书城科普读物青少年应该知道的岩石和矿物质
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第28章 铁矿简介

1.何为铁矿

铁,是世界上发现最早、利用最广、用量也最多的一种金属,其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。铁矿石主要用于钢铁工业,冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2%以上)和钢(含碳量一般在2%以下)。生铁通常按用途不同,分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢按组成元素不同,分为碳素钢、合金钢。合金钢是以碳素钢为基础,为了改善或获得某些性能,而有意加入适量的一种或多种元素的钢,加入钢中的元素种类很多,主要有铬、锰、钒、钛、镍、钼、硅。此外,铁矿石还用于合成氨的催化剂(纯磁铁矿),天然矿物颜料(赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿)、饲料添加剂(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)和名贵药石(磁石)等,但用量很少。钢铁制品,广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面,是社会生产和公众生活所必需的基本材料。自从19世纪中期以来,发明转炉炼钢法逐步形成钢铁工业大生产以来,钢铁一直是最重要的结构材料,在国民经济中占有非常重要的地位,是社会发展的重要支柱产业,是现代化工业最重要和应用最多的金属材料。所以人们常把钢、钢材的产量、品种、质量,作为衡量一个国家工业、农业、国防和科学技术发展水平的重要标志。

富铁矿含铁量至少为50%,由雨水将二氧化硅淋去从而富集成的。虽然这些富矿是世界上铁的来源,但是它的储量正在日益减少。为了弥补不足,矿业公司正在将注意力转向原始的含铁建造,即所谓含铁石英岩。这种岩石仅仅含25%~30%的铁,但是它有非常巨大的储量。用机械的办法,可以使低品位的铁矿石的铁矿物富集起来。这样一来,含铁石英岩将成为持久的铁矿资源。

2.常见的铁矿石

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。

(1)磁铁矿,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。

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。磁铁矿氧化后,可变成赤铁矿,但仍能保持其原来的晶形。

(2)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。

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,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。

(3)磁赤铁矿,五角三四面体晶类,多呈粒状集合体,致密块状,常具磁铁矿假象。颜色及条痕,均为褐色。

(4)褐铁矿,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、泥质等混合物。化学成分变化大,含水量变化也大。

(5)钛铁矿,三方晶系。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。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。钛铁矿,主要出现在超基性岩、基性岩、碱性岩、酸性岩及变质岩中。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)菱铁矿,常含镁和锰。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。因镁和锰的含量不同,而有所变化。