طبقه بندی سنگ آهن

کانی‌های آهن‌دار مختلف را می‌توان بر اساس ترکیب معدنی به سه دسته مگنتیت، هماتیت و لیمونیت تقسیم کرد. ترکیب شیمیایی، ساختار کریستالی و شرایط زمین شناسی آنها متفاوت است، بنابراین سنگ آهن مختلف دارای اشکال خارجی و خواص فیزیکی متفاوت است.

(1) مگنتیت

کانی اصلی آهن‌دار مگنتیت است و فرمول شیمیایی آن Fe3O4 است که FeO{3}} درصد، Fe2O3=69 درصد آن و میزان آهن نظری آن 72.4 درصد است. این سنگ گاهی اوقات حاوی ترکیبی از سنگ کامپوزیت TiO2 و V2O5 است که به ترتیب تیتانومگنتیت یا ویتریولیت نامیده می شوند. به ندرت در سنگ معدن مگنتیت خالص طبیعی دیده می شود و اغلب در اثر اکسیداسیون سطحی، بخشی از مگنتیت اکسید شده و به هماتیت نیمه فانتوم و شبه هماتیت تبدیل می شود. به اصطلاح هماتیت کاذب، اکسید شدن مگنتیت (Fe3O4) به هماتیت (Fe2O3) است، اما همچنان شکل اصلی مگنتیت را حفظ کرده است، بنابراین به آن هماتیت کاذب می گویند.

مگنتیت خواص مغناطیسی قوی دارد و کریستال اغلب هشت وجهی است و تعداد کمی دوازده وجهی لوزی شکل است. سنگدانه ها اغلب بلوک های متراکمی را تشکیل می دهند، رگه های رنگی سیاه آهنی، درخشندگی نیمه فلزی، چگالی نسبی 4.9-5.2، سختی 5.5-6، و هیچ شکافی وجود ندارد. گنگ عمدتاً کوارتز و سیلیکات است. کاهش پذیری ضعیفی دارد و به طور کلی حاوی سطوح بالایی از ناخالصی های مضر مانند گوگرد و فسفر است.

(2) هماتیت

هماتیت سنگ معدن اکسید آهن بدون آب است، فرمول شیمیایی آن Fe2O3 و میزان آهن نظری آن 70 درصد است. این سنگ غالباً ذخایر عظیمی را در طبیعت تشکیل می دهد و از نظر حجم دفن و معدن سنگ معدن اصلی تولید صنعتی است.

میزان آهن هماتیت به طور کلی 50 تا 60 درصد است. حاوی ناخالصی های مضر کمتری مانند گوگرد و فسفر است و کاهش آن بهتر از مگنتیت است. بنابراین، هماتیت یک ماده خام نسبتاً خوب برای آهن است.

هماتیت دارای اولیه و وحشی است و مگنتیت هماتیت احیا شده پس از اکسیداسیون خواص مغناطیسی خود را از دست می دهد، اما همچنان شکل کریستالی مگنتیت را حفظ می کند. شبه هماتیت اغلب حاوی مقداری مگنتیت باقیمانده است. گاهی اوقات هماتیت حاوی برخی محصولات هوازدگی هماتیت مانند لیمونیت (2Fe2O3·3H2O) است.

هماتیت درخشندگی نیمه فلزی دارد، سختی کریستالایزر 5 است.{2}}، سختی هماتیت خاکی بسیار کم است، بدون شکاف، چگالی نسبی 4 است.{4}}.3، فقط ضعیف است. مغناطیسی، و گانگ سیلیکات است.

(3) لیمونیت

لیمونیت یک سنگ معدنی اکسید آهن آبدار است که در اثر هوازدگی سایر سنگها به وجود می آید. این پراکنده ترین در طبیعت است، اما به ندرت می توان دفن های بزرگ را یافت. فرمول شیمیایی آن nFe2O3·mH2O (n=1-3، m=1-4) است. لیمونیت در واقع مخلوطی از گوتیت (Fe2O3·H2O)، هیدروگوتیت (2Fe2O3·H2O) و اکسیدهای آهن با آب های کریستالی مختلف و مواد آرژیل است. بیشتر کانی های آهن دار در لیمونیت به شکل 2Fe2O3·H2O وجود دارد.

به طور کلی میزان آهن سنگ لیمونیت 37 تا 55 درصد است و گاهی اوقات میزان فسفر آن بیشتر است. لیمونیت دارای جذب آب قوی است و به طور کلی مقدار زیادی آب را جذب می کند. پس از برشته شدن یا حرارت دادن در کوره بلند، آب آزاد و آب کریستال حذف می شود و تخلخل سنگ معدن افزایش می یابد که کاهش پذیری سنگ معدن را تا حد زیادی بهبود می بخشد. بنابراین کاهش پذیری لیمونیت بهتر از هماتیت و مگنتیت است. در عین حال، محتوای آهن سنگ معدن به دلیل حذف رطوبت به ترتیب افزایش می یابد.