แร่ประกอบด้วยธาตุเหล็ก เหล็กเป็นแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งที่จำเป็นต่อสุขภาพของเรา บทบาททางชีวภาพของธาตุเหล็ก

เมื่อถามคำถาม - เหตุใดจึงจำเป็นต้องมีแร่เหล็กก็ชัดเจนว่าหากไม่มีแร่นี้คน ๆ หนึ่งก็จะไม่ถึงจุดสูงสุดของการพัฒนาอารยธรรมสมัยใหม่ เครื่องมือและอาวุธ ชิ้นส่วนเครื่องจักร และเครื่องมือกล ทั้งหมดนี้ทำจากแร่เหล็ก ปัจจุบันไม่มีภาคส่วนใดของเศรษฐกิจของประเทศที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้เหล็กหรือเหล็กหล่อ

เหล็กเป็นองค์ประกอบทางเคมีชนิดหนึ่งที่กระจายอยู่ทั่วไปในเปลือกโลก แทบไม่เคยพบธาตุนี้ในรูปแบบบริสุทธิ์ในเปลือกโลก แต่พบในรูปของสารประกอบ (ออกไซด์ คาร์บอเนต เกลือ ฯลฯ) สารประกอบแร่ที่มีธาตุนี้ในปริมาณมากเรียกว่าแร่เหล็ก การใช้แร่ที่มีธาตุเหล็ก ≥ 55% ในอุตสาหกรรมนั้นมีความสมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ วัสดุแร่ที่มีปริมาณโลหะต่ำกว่าจะต้องได้รับการเสริมสมรรถนะเบื้องต้น วิธีการเสริมสมรรถนะสำหรับการขุดแร่เหล็กได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นในปัจจุบันความต้องการปริมาณธาตุเหล็กในแร่เหล็ก (ไม่ดี) จึงลดลงอย่างต่อเนื่อง แร่ประกอบด้วยสารประกอบของธาตุที่ก่อให้เกิดแร่ แร่ธาตุเจือปน และเศษหิน

• แร่ที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเรียกว่าแม็กมาติก
• เกิดขึ้นจากการตกตะกอนที่ก้นทะเลโบราณ - ภายนอก;
• ภายใต้อิทธิพลของความกดดันและอุณหภูมิที่รุนแรง - การเปลี่ยนแปลง

ต้นกำเนิดของหินเป็นตัวกำหนดเงื่อนไขในการขุดและรูปแบบที่มีเหล็กอยู่ในนั้น

ลักษณะสำคัญของแร่เหล็กคือการเกิดขึ้นอย่างกว้างขวางและปริมาณสำรองที่สำคัญมากในเปลือกโลก

สารประกอบแร่ที่มีธาตุเหล็กหลักคือ:

• ออกไซด์เป็นแหล่งเหล็กที่มีค่าที่สุดเนื่องจากมีองค์ประกอบประมาณ 68-72% และมีสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายน้อยที่สุด เงินฝากของออกไซด์เรียกว่าแร่เหล็กสีแดง
• แมกนีไทต์ - คุณสมบัติหลักของแร่เหล็กประเภทนี้คือคุณสมบัติทางแม่เหล็ก นอกจากแร่ออกไซด์แล้ว ยังมีปริมาณธาตุเหล็กถึง 72.5% และมีปริมาณกำมะถันสูงอีกด้วย เงินฝากรูปแบบ - แร่เหล็กแม่เหล็ก
• กลุ่มของออกไซด์ของโลหะไฮโดรรัสเรียกรวมกันว่าแร่เหล็กสีน้ำตาล แร่เหล่านี้มีปริมาณธาตุเหล็กต่ำ มีส่วนผสมของแมงกานีสและฟอสฟอรัส สิ่งนี้จะกำหนดคุณสมบัติของแร่เหล็กประเภทนี้ - ความสามารถในการลดลงอย่างมีนัยสำคัญ, ความพรุนของโครงสร้าง;
• ซิเดอไรต์ (เหล็กคาร์บอเนต) – มีเศษหินอยู่ในปริมาณสูง ตัวโลหะเองมีประมาณ 48%

การใช้งานแร่เหล็ก

แร่เหล็กใช้ในการถลุงเหล็กหล่อ เหล็กหล่อ และเหล็กกล้า อย่างไรก็ตาม ก่อนที่แร่เหล็กจะถูกนำมาใช้ตามวัตถุประสงค์ แร่เหล็กจะต้องผ่านการเสริมสมรรถนะที่โรงงานเหมืองแร่และแปรรูป สิ่งนี้ใช้กับวัสดุแร่ที่ไม่ดีซึ่งมีปริมาณเหล็กต่ำกว่า 25-26% มีการพัฒนาวิธีการต่างๆ มากมายในการได้รับประโยชน์จากแร่คุณภาพต่ำ:

• วิธีแม่เหล็กเกี่ยวข้องกับการใช้ความแตกต่างในการซึมผ่านของแม่เหล็กของส่วนประกอบแร่
• วิธีการลอยตัวโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ความสามารถในการเปียกของอนุภาคแร่ที่แตกต่างกัน
• วิธีการชะล้างซึ่งขจัดสิ่งสกปรกที่ว่างเปล่าด้วยไอพ่นของของเหลวภายใต้แรงดันสูง
• วิธีแรงโน้มถ่วงโดยใช้สารแขวนลอยพิเศษเพื่อกำจัดเศษหิน

จากการได้รับประโยชน์จะได้ความเข้มข้นที่มีโลหะมากถึง 66-69% จากแร่เหล็ก

มีการใช้แร่เหล็กและสารเข้มข้นอย่างไรและที่ไหน:

• แร่ถูกนำมาใช้ในการผลิตเตาถลุงเหล็กเพื่อถลุงเหล็กหล่อ
• เพื่อผลิตเหล็กโดยตรงโดยผ่านขั้นตอนเหล็กหล่อ
• สำหรับการผลิตเฟอร์โรอัลลอย

เป็นผลให้โปรไฟล์และแผ่นทำจากเหล็กที่ได้และเหล็กหล่อซึ่งใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่จำเป็น

วัตถุดิบแร่เหล็ก (IROR) เป็นวัตถุดิบโลหะวิทยาประเภทหลักที่ใช้ในโลหะวิทยาเหล็กสำหรับการผลิตเหล็กหล่อ เหล็กรีดิวซ์โดยตรง (DRI) และเหล็กก้อนร้อน (HBI)

มนุษย์เริ่มสร้างและใช้ผลิตภัณฑ์เหล็กในช่วงยุคเหล็กประมาณสี่พันปีก่อน ปัจจุบันแร่เหล็กเป็นแร่ธาตุที่พบได้บ่อยที่สุดชนิดหนึ่ง บางทีอาจมีเพียงถ่านหินและวัสดุก่อสร้างเท่านั้นที่ถูกสกัดจากส่วนลึกในปริมาณมาก แร่เหล็กมากกว่า 90% ถูกนำมาใช้ในโลหะวิทยาเหล็กเพื่อผลิตเหล็กและเหล็กกล้า

เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของเหล็กที่มีคาร์บอน (2-4%) ตามกฎแล้วมันจะเปราะและมีสิ่งเจือปนของซิลิคอน, แมงกานีส, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัสและบางครั้งเป็นองค์ประกอบผสม - โครเมียม, นิกเกิล, วานาเดียม, อลูมิเนียม ฯลฯ เหล็กหล่อได้มาจากแร่เหล็กในเตาอบเตาถลุงเหล็ก เหล็กหล่อจำนวนมาก (มากกว่า 85%) ถูกแปรรูปเป็นเหล็กกล้า (เหล็กหล่อจำกัด) ส่วนที่มีขนาดเล็กกว่าจะใช้สำหรับการผลิตการหล่อรูปทรง (เหล็กหล่อแบบหล่อ)

เหล็กเป็นโลหะผสมที่อ่อนตัวได้ของเหล็กและคาร์บอน (และสารเติมแต่งสำหรับโลหะผสม) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหลักของการแปรรูปแร่เหล็ก เหล็กมีความแข็งแรง ความเหนียวสูง สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายระหว่างการบำบัดด้วยแรงดันร้อนและเย็น และได้รับคุณสมบัติที่จำเป็นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและวิธีการบำบัดความร้อน: ทนความร้อน ทนต่อการเสียดสี ทนต่อการกัดกร่อน ทำให้เหล็กเป็นวัสดุโครงสร้างที่สำคัญที่สุด

ผลิตภัณฑ์โลหะวิทยาที่มีเหล็กถูกนำมาใช้ในทุกด้านของการผลิตทางอุตสาหกรรม แต่ส่วนใหญ่อยู่ในวิศวกรรมเครื่องกลและการก่อสร้างทุน

แร่เหล็กเป็นวัตถุดิบในการผลิตโลหะเหล็ก ในการขุด แร่เหล็กที่สกัดจากพื้นดินมักเรียกกันว่า "แร่ดิบ"

วัตถุดิบแร่เหล็ก (IROR) เป็นวัตถุดิบทางโลหะวิทยาประเภทหนึ่งที่ใช้ในโลหะวิทยาที่มีเหล็กเพื่อการผลิตเหล็กพิกและผลิตภัณฑ์ที่เป็นโลหะ (DRI และ HBI) และยังใช้ในปริมาณเล็กน้อยในการถลุงเหล็กอีกด้วย วัตถุดิบแร่เหล็กแบ่งออกเป็นสองประเภท - วัตถุดิบที่เตรียมไว้ (จับเป็นก้อน) และวัตถุดิบที่ไม่ได้เตรียมไว้ (ไม่จับเป็นก้อน) แร่เหล็กที่เตรียมไว้เป็นวัตถุดิบที่พร้อมใช้ในเตาถลุงเหล็กเพื่อการผลิตเหล็กหล่อ แร่เหล็กที่ไม่ได้เตรียมไว้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตวัตถุดิบที่รวมตัวกัน แร่เหล็กที่ไม่ได้เตรียม ได้แก่ แร่เข้มข้น เตาหลอมเหล็ก และแร่ซินเตอร์ สมาธิเกิดจากการแยกแร่เหล็กบดด้วยแม่เหล็กที่มีปริมาณธาตุเหล็กต่ำเป็นหลัก การสกัดเหล็กเข้าสู่ความเข้มข้นเฉลี่ยประมาณ 80% ปริมาณธาตุเหล็กในความเข้มข้นคือ 60-65%

แร่ซินเตอร์ (แร่เหล็กปรับ) ผลิตจากแร่ที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งมีปริมาณธาตุเหล็กสูงจากการบด คัดกรอง การแยกหินปูน ขนาด -10 มม.

เตาหลอม (แร่เป็นก้อน) ผลิตจากแร่เข้มข้น ขนาดชิ้น -70+10 mm. วัตถุดิบแร่เหล็กสำหรับกระบวนการเตาถลุงเหล็กจะเกิดการรวมตัวกันและการรวมตัวกัน ซินเตอร์ได้มาจากแร่ซินเตอร์และสมาธิ และใช้เฉพาะสมาธิในการผลิตเม็ดเท่านั้น

เม็ดผลิตจากแร่เหล็กเข้มข้นโดยเติมหินปูนซึ่งเป็นผลมาจากการอัดเป็นก้อนส่วนผสม (เม็ดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม.) และการเผาในภายหลัง

เหล็กอัดก้อนร้อน ไม่ใช่แร่เหล็กเพราะว่า อันที่จริงสิ่งเหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ของการแปรรูปโลหะอยู่แล้ว ส่วนผสมของแร่ซินเตอร์ ซิเดอไรต์ หินปูน และของเสียจากอุตสาหกรรมที่มีเหล็กซึ่งมีปริมาณธาตุเหล็กสูง (ขนาด ฯลฯ) ถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตซินเตอร์ ส่วนผสมยังต้องผ่านกระบวนการอัดเป็นก้อนและการเผาผนึก

มูลค่าทางโลหะวิทยาของแร่เหล็กและความเข้มข้นถูกกำหนดโดยเนื้อหาของส่วนประกอบที่มีประโยชน์ (Fe) รวมถึงประโยชน์ (Mn, Ni, Cr, V, Ti) ที่เป็นอันตราย (S, P, As, Zn, Pb, Cu , K, Na) และสิ่งสกปรกที่ก่อตัวเป็นตะกรัน (Si, Ca, Mg, Al) สิ่งเจือปนที่เป็นประโยชน์คือองค์ประกอบโลหะผสมตามธรรมชาติของเหล็กที่ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็ก สิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายจะทำให้คุณสมบัติของโลหะแย่ลง (กำมะถันและทองแดงทำให้โลหะเปราะแดง, ฟอสฟอรัส - เปราะเย็น, สารหนูและทองแดงลดความสามารถในการเชื่อม) หรือทำให้กระบวนการหลอมเหล็กหล่อซับซ้อนขึ้น (สังกะสีทำลายเยื่อบุทนไฟของเตา ตะกั่ว-เกล็ด โพแทสเซียม และโซเดียม ทำให้เกิดการสะสมตัวในท่อก๊าซ)

ปริมาณกำมะถันในแร่เชิงพาณิชย์ไม่ควรเกิน 0.15% ในแร่และสารเข้มข้นที่ใช้ในการผลิตซินเตอร์และเม็ด ปริมาณกำมะถันที่อนุญาตอาจสูงถึง 0.6% เนื่องจากในระหว่างการเผาและการคั่วเม็ด ระดับการกำจัดกำมะถันจะอยู่ที่ 60-90% ปริมาณฟอสฟอรัสสูงสุดในแร่ ซินเตอร์ และเม็ดคือ 0.07-0.15% เมื่อทำการถลุงเหล็กหมูทั่วไป อนุญาตให้มี (ไม่เกิน) As 0.05-0.1%, Zn 0.1-0.2%, Cu สูงถึง 0.2% ในส่วนแร่เหล็กของประจุเตาหลอมเหล็ก สิ่งเจือปนที่เกิดจากตะกรันแบ่งออกเป็นพื้นฐาน (Ca, Mg) และกรด (Si, Al) ควรใช้แร่และสารเข้มข้นที่มีอัตราส่วนของออกไซด์พื้นฐานต่อกรดที่สูงกว่า เนื่องจากปริมาณของฟลักซ์ดิบในระหว่างกระบวนการทางโลหะวิทยาที่ตามมาจะลดลง

การก่อตัวของแร่ธาตุตามธรรมชาติที่มีเหล็กและสารประกอบของเหล็กในปริมาณที่แนะนำให้สกัดเหล็กทางอุตสาหกรรม แม้ว่าเหล็กจะรวมอยู่ในปริมาณที่มากหรือน้อยในองค์ประกอบของหินทั้งหมด แต่ชื่อแร่เหล็กนั้นหมายถึงการสะสมของสารประกอบเหล็กเท่านั้นซึ่งสามารถหาเหล็กโลหะได้ในปริมาณมากและมีประโยชน์ทางเศรษฐกิจ

แร่เหล็กประเภทอุตสาหกรรมต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• ไทเทเนียมแมกนีไทต์และอิลเมไนต์-ไททาโนแมกเนไทต์ในหินมาฟิคและอุลตร้ามาฟิก
• อะพาไทต์-แม่เหล็กในคาร์บอเนต;
• Magnetite และ Magnetite-magnetite ใน skarns;
• Magnetite-hematite ในเหล็กควอทซ์
• Martite และ martite-hydrohematite (แร่ที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งเกิดจากแร่ควอทซ์เหล็ก);
• Goethite-hydrogoethite ในเปลือกโลกที่ผุกร่อน

ผลิตภัณฑ์แร่เหล็กที่ใช้ในโลหะวิทยาเหล็กมีสามประเภท: แร่เหล็กแยก (แร่ร่วนเสริมสมรรถนะโดยวิธีการแยก) แร่ซินเทอร์ (เผา รวมตัวกันเป็นก้อนโดยการบำบัดความร้อน) และเม็ด (มวลที่ประกอบด้วยเหล็กดิบด้วยการเติมฟลักซ์ (โดยปกติ หินปูน) ก่อตัวเป็นลูกบอลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1-2 ซม.)

เอ็กซ์ องค์ประกอบทางเคมี

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี แร่เหล็กได้แก่ ออกไซด์ ออกไซด์ไฮเดรต และเกลือคาร์บอนไดออกไซด์ของเฟอร์รัสออกไซด์ ซึ่งพบในธรรมชาติในรูปของแร่แร่หลายชนิด ซึ่งที่สำคัญที่สุดคือแมกนีไทต์หรือแร่เหล็กแม่เหล็ก goethite หรือความมันวาวของเหล็ก (แร่เหล็กสีแดง); ลิโมไนต์หรือแร่เหล็กสีน้ำตาลซึ่งรวมถึงแร่หนองน้ำและทะเลสาบ ในที่สุด siderite หรือแร่เหล็กสปาร์ (สปาร์เหล็ก) และ spherosiderite ที่หลากหลาย โดยทั่วไปแล้ว การสะสมของแร่แร่ที่มีชื่อแต่ละครั้งจะมีส่วนผสมของแร่เหล่านั้น ซึ่งบางครั้งก็อยู่ใกล้กันมากกับแร่ธาตุอื่นๆ ที่ไม่มีธาตุเหล็ก เช่น ดินเหนียว หินปูน หรือแม้แต่ส่วนประกอบของหินอัคนีที่เป็นผลึก บางครั้งแร่ธาตุเหล่านี้บางส่วนอาจเกิดขึ้นพร้อมกันในแหล่งสะสมเดียวกัน แม้ว่าโดยส่วนใหญ่แล้วแร่ธาตุเหล่านี้จะมีลักษณะเด่นกว่าและแร่ธาตุอื่นๆ ก็มีความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรม

แร่เหล็กที่อุดมสมบูรณ์

แร่เหล็กที่อุดมสมบูรณ์มีปริมาณธาตุเหล็กมากกว่า 57% ซิลิกาน้อยกว่า 8...10% กำมะถันและฟอสฟอรัสน้อยกว่า 0.15% เป็นผลิตภัณฑ์จากการเสริมสมรรถนะตามธรรมชาติของเฟอร์รูจินัสควอตซ์ไซต์ ซึ่งเกิดจากการชะล้างของควอตซ์และการสลายตัวของซิลิเกตในระหว่างกระบวนการผุกร่อนหรือการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว แร่เหล็กเกรดต่ำสามารถมีธาตุเหล็กได้อย่างน้อย 26%

แร่เหล็กที่อุดมไปด้วยมีสัณฐานวิทยาหลักสองประเภท: แบบแบนและแบบเส้นตรง ส่วนที่มีลักษณะแบนราบนั้นวางอยู่บนชั้นยอดของชั้นแร่ควอตซ์ไซต์ที่จุ่มตัวสูงชันในรูปแบบของพื้นที่สำคัญที่มีฐานคล้ายกระเป๋าและเป็นของเปลือกโลกที่ผุกร่อนโดยทั่วไป เงินฝากเชิงเส้นเป็นตัวแทนของเนื้อแร่ที่มีลักษณะคล้ายลิ่มของแร่ที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งตกลงไปลึกในบริเวณที่เกิดรอยเลื่อน การแตกหัก การบด และการโค้งงอในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนแปลง แร่มีลักษณะเฉพาะคือมีธาตุเหล็กสูง (54...69%) และมีปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสต่ำ ตัวอย่างทั่วไปที่สุดของการสะสมของการเปลี่ยนแปลงของแร่ที่อุดมสมบูรณ์อาจเป็นการสะสมของ Pervomaiskoye และ Zheltovodskoye ทางตอนเหนือของ Krivbass แร่เหล็กที่มีปริมาณมากถูกนำมาใช้สำหรับการถลุงเหล็กในเตาแบบเปิด การผลิตแบบแปลง หรือสำหรับการลดปริมาณเหล็กโดยตรง (เหล็กอัดก้อนร้อน)

เงินสำรอง

ปริมาณสำรองแร่เหล็กที่พิสูจน์แล้วของโลกอยู่ที่ประมาณ 160 พันล้านตันซึ่งประกอบด้วยเหล็กบริสุทธิ์ประมาณ 80 พันล้านตัน จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา แหล่งแร่เหล็กในรัสเซียและบราซิลแต่ละแหล่งคิดเป็น 18% ของปริมาณสำรองเหล็กของโลก ทรัพยากรโลกและปริมาณสำรองแร่เหล็ก ณ วันที่ 01/01/2553:

ผู้ผลิตวัตถุดิบแร่เหล็กรายใหญ่ที่สุดในปี 2553

ตามที่สหรัฐอเมริกา สำรวจทางธรณีวิทยา การผลิตแร่เหล็กทั่วโลกในปี 2552 อยู่ที่ 2.3 พันล้านตัน (เพิ่มขึ้น 3.6% เมื่อเทียบกับปี 2551)

มนุษย์เริ่มขุดแร่เหล็กเมื่อหลายศตวรรษก่อน ถึงอย่างนั้น ประโยชน์ของการใช้เหล็กก็ยังชัดเจน

การค้นหาการก่อตัวของแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กนั้นค่อนข้างง่าย เนื่องจากธาตุนี้ประกอบเป็นประมาณห้าเปอร์เซ็นต์ของเปลือกโลก โดยรวมแล้ว เหล็กเป็นธาตุที่มีมากที่สุดเป็นอันดับสี่ในธรรมชาติ

เป็นไปไม่ได้ที่จะพบมันในรูปแบบบริสุทธิ์ เหล็กพบได้ในปริมาณที่แน่นอนในหินหลายประเภท แร่เหล็กมีปริมาณธาตุเหล็กสูงที่สุดการสกัดโลหะซึ่งให้ผลกำไรทางเศรษฐกิจมากที่สุด ปริมาณธาตุเหล็กที่มีอยู่นั้นขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดของมัน ซึ่งสัดส่วนปกติคือประมาณ 15%

องค์ประกอบทางเคมี

คุณสมบัติของแร่เหล็ก มูลค่า และลักษณะเฉพาะของมันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีโดยตรง แร่เหล็กอาจมีธาตุเหล็กและสิ่งเจือปนอื่นๆ ในปริมาณที่แตกต่างกัน มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสิ่งนี้:

• อุดมสมบูรณ์มากเมื่อมีปริมาณธาตุเหล็กในแร่เกิน 65%
• อุดมไปด้วยเปอร์เซ็นต์ของธาตุเหล็กซึ่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ 60% ถึง 65%;
• เฉลี่ยตั้งแต่ 45% ขึ้นไป
• แย่ซึ่งเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบที่มีประโยชน์ไม่เกิน 45%

ยิ่งผลพลอยได้จากแร่เหล็กมีมากขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการแปรรูป และการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปก็จะมีประสิทธิภาพน้อยลงเท่านั้น

องค์ประกอบของหินอาจเป็นการรวมกันของแร่ธาตุต่างๆ หินเสีย และผลพลอยได้อื่นๆ อัตราส่วนขึ้นอยู่กับการสะสมตัวของหิน

แร่แม่เหล็กมีความโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าพวกมันมีออกไซด์เป็นองค์ประกอบซึ่งมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก แต่เมื่อถูกความร้อนอย่างแรงพวกมันก็จะสูญหายไป ปริมาณของหินประเภทนี้ในธรรมชาติมีจำกัด แต่ปริมาณธาตุเหล็กในนั้นอาจมีดีพอๆ กับแร่เหล็กสีแดง ภายนอกดูเหมือนคริสตัลสีน้ำเงินดำทึบ

แร่เหล็ก Spar เป็นหินแร่ที่มีพื้นฐานมาจากไซเดอร์ไรต์ บ่อยครั้งจะมีดินเหนียวจำนวนมาก หินประเภทนี้ค่อนข้างหายากในธรรมชาติ ซึ่งประกอบกับมีธาตุเหล็กต่ำจึงทำให้ไม่ค่อยได้ใช้ ดังนั้นจึงไม่สามารถจำแนกเป็นแร่ประเภทอุตสาหกรรมได้

นอกจากออกไซด์แล้ว ธรรมชาติยังมีแร่อื่นๆ ที่มีส่วนประกอบของซิลิเกตและคาร์บอเนตอีกด้วย ปริมาณธาตุเหล็กในหินมีความสำคัญมากสำหรับการใช้ในอุตสาหกรรม แต่ที่สำคัญก็คือการมีองค์ประกอบที่เป็นประโยชน์ เช่น นิกเกิล แมกนีเซียม และโมลิบดีนัม

การใช้งาน

ขอบเขตของการใช้แร่เหล็กนั้นเกือบจะ จำกัด อยู่ที่โลหะวิทยาเท่านั้น ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการถลุงเหล็กหล่อซึ่งขุดโดยใช้เตาแบบเปิดหรือเตาคอนเวอร์เตอร์ ปัจจุบันเหล็กหล่อถูกนำมาใช้ในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ รวมถึงการผลิตทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ด้วย

มีการใช้โลหะผสมที่มีเหล็กหลายชนิดไม่น้อย - เหล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากมีความแข็งแรงและคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน

เหล็กหล่อ เหล็กกล้า และโลหะผสมเหล็กอื่นๆ ถูกนำมาใช้ใน:

1. วิศวกรรมเครื่องกล สำหรับการผลิตเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆ
2. อุตสาหกรรมยานยนต์ สำหรับการผลิตเครื่องยนต์ ตัวเรือน โครง ตลอดจนส่วนประกอบและชิ้นส่วนอื่นๆ
3. อุตสาหกรรมการทหารและขีปนาวุธ ในการผลิตอุปกรณ์พิเศษ อาวุธ และขีปนาวุธ
4. การก่อสร้างเป็นองค์ประกอบเสริมแรงหรือการก่อสร้างโครงสร้างรับน้ำหนัก
5. อุตสาหกรรมเบาและอาหาร เช่น ภาชนะบรรจุ สายการผลิต หน่วยและอุปกรณ์ต่างๆ
6. อุตสาหกรรมเหมืองแร่เป็นเครื่องจักรและอุปกรณ์พิเศษ

เงินฝากแร่เหล็ก

ปริมาณสำรองแร่เหล็กของโลกมีจำนวนและสถานที่ตั้งจำกัด ดินแดนสะสมแร่สำรองเรียกว่าเงินฝาก ปัจจุบันแหล่งแร่เหล็กแบ่งออกเป็น:

1. ภายนอก มีลักษณะพิเศษคือมีตำแหน่งพิเศษในเปลือกโลก ซึ่งมักจะอยู่ในรูปของแร่ไททาโนแมกเนไทต์ รูปร่างและตำแหน่งของการรวมดังกล่าวมีความหลากหลายซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบของเลนส์ชั้นที่อยู่ในเปลือกโลกในรูปแบบของการสะสมเงินฝากภูเขาไฟในรูปแบบของเส้นเลือดต่าง ๆ และรูปร่างที่ผิดปกติอื่น ๆ
2. ภายนอก ประเภทนี้รวมถึงการสะสมของแร่เหล็กสีน้ำตาลและหินตะกอนอื่น ๆ
3. การเปลี่ยนแปลง ซึ่งรวมถึงตะกอนควอทซ์ไซต์ด้วย

แหล่งแร่ดังกล่าวสามารถพบได้ทั่วโลกของเรา เงินฝากจำนวนมากที่สุดกระจุกตัวอยู่ในอาณาเขตของสาธารณรัฐหลังโซเวียต โดยเฉพาะยูเครน รัสเซีย และคาซัคสถาน

ประเทศต่างๆ เช่น บราซิล แคนาดา ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา อินเดีย และแอฟริกาใต้ มีปริมาณสำรองธาตุเหล็กจำนวนมาก ในเวลาเดียวกันเกือบทุกประเทศในโลกก็มีเงินฝากที่พัฒนาแล้วในกรณีที่ขาดแคลนก็นำเข้าสายพันธุ์จากประเทศอื่น

การได้รับประโยชน์จากแร่เหล็ก

ตามที่กล่าวไว้แร่มีหลายประเภท คนที่รวยสามารถแปรรูปได้โดยตรงหลังจากการสกัดออกจากเปลือกโลก ส่วนคนอื่นๆ ก็ต้องได้รับการเสริมสมรรถนะ นอกเหนือจากกระบวนการเสริมแร่แล้ว การแปรรูปแร่ยังรวมถึงหลายขั้นตอน เช่น การคัดแยก การบด การแยก และการรวมตัวเป็นก้อน

วันนี้มีหลายวิธีในการเพิ่มคุณค่าหลัก:

1. ฟลัชชิง

ใช้สำหรับทำความสะอาดแร่จากผลพลอยได้ในรูปของดินเหนียวหรือทราย ซึ่งถูกชะล้างออกโดยใช้เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง การดำเนินการนี้ทำให้สามารถเพิ่มปริมาณธาตุเหล็กในแร่คุณภาพต่ำได้ประมาณ 5% ดังนั้นจึงใช้ร่วมกับการเพิ่มคุณค่าประเภทอื่นเท่านั้น

1. การทำความสะอาดแรงโน้มถ่วง

ดำเนินการโดยใช้สารแขวนลอยชนิดพิเศษซึ่งมีความหนาแน่นเกินความหนาแน่นของหินเสีย แต่ด้อยกว่าความหนาแน่นของเหล็ก ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ผลพลอยได้จะลอยขึ้นไปด้านบน และเหล็กจะตกลงไปที่ด้านล่างของระบบกันสะเทือน

1. การแยกแม่เหล็ก

วิธีการสร้างผลประโยชน์ที่พบบ่อยที่สุดซึ่งขึ้นอยู่กับระดับการรับรู้ที่แตกต่างกันโดยส่วนประกอบแร่ของอิทธิพลของแรงแม่เหล็ก การแยกดังกล่าวสามารถทำได้ด้วยหินแห้ง หินเปียก หรือในสถานะสลับกันของทั้งสองสถานะ

ในการประมวลผลส่วนผสมที่แห้งและเปียก จะใช้ถังพิเศษที่มีแม่เหล็กไฟฟ้า

1. การลอยอยู่ในน้ำ

สำหรับวิธีนี้ แร่ที่บดแล้วในรูปของฝุ่นจะถูกจุ่มลงในน้ำโดยเติมสารพิเศษ (รีเอเจนต์ลอยตัว) และอากาศ ภายใต้อิทธิพลของรีเอเจนต์ เหล็กจะรวมฟองอากาศเข้าด้วยกันและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ในขณะที่เศษหินจะจมลงสู่ด้านล่าง ส่วนประกอบที่มีเหล็กจะถูกรวบรวมจากพื้นผิวในรูปของโฟม

ผลิตภัณฑ์ชิ้นแรกที่ทำจากเหล็กและโลหะผสมถูกพบในระหว่างการขุดค้นและมีอายุย้อนกลับไปประมาณสหัสวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช นั่นคือแม้แต่ชาวอียิปต์โบราณและสุเมเรียนก็ยังใช้อุกกาบาตที่สะสมของสารนี้เพื่อทำเครื่องประดับและของใช้ในครัวเรือนตลอดจนอาวุธ

ปัจจุบันสารประกอบเหล็กหลายชนิดรวมถึงโลหะบริสุทธิ์เป็นสารที่พบและใช้กันมากที่สุด ไม่ใช่เพื่ออะไรเลยที่ศตวรรษที่ 20 ถือเป็นเหล็ก ท้ายที่สุดก่อนที่จะมีการถือกำเนิดและการใช้พลาสติกและวัสดุที่เกี่ยวข้องอย่างแพร่หลาย สารประกอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อมนุษย์ เราจะพิจารณาองค์ประกอบนี้ว่าอะไรและมีสารชนิดใดในบทความนี้

ธาตุเคมีเหล็ก

หากเราพิจารณาโครงสร้างของอะตอม ก่อนอื่นเราควรระบุตำแหน่งของอะตอมในตารางธาตุ

1. หมายเลขซีเรียล - 26
2. ช่วงเวลานี้เป็นช่วงสำคัญที่สี่
3. กลุ่มที่แปด กลุ่มย่อยรอง
4. น้ำหนักอะตอม - 55.847
5. โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนด้านนอกแสดงด้วยสูตร 3d 6 4s 2
6. - เฟ.
7. ชื่อเหล็ก อ่านตามสูตรว่า "เหล็ก"
8. ในธรรมชาติ มีไอโซโทปเสถียรอยู่ 4 ไอโซโทปของธาตุดังกล่าวซึ่งมีเลขมวล 54, 56, 57, 58

เหล็กองค์ประกอบทางเคมียังมีไอโซโทปที่แตกต่างกันประมาณ 20 ชนิดซึ่งไม่เสถียร ออกซิเดชันที่เป็นไปได้ระบุว่าอะตอมที่ระบุสามารถแสดง:

ไม่เพียงแต่องค์ประกอบเท่านั้นที่มีความสำคัญ แต่ยังรวมถึงสารประกอบและโลหะผสมต่างๆ ด้วย

คุณสมบัติทางกายภาพ

เหล็กมีลักษณะเป็นโลหะเด่นชัดในฐานะที่เป็นสารธรรมดา นั่นคือเป็นโลหะสีเงินสีขาวที่มีโทนสีเทาซึ่งมีความอ่อนตัวและความเหนียวสูงและมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง หากเราดูรายละเอียดคุณสมบัติเพิ่มเติมแล้ว:

• จุดหลอมเหลว - 1539 0 C;
• จุดเดือด - 2862 0 C;
• กิจกรรม - เฉลี่ย;
• การหักเหของแสง - สูง;
• แสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เด่นชัด

ขึ้นอยู่กับสภาวะและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน มีการดัดแปลงเหล็กหลายรูปแบบ คุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันเนื่องจากโครงผลึกแตกต่างกัน

การปรับเปลี่ยนทั้งหมดมีโครงผลึกประเภทต่างๆ และยังมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่แตกต่างกันด้วย

คุณสมบัติทางเคมี

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น เหล็กที่เป็นสารเชิงเดี่ยวมีฤทธิ์ทางเคมีโดยเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม ในสถานะที่กระจัดกระจายอย่างประณีต มันสามารถติดไฟในอากาศได้เอง และในออกซิเจนบริสุทธิ์ โลหะก็จะไหม้ได้

มีความสามารถในการกัดกร่อนสูง ดังนั้นโลหะผสมของสารนี้จึงถูกเคลือบด้วยสารประกอบอัลลอยด์ เหล็กสามารถโต้ตอบกับ:

• กรด;
• ออกซิเจน (รวมถึงอากาศ);
• สีเทา;
• ฮาโลเจน;
• เมื่อถูกความร้อน - ด้วยไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส, คาร์บอนและซิลิคอน
• ด้วยเกลือของโลหะที่มีฤทธิ์น้อยทำให้กลายเป็นสารธรรมดา
• ด้วยไอน้ำร้อน
• ด้วยเกลือของเหล็กในสถานะออกซิเดชัน +3

เห็นได้ชัดว่าเมื่อแสดงกิจกรรมดังกล่าว โลหะก็สามารถสร้างสารประกอบต่างๆ ที่มีคุณสมบัติหลากหลายและมีขั้วได้ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น เหล็กและสารประกอบของเหล็กมีความหลากหลายมากและถูกนำมาใช้ในกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และอุตสาหกรรมของมนุษย์ในสาขาต่างๆ มากมาย

การกระจายตัวในธรรมชาติ

สารประกอบเหล็กตามธรรมชาติพบได้ค่อนข้างบ่อย เนื่องจากเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสองในโลกรองจากอะลูมิเนียม ในเวลาเดียวกัน โลหะนั้นพบน้อยมากในรูปแบบบริสุทธิ์ โดยเป็นส่วนหนึ่งของอุกกาบาต ซึ่งบ่งบอกถึงการสะสมจำนวนมากในอวกาศ ส่วนใหญ่เป็นแร่ หิน และแร่ธาตุ

ถ้าเราพูดถึงเปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบที่เป็นปัญหา เราสามารถให้ตัวเลขต่อไปนี้

1. แกนกลางของดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน - 90%
2. ในเปลือกโลก - 5%
3. ในเสื้อคลุมของโลก - 12%
4. ในแกนโลก - 86%
5. ในน้ำในแม่น้ำ - 2 มก./ล.
6. ในทะเลและมหาสมุทร - 0.02 มก./ล.

สารประกอบเหล็กที่พบมากที่สุดประกอบด้วยแร่ธาตุดังต่อไปนี้:

• แมกนีไทต์;
• แร่เหล็กลิโมไนต์หรือสีน้ำตาล
• วิเวียน;
• ไพโรไทต์;
• หนาแน่น;
• ไซเดอร์ไรต์;
• แมกกาไซด์;
• โรคผิวหนังอักเสบ;
• หยิบผิด;
• ไมแลนเทอไรต์และอื่น ๆ

นี่ยังคงเป็นรายการยาวเนื่องจากมีจำนวนมากจริงๆ นอกจากนี้โลหะผสมหลายชนิดที่มนุษย์สร้างขึ้นยังแพร่หลายอีกด้วย สิ่งเหล่านี้ยังเป็นสารประกอบเหล็กโดยที่ยากต่อการจินตนาการถึงชีวิตมนุษย์ยุคใหม่ ซึ่งรวมถึงสองประเภทหลัก:

• เหล็กหล่อ;
• กลายเป็น.

เหล็กยังเป็นสารเติมแต่งที่มีคุณค่าในโลหะผสมนิกเกิลหลายชนิด

สารประกอบเหล็ก (II)

ซึ่งรวมถึงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบที่ขึ้นรูปเป็น +2 มีจำนวนค่อนข้างมาก เนื่องจากมี:

• ออกไซด์;
• ไฮดรอกไซด์;
• สารประกอบไบนารี
• เกลือที่ซับซ้อน
• สารประกอบเชิงซ้อน

สูตรของสารประกอบเคมีที่เหล็กแสดงสถานะออกซิเดชันที่ระบุเป็นสูตรเฉพาะสำหรับแต่ละประเภท มาดูสิ่งที่สำคัญที่สุดและพบเห็นได้ทั่วไปกัน

1. เหล็ก (II) ออกไซด์ผงสีดำ ไม่ละลายในน้ำ ลักษณะของการเชื่อมต่อนั้นเป็นพื้นฐาน มันสามารถออกซิไดซ์ได้อย่างรวดเร็ว แต่ก็สามารถรีดิวซ์เป็นสารธรรมดาได้อย่างง่ายดายเช่นกัน ละลายในกรดทำให้เกิดเกลือที่สอดคล้องกัน สูตร - FeO
2. เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์มันเป็นตะกอนอสัณฐานสีขาว เกิดจากปฏิกิริยาของเกลือกับเบส (ด่าง) มันแสดงคุณสมบัติพื้นฐานที่อ่อนแอและสามารถออกซิไดซ์ในอากาศอย่างรวดเร็วเป็นสารประกอบเหล็ก +3 สูตร - เฟ(OH) 2
3. เกลือของธาตุที่อยู่ในสถานะออกซิเดชันที่กำหนดตามกฎแล้วพวกเขามีสารละลายสีเขียวอ่อนพวกมันออกซิไดซ์ได้ดีแม้ในอากาศโดยรับและเปลี่ยนเป็นเกลือของเหล็ก 3 พวกมันละลายในน้ำ ตัวอย่างของสารประกอบ: FeCL 2, FeSO 4, Fe(NO 3) 2

   

   ในบรรดาสารที่กำหนด สารประกอบหลายชนิดมีความสำคัญในทางปฏิบัติ ประการแรก (II) นี่คือแหล่งจ่ายไอออนหลักสู่ร่างกายของผู้ที่เป็นโรคโลหิตจาง เมื่อผู้ป่วยได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคดังกล่าว เขาจะได้รับยาที่ซับซ้อนโดยพิจารณาจากสารประกอบที่เป็นปัญหา นี่คือวิธีการเติมเต็มการขาดธาตุเหล็กในร่างกาย

   ประการที่สองนั่นคือเหล็ก (II) ซัลเฟตร่วมกับทองแดงใช้เพื่อทำลายศัตรูพืชทางการเกษตรในพืชผล วิธีการนี้ได้รับการพิสูจน์ประสิทธิผลมานานหลายทศวรรษแล้ว ดังนั้นจึงได้รับการยกย่องอย่างสูงจากชาวสวนและชาวสวน

   เกลือของโมรา

   นี่คือสารประกอบที่เป็นผลึกไฮเดรตของเฟอร์รัสแอมโมเนียมซัลเฟต สูตรเขียนเป็น FeSO 4 *(NH 4) 2 SO 4 *6H 2 O หนึ่งในสารประกอบเหล็ก (II) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ พื้นที่หลักของการใช้งานของมนุษย์มีดังนี้

   1. ยา.
   2. การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการวิเคราะห์ไทไตรเมทในห้องปฏิบัติการ (เพื่อระบุปริมาณโครเมียม โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต วานาเดียม)
   3. ยารักษาโรค - เป็นอาหารเสริมสำหรับภาวะขาดธาตุเหล็กในร่างกายของผู้ป่วย
   4. สำหรับการชุบผลิตภัณฑ์ไม้ เนื่องจากเกลือของ Mohr ป้องกันกระบวนการเน่าเปื่อย

   มีพื้นที่อื่นที่ใช้สารนี้ ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักเคมีชาวเยอรมันผู้ค้นพบคุณสมบัติที่ปรากฏเป็นครั้งแรก

   สารที่มีสถานะออกซิเดชันของเหล็ก (III)

   คุณสมบัติของสารประกอบเหล็กซึ่งมีสถานะออกซิเดชันที่ +3 ค่อนข้างแตกต่างจากที่กล่าวไว้ข้างต้น ดังนั้นธรรมชาติของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่เกี่ยวข้องจึงไม่มีพื้นฐานอีกต่อไป แต่เป็นแอมโฟเทอริกที่เด่นชัด เรามาอธิบายสารหลักกันดีกว่า

   
   

   ในบรรดาตัวอย่างที่ให้ไว้ จากมุมมองเชิงปฏิบัติ ผลึกไฮเดรต เช่น FeCL 3* 6H 2 O หรือเฮกซาไฮเดรตเหล็ก (III) คลอไรด์ มีความสำคัญ ใช้ในการแพทย์เพื่อหยุดเลือดและเติมไอออนของธาตุเหล็กในร่างกายในระหว่างภาวะโลหิตจาง

   เหล็ก (III) ซัลเฟตไนน์ไฮเดรตใช้ในการกรองน้ำดื่มเนื่องจากทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอน

   สารประกอบเหล็ก (VI)

   สูตรของสารประกอบเคมีของเหล็กซึ่งมีสถานะออกซิเดชันพิเศษคือ +6 สามารถเขียนได้ดังนี้

   • เค 2 เฟโอ4 ;
   • นา 2 เฟโอ4 ;
   • MgFeO 4 และอื่นๆ

   พวกมันทั้งหมดมีชื่อสามัญว่า เฟอร์เรต และมีคุณสมบัติคล้ายกัน (ตัวรีดิวซ์ที่แรง) พวกเขายังสามารถฆ่าเชื้อและมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ ช่วยให้สามารถนำมาใช้ในการบำบัดน้ำดื่มในระดับอุตสาหกรรมได้

   การเชื่อมต่อที่ซับซ้อน

   สารพิเศษมีความสำคัญมากในเคมีวิเคราะห์และอื่นๆ สิ่งที่เกิดขึ้นในสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ เหล่านี้เป็นสารประกอบเหล็กที่ซับซ้อน สิ่งที่ได้รับความนิยมและได้รับการศึกษามากที่สุดมีดังต่อไปนี้

   1. โพแทสเซียมเฮกซะไซยาโนเฟอร์เรต (II) K 4ชื่ออื่นของสารประกอบคือเกลือเลือดเหลือง ใช้สำหรับการหาปริมาณไอออนเหล็ก Fe 3+ ในสารละลายเชิงคุณภาพ จากการเปิดรับแสงสารละลายจะได้สีฟ้าสดใสที่สวยงามเนื่องจากมีการสร้างคอมเพล็กซ์อื่นขึ้น - สีน้ำเงินปรัสเซียน KFe 3+ ตั้งแต่สมัยโบราณก็มีการใช้เป็น
   2. โพแทสเซียมเฮกซะไซยาโนเฟอร์เรต (III) K 3อีกชื่อหนึ่งคือเกลือเลือดแดง ใช้เป็นรีเอเจนต์คุณภาพสูงในการหาปริมาณไอออนเหล็ก Fe 2+ ผลที่ได้คือเกิดตะกอนสีน้ำเงิน เรียกว่า เทิร์นบูลบลู ยังใช้เป็นสีย้อมผ้า

   

   เหล็กในอินทรียวัตถุ

   ดังที่เราได้เห็นแล้วว่าเหล็กและสารประกอบของมันมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมากในชีวิตทางเศรษฐกิจของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม นอกจากนี้ บทบาททางชีววิทยาในร่างกายยังมีไม่น้อยแม้แต่ในทางกลับกัน

   มีโปรตีนที่สำคัญมากชนิดหนึ่งที่มีองค์ประกอบนี้ นี่คือเฮโมโกลบิน ต้องขอบคุณออกซิเจนที่ขนส่งและเกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซที่สม่ำเสมอและทันท่วงที ดังนั้นบทบาทของธาตุเหล็กในกระบวนการสำคัญ - การหายใจ - จึงมีมหาศาล

   

   โดยรวมแล้วร่างกายมนุษย์มีธาตุเหล็กประมาณ 4 กรัมซึ่งจะต้องเติมเต็มอย่างต่อเนื่องผ่านอาหารที่บริโภค

แร่เหล็กเป็นหินที่มีธาตุเหล็ก ซึ่งการสกัดเหล็กออกมานั้นมีความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ มีแร่ธาตุจำนวนมากที่มีธาตุเหล็ก แต่โดยส่วนใหญ่แล้วปริมาณธาตุเหล็กในแร่ธาตุเหล่านั้นจะต่ำหรือแร่ธาตุนั้นเกิดขึ้นในธรรมชาติในปริมาณเล็กน้อย
แร่ธาตุที่สำคัญที่สุดที่มีธาตุเหล็กสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มต่อไปนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี: 1) เหล็กออกไซด์; 2) เหล็กคาร์บอเนต; 3) เหล็กซิลิคอนและ 4) สารประกอบกำมะถันของเหล็ก ชื่อและรายชื่อแร่ธาตุเหล่านี้แสดงอยู่ในตาราง 7.

แมกนีไทต์. สูตรทางเคมีของแมกนีไทต์ (แร่เหล็กแม่เหล็ก) คือ Fe3O4 ประกอบด้วย Fe 72.4% และ O2 27.6% สีเข้มตั้งแต่สีเทาไปจนถึงสีดำ แร่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ระบบลูกบาศก์ ประเภทของสมมาตรหกเหลี่ยม ความแข็ง 5.5-6; ตี น้ำหนัก 4.9-5.2. ส่วนแบ่งของแร่ธาตุนี้ในการผลิตแร่เหล็กทั้งหมดมีน้อย อย่างไรก็ตาม ในภูมิภาคโลหะวิทยาบางแห่ง เช่น ในเทือกเขาอูราลหรือสวีเดน แร่แมกนีไทต์มีความโดดเด่น
ภายใต้สภาพธรรมชาติ แมกนีไทต์ในขณะที่ยังคงโครงสร้างผลึกไว้ จะถูกออกซิไดซ์ในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น ปริมาณออกซิเจนในแร่เหล็กแม่เหล็กในกรณีนี้ไม่สอดคล้องกับสูตร Fe3O4 หรือ FeO*Fe2O3 อย่างสมบูรณ์อีกต่อไป
โดยปกติแล้วในแร่ที่เกิดจากแร่เหล็กแม่เหล็กนอกเหนือจากแมกนีไทต์แล้วยังมีผลิตภัณฑ์จากการผุกร่อน - กึ่งมาร์ไทต์และมาร์ไทต์ ตามการจำแนกประเภทที่นักวิชาการนำมาใช้ ศศ.ม. พาฟลอฟ. แร่เหล็กแม่เหล็กรวมถึงแร่ที่มีอัตราส่วน Fetotal/FeO น้อยกว่า 3.5 (แทนที่จะเป็น 2.333 ในแร่เหล็กแม่เหล็กที่ไม่ถูกออกซิไดซ์) แร่ที่มีอัตราส่วน Fetotal/FeO มากกว่า 3.5 และน้อยกว่า 7 จะจัดเป็นแร่กึ่งมาร์ไทต์ และสุดท้าย แร่ที่มีอัตราส่วน Fetotal/FeO มากกว่า 7 จะถูกจัดเป็นแร่มาร์ไทต์ Sokolov จากตัวเลขเดียวกัน ใช้อัตราส่วน Fetotal/FeFeO แทนอัตราส่วน Fetotal/FeO ดังนั้นการจำแนกประเภทของแร่แมกนีไทต์จึงเป็นเงื่อนไข
ออกไซด์ เหล็กออกไซด์บริสุทธิ์ทางเคมีประกอบด้วย Fe 70% และ O2 30% การดัดแปลงโพลีมอร์ฟิกของเหล็กออกไซด์สองแบบเป็นที่รู้จักในธรรมชาติ - a-Fe2O3 ที่เสถียร (ระบบตรีโกณมิติ) และ y-Fe2O3 ที่ไม่เสถียร (ระบบลูกบาศก์) ซึ่งมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กสูงและเรียกว่าแมกฮีไมต์
Hematite แสดงโดยการดัดแปลงครั้งแรก สีของออกไซด์ของผลึกคือเหล็กดำถึงเหล็กสีเทา ความถ่วงจำเพาะของออกไซด์คือ 5.0-5.3 ความแข็ง 5.5-6 เฮมาไทต์เป็นพื้นฐานของแหล่งสะสมแร่เหล็กที่สำคัญที่สุดในโลก แร่เหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับหินในยุคทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน และมีการกระจายอย่างกว้างขวางในรูปแบบต่างๆ สัตว์เหล่านี้หลายชนิดได้รับการตั้งชื่อตามลักษณะเด่น เช่น หินเหล็กสีแดง หินเหล็กสีแดงอูลิติก ไมกาเฟอร์รูจินัส หัวแก้วสีแดง เป็นต้น
แร่เหล็กสีน้ำตาล เชื่อกันมานานแล้วว่าเหล็กออกไซด์ก่อให้เกิดสารประกอบทางเคมีต่อไปนี้กับน้ำ: ทูไรต์ - 2Fe2O3*H2O (66.31% Fe และ 5.3% น้ำไฮเดรต); goethite - Fe2O3*H2O (62.92% Fe และน้ำไฮเดรต 10.1%); ลิโมไนต์ - 2Fe2O3*3H2O (59.88% Fe และน้ำไฮเดรต 14.43%); xaitoonderite-Fe2O3*2H2O (โหมดไฮเดรชั่น 57.14% Fe และ 18.36%); ลิมไนต์ - Fe2O3*3H2O (52.3% Fe และน้ำไฮเดรต 25.3%)
เมื่อเร็วๆ นี้ จากการศึกษาด้วยรังสีเอกซ์ พบว่าในความเป็นจริงแล้ว เหล็กออกไซด์ก่อตัวขึ้นพร้อมกับน้ำ สารประกอบเคมีชนิดหนึ่งที่มีอัตราส่วน Fe2O3:H2O = 1:1 ซึ่งมีโครงตาข่ายคริสตัลจำเพาะ เหล็กไฮดรอกไซด์ที่อุดมด้วยน้ำทั้งหมดส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจล ไม่ใช่สารประกอบที่มีองค์ประกอบเฉพาะ มักจะมีน้ำที่ถูกดูดซับในปริมาณที่แตกต่างกัน
ในหนังสือเรียนสมัยใหม่เกี่ยวกับแร่วิทยา สูตรของเกอเอไทต์มักแสดงเป็น HFeO2 (เนื่องจาก Fe ในเกอเอไทต์เกี่ยวข้องกับไฮดรอกซิล) และสูตรของลิโมไนต์ (ไฮดรอกไซด์ของเหล็กทั้งหมดที่มี Fe2O3:H2O > 1) คือ HFeO2*aq ( aqua ในภาษาละตินคือ water ) Turyite ตามการศึกษาด้วยรังสีเอกซ์และความร้อนพบว่าเป็นส่วนผสมของเกอไทต์และลิโมไนต์กับไฮโดรฮีมาไทต์ดังนั้นจึงไม่ใช่แร่ธาตุอิสระ
ระบบของเกอไทต์เป็นแบบสมมาตรแบบสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน - ปิรามิด
สีของลิโมไนต์และโกเอไทต์เป็นสีน้ำตาลเข้มถึงดำ ความแข็งของเกอไทต์คือ 4.5-5.5, ลิโมไนต์ 4-1; ความถ่วงจำเพาะของ goethite คือ 4.0-4.4, limonite - อยู่ในช่วง 3.3 ถึง 4.0
ขึ้นอยู่กับสภาพทางกายภาพและรูปลักษณ์ มีแร่เหล็กสีน้ำตาลหลายประเภท: หัวแก้วสีน้ำตาล แร่เหล็กสีน้ำตาลธรรมดา แร่หนองน้ำและทะเลสาบ และอื่น ๆ
คาร์บอเนต ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของกลุ่มนี้คือแร่ที่เรียกว่าซิเดอไรต์ เสากระโดงเหล็ก หรือหินเหล็กเสากระโดง องค์ประกอบถูกกำหนดโดยสูตร FeCO3 (48.3% Fe และ 37.9% CO2) ในบรรดาสิ่งเจือปนแบบไอโซมอร์ฟิกมักพบแมงกานีสและแมกนีเซียมคาร์บอเนตอยู่มากที่สุด ระบบไซเดอไรต์เป็นแบบตรีโกณมิติ สีของไซเดอร์ไรต์ในสถานะสดคือสีเหลืองอมขาว สีเทา บางครั้งอาจมีสีเขียวหรือสีน้ำตาล ความแข็งของซิเดอไรต์คือ 3.5-4.5; ความถ่วงจำเพาะ 3.9.
ในระหว่างการผุกร่อน ไซเดอไรต์จะออกซิไดซ์เพื่อสร้างลิโมไนต์และโกเอไทต์
เหล็กซิลิเกต เหล็กซิลิเกตถูกรวมเป็นสิ่งเจือปนในองค์ประกอบของแร่เหล็กบางชนิด เหล็กซิลิเกตประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิด เช่น หมู่คลอไรต์ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือคาโมไซต์ (สูตรโดยประมาณ 4FeO*Al2O3*3SiO2*4H2O) ปริมาณ FeO ในซิลิเกตนี้อยู่ในช่วง 34.3 ถึง 42.5%
ในบรรดาแร่ธาตุของกลุ่มอื่น ๆ ที่มีเหล็กซิลิเกตควรกล่าวถึง nontronite ซึ่งองค์ประกอบถูกกำหนดโดยสูตร: m (Mg3 [OH]2) p ((Fe, Al)2 2) nH2O, อัลมันดีน - Fe3Al23; และแอนดราไดต์ Ca3Fe23
สารประกอบเหล็กกำมะถัน แร่ธาตุชนิดหนึ่งที่เป็นตัวแทนของกลุ่มนี้คือไพไรต์ (ซัลเฟอร์ไพไรต์, เหล็กไพไรต์) FeS2 ซึ่งมี Fe 46.7% และ S 53.4% ​​เนื่องจากมีปริมาณกำมะถันสูง แร่ธาตุที่มีสารประกอบกำมะถันเหล็กจึงไม่ถูกใช้เป็นแร่เหล็ก แร่ไพไรต์หรือแร่ไพไรต์ถูกขุดในปริมาณมากเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก และแร่นั้นจะถูกคั่วในอากาศ ในระหว่างการคั่ว กำมะถันส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออกไป ของแข็งที่เหลือส่วนใหญ่เป็นเหล็กออกไซด์และเรียกว่าขี้เถ้าไพไรต์ หลังจากการเผาผนึก ถ่านเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในการถลุงเตาถลุงเหล็กได้
แมกกาไซต์เป็น FeS2 ที่มีความหลากหลายหลายรูปแบบและมีระบบออร์โธฮอมบิก (ไพไรต์มีระบบลูกบาศก์)