铁矿石如何分类?3Q

铁矿石如何分类?3Q

一、矿物原料特点 (一)主要铁矿 物铁矿物种类繁多,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 FeO 31.03%,Fe2O3 68.97%或含Fe 72.2%,O 27.6%,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.硬度5.5～6.5.比重4.9～5.2.具强磁性. 磁铁矿中常有相当数量的Ti4+以类质同象代替Fe3+,还伴随有Mg2+和V3+等相应地代替Fe2+和Fe3+,因而形成一些矿物亚种,即： (1)钛磁铁矿 Fe2+(2+x)Fe3+(2-2x)TixO4(0＜x＜1),含TiO212%～16%.常温下,钛从其中分离成板状和柱状的钛铁矿及布纹状的钛铁晶石. (2)钒磁铁矿 FeV2O4或Fe2+(Fe3+V)O4,含V2O5有时高达68.41%～72.04%. (3)钒钛磁铁矿 为成分更为复杂的上述两种矿物的固溶体产物. (4)铬磁铁矿 含Cr2O3可达百分之几. (5)镁磁铁矿 含MgO可达6.01%. 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(假象赤铁矿及褐铁矿),但仍能保持其原来的晶形. 2.赤铁矿 自然界中Fe2O3的同质多象变种已知有两种,即α-Fe2O3和γ-Fe2O3.前者在自然条件下稳定,称为赤铁矿；后者在自然条件下不如α-Fe2O3稳定,处于亚稳定状态,称之为磁赤铁矿. 赤铁矿：Fe 69.94%,O 30.06%,常含类质同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2+、Ca、Mg及少量Ga和Co.三方晶系,完好晶体少见.结晶赤铁矿为钢灰色,隐晶质；土状赤铁矿呈红色.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.硬度5～6.比重5～5.3. 赤铁矿的集合体有各种形态,形成一些矿物亚种,即： (1)镜铁矿 为具金属光泽的玫瑰花状或片状赤铁矿的集合体. (2)云母赤铁矿 具金属光泽的晶质细鳞状赤铁矿. (3)鲕状或肾状赤铁矿 形态呈鲕状或肾状的赤铁矿. 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 γ-Fe2O3,其化学组成中常含有Mg、Ti和Mn等混入物.等轴晶系,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,硬度5,比重4.88,强磁性. 磁赤铁矿主要是磁铁矿在氧化条件下经次生变化作用形成.磁铁矿中的Fe2+完全为Fe3+所代替(3Fe2+→2Fe3+),所以有1/3Fe2+所占据的八面体位置产生了空位.另外,磁赤铁矿可由纤铁矿失水而形成,亦有由铁的氧化物经有机作用而形成的. 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、泥质等的混合物.化学成分变化大,含水量变化也大. (1)针铁矿 α-FeO(OH),含Fe 62.9%.含不定量的吸附水者,称水针铁矿HFeO2·NH2O.斜方晶系,形态有针状、柱状、薄板状或鳞片状.通常呈豆状、肾状或钟乳状.切面具平行或放射纤维状构造.有时成致密块状、土状,也有呈鲕状.颜色红褐、暗褐至黑褐.经风化而成的粉末状、赭石状褐铁矿则呈黄褐色.针铁矿条痕为红褐色,硬度5～5.5,比重4～4.3.而褐铁矿条痕则一般为淡褐或黄褐色,硬度1～4,比重3.3～4. (2)纤铁矿 γ-FeO(OH),含Fe 62.9%.含不定量的吸附水者,称水纤铁矿FeO(OH)·NH2O.斜方晶系.常见鳞片状或纤维状集合体.颜色暗红至黑红色.条痕为桔红色或砖红色.硬度4～5,比重4.01～4.1. 5.钛铁矿 FeTiO3,Fe 36.8%,Ti 36.6%,O 31.6%.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.硬度5～6.5,比重4～5.弱磁性.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 FeCO3,FeO 62.01%,CO2 37.99%,常含Mg和Mn.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.硬度3.5～4.5,比重3.96左右,因Mg和Mn的含量不同而有所变化. (二)铁的化学和物理性质 铁元素(Ferrum)的原子序数为26,符号为Fe.在元素周期表上,铁是第四周期第八副族(ⅧB)的元素.它与钴和镍同属四周期ⅧB族. 在自然界中,铁元素有4种稳定同位素,其同位素丰度(%)如下(Hertz,1960)： 54Fe—5.81,56Fe—91.64,57Fe—2.21,58Fe—0.34. 铁的原子量平均为55.847(当12C=12.000时). 铁的原子半径,取12配位数时,为1.26×10-10m.铁的原子体积为7.1cm３/克原子,原子密度为7.86g/cm3. 铁原子的电子结构是3d64s2. 铁原子很容易失掉最外层的两个s电子而呈正二价离子(Fe2+).如果再失掉次外层的1个d电子,则呈正三价离子(Fe3+).铁元素的这种变价特征,导致铁在不同氧化还原反应中显示出不同的地球化学性质. 铁原子失去第一个电子的电离势(I1)为7.90eV,失去第二个电子的电离势(I2)为16.18eV,失去第三个电子的电离势(I3)为30.64eV. 铁的离子半径随配位数和离子电荷而变化.据Ahrens(1952)资料,取6配位数时,Fe2+的离子半径为0.074nm,Fe3+的离子半径为0.064nm.铁离子在含氧盐和卤化物等中构成离子化合物. 铁常与硫和砷等构成共价化合物.铁的共价半径为1.17×10－１０m.其键性强度可用铁和硫、砷等的电负性差求得.铁的电负性,Fe2+为1.8,Fe3+为1.9(波林,1964). 凡是原子半径与铁相近的元素,当晶体结构相同时,易与铁形成金属互化物,如铁和铂族形成的金属互化物粗铂矿(Pt,Fe).凡是离子半径与铁相近的元素,当化学结构式相同时,易与铁发生类质同象替换,如硅酸盐中的铁橄榄石和镁橄榄石类质同象系列；碳酸盐中的菱铁矿和菱锰矿类质同象系列；以及钨酸盐中的钨铁矿和钨锰矿类质同象系列,等等. 离子电位(Φ)是一个重要的地球化学指标.Fe2+的离子电位为2.70,可在水溶液中呈自由离子(Fe2+)迁移.Fe3+的离子电位较高,为4.69,它易呈水解产物沉淀.因此,在还原条件下,有利于Fe2+呈自由离子迁移；在氧化条件下,则Fe2+易氧化为Fe3+而呈水解产物沉淀.与铁共沉淀的元素(同价的或异价的)共生组合,可用离子电位图来预测. 铁及其化合物的密度、熔点和沸点,以及它们在水中的溶解度或溶度积,是决定铁进行地球化学迁移的重要物理常数. 铁化合物的溶度积(18℃时),Fe(OH)3为1.1×10-36,Fe(OH)2为1.04×10-14,FeS为3.7×10-19,等等. 铁的熔化潜热为269.55J/g,蒸发潜热为6343J/g. 此文章来源于： www.gyxxjx.com
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