體叫做“鐵玫瑰”折射率為2.94~3.22；相對密度為5.20；莫氏硬度為56。

褐鐵礦

褐鐵礦（lemon）它是一種含有氫氧化鐵的礦石，氫氧化鐵是針鐵礦HFeO2和鋰云母FeO(OH)兩種不同結(jié)構(gòu)礦石的總稱主要成分的化學(xué)式為mFe2O3·NH2O，含約62鐵%，O約27%，H2O約11%，比重為3.6~4.0，大部分在其他鐵礦石中。褐鐵礦常呈塊狀、土狀、鐘形或葡萄形，黃褐色或深褐色，黃褐色條紋，無光澤。

菱鐵礦

菱鐵礦（siderite）它是一種含有碳酸亞鐵的礦石，主要成分是FeCO3，比重為3.8左右。大多數(shù)這種礦石含有大量的鈣和鎂鹽。菱鐵礦為白色或黃白色，風(fēng)化后可變?yōu)楹稚蜃睾谏?，條痕為白色；透明到半透明，帶玻璃、珍珠或絲絹光澤。三邊晶系，晶體為菱面體，晶面常彎曲，集合體呈粒狀、塊狀或結(jié)核狀。

鋼鐵生產(chǎn)

全球98％上述鐵礦石用于鋼鐵冶煉，冶煉成含碳量不同的生鐵和鋼材。生鐵的碳含量一般為2%以上，根據(jù)用途不同，可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵、合金生鐵。鋼的碳含量一般為2%在下文中，通常根據(jù)合金元素的組成將鋼的類型分為碳鋼和合金鋼。鋼鐵是國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、 ，建筑等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中使用和使用最廣泛的金屬，是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

建筑行業(yè)

住房建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施是鋼鐵消費(fèi)的重要領(lǐng)域。鐵礦石的主要用途之一是為鋼鐵工業(yè)提供原材料，滿足大量的鋼鐵需求，以及建造房屋、道路、隧道、橋梁高速鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施。隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對鋼材的需求會(huì)越來越高，高速鐵路的發(fā)展會(huì)對高強(qiáng)度的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響、鋼的高韌性和高耐蝕性提出了新的要求。

機(jī)械制造

由鐵礦石制成的鋼被廣泛用于機(jī)械制造業(yè)。鋼的強(qiáng)度很高、耐磨性、耐腐蝕性和可塑性等，同時(shí)可以通過熱處理表面處理等加工技術(shù)進(jìn)一步提高和優(yōu)化性能，應(yīng)用于各種機(jī)床、工程機(jī)械、操作平臺和工具，小到各種機(jī)械零件，都與鋼材有關(guān)，因此鋼材成為制造各種機(jī)械零件的理想選擇。此外，在汽車制造中，鋼用于制造車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)零件等。在航天領(lǐng)域，可用于制造航母飛行甲板。

電力能源

鋼制管道可用于超長的石油和天然氣運(yùn)輸，比現(xiàn)有的方法更安全、損耗和運(yùn)費(fèi)較低的模式。與此同時(shí)，鋼鐵在發(fā)電站、也廣泛應(yīng)用于輸電線路等電力行業(yè)它能承受高溫高壓，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，也可用于制作電子元件、電表電閥等。

其他領(lǐng)域

鐵礦石也用作合成氨的催化劑(純磁鐵礦)天然礦物顏料(赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦)飼料添加劑(磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦)和水泥工業(yè)，但用量很少。

根據(jù)鐵礦石成因的不同，可分為BIF相關(guān)型、火山成因型、巖漿型、接觸交代-熱液型、沉積型鐵礦床和風(fēng)化淋濾型鐵礦床，其中與BIF有關(guān)的鐵礦床最為重要，約占全球鐵礦資源的60%~70%火山鐵礦是指成礦物質(zhì)全部或部分來源于火山作用和火山巖、與次火山巖有關(guān)的鐵礦床約占全球鐵礦資源的10%，這種鐵礦石通常與銅有關(guān)、金、稀土和其他成分共存，可以綜合利用。

BIF鐵礦

與BIF有關(guān)的鐵礦床也稱為含鐵硅質(zhì)巖形成的沉積鐵礦床、含鐵石英巖型鐵礦床，其中硅和鐵呈交替帶狀分布（BIF帶狀 鐵 地層）出現(xiàn)。主要礦物成分是富鐵礦物（主要是磁鐵礦或赤鐵礦）和脈石礦物（以石英為主）這種帶狀鐵建造僅廣泛分布于前寒武紀(jì)地層，是地球演化特定階段的產(chǎn)物。形成大規(guī)模的帶鋼結(jié)構(gòu)需要滿足三個(gè)條件：①物質(zhì)基礎(chǔ)：大型海底熱液供應(yīng)系統(tǒng)；②沉積場所：發(fā)育良好的大陸架；③必要條件：存在分層海洋，含有大量Fe2的海水可以從海底熱液系統(tǒng)向沉積中心遷移。根據(jù)帶鋼的建設(shè)規(guī)模、巖性組合和沉積環(huán)境與火山活動(dòng)的關(guān)系可分為優(yōu)勢類型（superior）和阿爾戈馬型（Algoma）兩種基本類型。

火山鐵礦床

火山鐵礦床有兩種主要的成因模式：一個(gè)是火山爆發(fā)和沉積；另一種是次火山成礦作用，由早期火山沉積成礦作用和晚期次火山成礦作用共同作用形成。世界上對火山鐵礦床的劃分還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識。根據(jù)這類鐵礦的大地構(gòu)造環(huán)境、礦化等因素，我國學(xué)者將其分為兩種類型海相火山成因和陸相火山成因。

巖漿型鐵礦床

巖漿鐵礦床的成礦母巖是超鎂鐵質(zhì)巖來自下地殼或上地幔的巖漿通過深大斷裂侵入地殼淺部，進(jìn)一步冷卻凝固，巖漿中的鐵元素富集形成鐵礦因此，這類鐵礦床大多產(chǎn)于隆起區(qū)邊緣的深大斷裂帶及其附近，在區(qū)域內(nèi)往往呈線性分布。

接觸交代-熱液型鐵礦床

接觸交代鐵礦床也稱為矽卡巖鐵礦床。這類鐵礦主要是由于侵入巖與圍巖之間的熱交代作用，從圍巖中提取的元素與侵入巖中的鐵結(jié)合生成鐵礦。熱液鐵礦是在圍巖的各種裂隙中充填熱液脈的鐵礦。兩者統(tǒng)稱為聯(lián)系賬戶-熱液型鐵礦床。

沉積型鐵礦床

沉積鐵礦是指主要與沉積作用有關(guān)的鐵礦（不包括火山沉積）有成因聯(lián)系的鐵礦床。含鐵的巖石、礦物或鐵礦體因風(fēng)化而破碎、分解、搬運(yùn)至低洼盆地，再經(jīng)機(jī)械沉積或沉積分異作用沉積，進(jìn)一步形成沉積鐵礦床。根據(jù)鐵礦床的沉積環(huán)境，可分為海相和湖相。

風(fēng)化淋濾鐵礦床

富鐵巖石、炎熱潮濕的氣候和適宜的地形條件下的含鐵多金屬礦和其他鐵礦、在構(gòu)造條件下，由風(fēng)化淋濾作用形成，故礦床多產(chǎn)于各種原生鐵礦及其他含鐵巖石的風(fēng)化淋濾帶中。

鐵礦資源豐富，在世界上分布廣泛，各大洲都有分布，海洋中也有豐富的鐵錳結(jié)核。鐵礦石資源全球分布前10位的國家依次是澳大利亞、加拿大、俄羅斯、巴西、中國、玻利維亞、幾內(nèi)亞、印度、烏克蘭和智利占全球資源的815.3%然而，許多國家和地區(qū)的鐵礦石資源相對匱乏。巴西、澳大利亞、南非、印度等國生產(chǎn)的鐵礦石大部分是赤鐵礦，而且量大、這里有大量的超大型鐵礦，不僅品位高、雜質(zhì)少，質(zhì)量穩(wěn)定。

澳大利亞鐵礦石資源豐富，儲量和產(chǎn)量均居世界前列。已探明的90％鐵礦資源集中在皮爾巴拉區(qū)塊的鐵礦成礦區(qū)哈默斯利省和西澳大利亞伊爾岡區(qū)塊的中西部鐵礦區(qū)。前者約占澳大利亞鐵礦石總產(chǎn)量的95％但由于大量開采，資源日益枯竭，中國中西部鐵礦區(qū)逐漸成為西澳新興鐵礦區(qū)。

中國鐵礦多為中小型和大型、超大型礦少，貧礦多，富礦少。此外，我國鐵礦石多為磁鐵礦，鐵品位低，礦石成分復(fù)雜，共生成分多，生產(chǎn)成本相對較高。

歐洲曾經(jīng)是世界鐵礦石消費(fèi)的焦點(diǎn)，但自20世紀(jì)90年代以來，世界鐵礦石消費(fèi)主要集中在亞洲，尤其是中國。中國是世界中國是美國最大的鋼鐵生產(chǎn)國和最大的鐵礦石消費(fèi)國。全球鐵礦石貿(mào)易量的60%大約70的鐵礦石從中國進(jìn)口，70的鐵礦石在中國使用美國鋼鐵工業(yè)%大約從海外供應(yīng)，所以對外依存度高。除了南極洲，中國的鐵礦石來源遍布六大洲。日本作為亞洲第二大經(jīng)濟(jì)體，也是重要的鐵礦石消費(fèi)國之一，主要從澳大利亞和巴西進(jìn)口。

鐵礦的開采方法分為露天開采和地下開采。露天采礦是世界上最重要的采礦方法，包括穿孔爆破、采裝、四個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)輸和傾倒。從地下鐵礦床的礦塊中提取礦石的過程是地下采礦，并且主要使用崩落采礦法、空場采礦法和充填采礦法等，包括存款開發(fā)、采準(zhǔn)、切割、采礦的四個(gè)具體步驟。

煉鐵過程實(shí)質(zhì)上是鐵礦石是還原性物質(zhì)（CO、H2、C）在高溫和適宜的溫度條件下，通過物理化學(xué)反應(yīng)得到還原生鐵。按工藝可分為高爐煉鐵和非高爐煉鐵。

高爐煉鐵是指以焦炭為燃料和還原劑，在高爐中還原鐵礦石中的鐵，以獲得溫度和成分令人滿意的液態(tài)生鐵。在高爐生產(chǎn)過程中，鐵礦石被混合、焦炭、造渣用的熔劑從爐頂裝入，預(yù)熱空氣從爐子下部的風(fēng)口吹入。爐內(nèi)生成的CO在上升過程中與含鐵礦物發(fā)生還原反應(yīng)，得到液態(tài)生鐵，然后從出鐵口排出。副產(chǎn)品為高爐渣和高爐煤氣，高爐渣從出渣口排出。高爐煤氣從爐頂排出，除塵后可用作燃料。非高爐煉鐵法是除高爐煉鐵以外的其他煉鐵方法的總稱、產(chǎn)品的種類和用途可分為兩類，即直接還原法和熔融還原法。直接還原(直接 還原)方法是指在低于熔化溫度的溫度下，不經(jīng)熔化將鐵礦石還原成金屬鐵。由于氧氣流失減少，形成大量孔隙，在顯微鏡下看起來像海綿，所以又叫海綿鐵。這種方法可以 不能大規(guī)模用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，只適合替代廢鋼作為電爐煉鋼的原料。熔融還原(Smelting   reduction)方法是指在熔融狀態(tài)下將鐵礦石還原成高碳生鐵。這種方法適用于各種煉鋼目的。

鐵礦尾礦是指鐵礦經(jīng)過處理，精選鐵精礦后，所剩下的廢棄物的總稱。對于尾礦的處理，可采用鐵尾礦再選和有價(jià)金屬綜合回收的方法。由于原礦性質(zhì)不同，尾礦中主要金屬元素的含量和存在形式也不同，因此將采用重選的方法從不同的尾礦中回收金屬、弱磁選、高強(qiáng)度磁分離浮選或聯(lián)合分離用于回收有價(jià)值的金屬。此外，尾礦的主要部分是砂巖，因此可以用作混凝土骨料、制磚材料、使用水泥填料等建筑材料。利用尾礦生產(chǎn)微晶玻璃是一種高附加值的尾礦利用方式。尾礦還可以直接填充采空區(qū)，充當(dāng)?shù)叵绿畛湮?。此外，尾礦中往往含有許多微量元素，可以維持植物的生長發(fā)育，因此尾礦可以用來生產(chǎn)微量元素肥料，改良土地。

鐵礦開采工業(yè)中的露天坑和各種礦渣、尾礦廢料的堆放將占用大量土地，并對當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施和農(nóng)田造成破壞。固體廢棄物中含有的有毒成分通過地表污染周圍土地，實(shí)際危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過廢棄物堆放場的面積和空間。鐵礦石的開采包括地下開采、地面和邊坡開挖可能導(dǎo)致開裂、崩塌滑坡等地質(zhì)災(zāi)害造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。鐵礦開采過程中產(chǎn)生的廢水廢渣隨意排放，不僅破壞和影響地下水和地表水，還會(huì)產(chǎn)生泉水枯竭、河流斷流等各種水環(huán)境問題嚴(yán)重破壞了水平衡系統(tǒng)。采礦產(chǎn)生大量廢氣、廢渣、廢水，廢氣、粉塵和廢渣的排放也會(huì)造成空氣污染和酸雨。鐵礦開采也會(huì)造成水土流失和土地荒漠化。由于表面材料的剝離、擾動(dòng)、處理和堆積，大量破壞植被和山坡土壤，產(chǎn)生廢石、廢渣等松散物料容易促進(jìn)礦區(qū)水土流失和土地沙化。采礦也可能誘發(fā)地震。