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烧结原料的百科

谢剑

磁铁矿

磁铁矿Magnetite为氧化物类矿物磁铁矿的矿石。属等轴晶系。晶体呈八面体、十二面体。晶面有条纹。多为粒块状集合体。铁黑色，或具暗蓝靛色。条痕黑，半金属光泽。不透明。无解理。断口不平坦。硬度5.5～6.5。密度5.16～5.18g/cm3。具强磁性。性脆。无臭，无味。常产于岩浆岩、变质岩中。海滨沙中也常存在。分布山东、河北、河南、辽宁、黑龙江、内蒙古、湖北、云南、广东、四川、山西、江苏、安徽。磁铁矿的化学成分为Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物，晶体常呈八面体和菱形十二面体、集合体呈粒状或块状。完好单晶形呈八面体或菱形十二面体，呈菱形十二面体时，菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。集合体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重。因为它具有强磁性，中国古代中国古籍中称为磁石，表征它具有磁性；此外尚有偩铁石、磁石、玄石等名称。含铁量为72.4%，是最重要的铁矿石。如矿石中含有害元素很少，可直接用于平炉炼钢。不少磁铁矿中还伴有钛、钒、铬等元素，冶炼过程中可以综合利用。磁铁矿还是传统的中药材之一，中医认为有镇静安神的成效。磁铁矿晶体具反尖晶石型结构(见尖晶石)。单晶体常呈八面体也呈菱形十二面体,双晶常见集合体呈块状或粒状。铁黑色，半金属光泽,有时具八面体裂理。摩斯硬度5.5～6.5，比重5.2,具亚铁磁性,是矿物中磁性最强的能被永久磁铁所吸引。其中具有极磁性、能吸引铁针等物的称为极磁铁矿。又称为慈石、磁石、玄石。是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，中国古代的指南针"司南"就是利用这一特性制成的。氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。磁铁矿晶体常呈八面体和菱形十二面体、集合体呈粒状或块状。完好单晶形呈八面体或菱形十二面体，呈菱形十二面体时，菱形面上常有平行该晶面长对角线方向的条纹。集合体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明，无解理，摩氏硬度5.5-6，比重。具亚铁磁性,是矿物中磁性最强的能被永久磁铁所吸引。其中具有极磁性、能吸引铁针等物的称为极磁铁矿。又称为慈石、磁石、玄石。磁铁矿是矿物中磁性最强的，能被永久磁铁吸引，氧化后变为赤铁矿或褐铁矿。磁铁矿分布广，有多种成因。生于变质矿床和内生矿床中，岩浆成因矿床以瑞典基鲁纳为典型；火山作用有关的矿浆直接形成的以智利拉克铁矿为典型；接触变质形成的铁矿以中国大冶铁矿为典型；含铁沉积岩层经区域变质作用形成的铁矿，品位低规模大，俄罗斯、北美、巴西、澳大利亚和中国辽宁鞍山等地都有大量产出。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料，也是传统的中药材。理论组成(wB%)：FeO31.03，Fe2O368.96。其中Fe3的类质同像代替有Al3、Ti4、Cr3、V3等；替代Fe2的有Mg2、Mn2、Zn2、Ni2、Co2、Cu2、Ge2等。当Ti4代替Fe3时，伴随有Fe2—Fe3、Mg2—Fe2和V3—Fe3；Ti亦可以钛铁矿或钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在，系由固溶体出溶而成。在>600℃时，形成磁铁矿FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶体，矿物结构式：Fe3[Fe21-xFe31-2xTi4x]O4(0≤x≤0.2)；Fe31.2-xFe2x-0.2[Fe21.2Fe30.8-xTi4x]O4(0.2≤x≤0.8)；Fe32-2xFe22x-1[Fe22-xTi4x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括号中的阳离子为八面体配位。在>500℃时那么形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶体；随温度的下降，固溶体发生出溶。当Ti4代替Fe3，其中TiO2?25%时称含钛磁铁矿，TiO2?25%者称钛磁铁矿。含钒钛较多时，那么称钒钛磁铁矿。含铬者称铬磁铁矿。钛磁铁矿与钒钛磁铁矿在高温时形成固溶体，温度下降时发生出溶，在光片中可看到钛铁矿在磁铁矿晶粒中生成的显微定向连生常沿磁铁矿的八面体裂开分布，叫钛铁磁铁矿。磁铁矿中的Fe2可被Mg2代替，构成磁铁矿－镁铁矿完全类质同像系列。化学成分：FeO31.03，Fe2O368.96。其中Fe3的类质同像代替有Al3、Ti4、Cr3、V3等；替代Fe2的有Mg2、Mn2、Zn2、Ni2、Co2、Cu2、Ge2等。当Ti4代替Fe3时，伴随有Fe2—Fe3、Mg2—Fe2和V3—Fe3；Ti亦可以钛铁矿或钛铁晶石的细小包裹体呈定向连生形式存在，系由固溶体出溶而成。在>600℃时，形成磁铁矿FeFe2O4—Fe2TiO4完全固溶体，矿物结构式：Fe3[Fe21-xFe31-2xTi4x]O4(0≤x≤0.2)；Fe31.2-xFe2x-0.2[Fe21.2Fe30.8-xTi4x]O4(0.2≤x≤0.8)；Fe32-2xFe22x-1[Fe22-xTi4x]O4(0.8≤x≤1)；其中方括号中的阳离子为八面体配位。在>500℃时那么形成FeFe2O4—FeTiO3完全固溶体；随温度的下降，固溶体发生出溶。当Ti4代替Fe3，其中TiO2在25%时称含钛磁铁矿，TiO2在25%者称钛磁铁矿。含钒钛较多时，那么称钒钛磁铁矿。含铬者称铬磁铁矿。钛磁铁矿与钒钛磁铁矿在高温时形成固溶体，温度下降时发生出溶，在光片中可看到钛铁矿在磁铁矿晶粒中生成的显微定向连生常沿磁铁矿的八面体裂开分布，叫钛铁磁铁矿。磁铁矿中的Fe2可被Mg2代替，构成磁铁矿－镁铁矿完全类质同像系列。各种含铁矿物按其矿物组成，主要可分为4大类：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。由于它们的化学成分、结晶构造以及生成的地质条件不同，因此各种铁矿石具有不同的外部形态和物理特性。〔1〕磁铁矿主要含铁矿物为磁铁矿，其化学式为Fe3O4，其中FeO=31%，Fe2O3=69%，理论含铁量为72.4%。这种矿石有时含有TiO2及V2O5组合复合矿石，分别称为钛磁铁矿或矾钛磁铁矿。在自然纯磁铁矿矿石很少遇到，常常由于地表氧化作用使局部磁铁矿氧化转变为半假象赤铁矿和假象赤铁矿。所谓假象赤铁矿就是磁铁矿〔Fe3O4〕氧化成赤铁矿〔Fe2O3〕，但它仍保存原来磁铁矿的外形，所以叫做假象赤铁矿。磁铁矿具有强磁性，晶体常成八面体，少数为菱形十二面体。集合体常成致密的块状，颜色条痕为铁黑色，半金属光泽，相对密度4.9～5.2，硬度5.5～6，无解理，脉石主要是石英及硅酸盐。复原性差，一般含有害杂质硫和磷较高。

磁铁矿

赤铁矿赤铁矿为无水氧化铁矿石，其化学式为Fe2O3，理论含铁量为70%。这种矿石在自然界中经常形成巨大的矿床，从埋藏和开采量来说，它都是工业生产的主要矿石。赤铁矿含铁量一般为50%～60%，含有害杂质硫和磷比较少，复原较磁铁矿好，因此，赤铁矿是一种比较优良的炼铁原料。赤铁矿有原生的，也有野生的，再生的赤铁矿的磁铁矿经过氧化以后失去磁性，但仍保存着磁铁矿的结晶形状的假象赤铁矿，在假象赤铁矿中经常含有一些剩余的磁铁矿。有时赤铁矿中也含有一些赤铁矿的风化产物，如褐铁矿〔2Fe2O3•3H2O〕。赤铁矿具有半金属光泽，结晶者硬度为5.5～6，土状赤铁矿硬度很低，无解理，相对密度4.9～5.3，仅有弱磁性，脉石为硅酸盐。褐铁矿褐铁矿是含水氧化铁矿石，是由其他矿石风化后生成的，在自然界中分布得最广泛，但矿床埋藏量大的并不多见。其化学式为nFe2O3•mH2O(n=1～3、m=1～4)。褐铁矿实际上是由针铁矿〔Fe2O3•H2O〕、水针铁矿〔2Fe2O3•H2O〕和含不同结晶水的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的。褐铁矿中绝大局部含铁矿物是以2Fe2O3•H2O形式存在的。一般褐铁矿石含铁量为37%～55%，有时含磷较高。褐铁矿的吸水性很强，一般都吸附着大量的水分，在焙烧或入高炉受热后去掉游离水和结晶水，矿石气孔率因而增加，大大改善了矿石的复原性。磁铁矿所以褐铁矿比赤铁矿和磁铁矿的复原性都要好。同时，由于去掉了水分相应地提高了矿石的含铁量。菱铁矿菱铁矿为碳酸盐铁矿石，化学式为FeCO3，理论含铁量48.2%。在自然界中，有工业开采价值的菱铁矿比其他三种矿石都少。菱铁矿很容易被分解氧化成褐铁矿。一般含铁量不高，但受热分解出CO2以后，不仅含铁量显著提高而且也变得多孔，复原性很好。为最重要和最常见的铁矿石矿物。钛磁铁矿、钒钛磁铁矿同时亦为钛、钒的重要矿石矿物。富含Ti、V、Ni、Co等元素时可综合利用。药用磁铁矿名磁石，别名玄石、慈石、灵磁石、吸铁石、吸针石。成效：潜阳安神；聪耳明目；纳气平喘。磁不但在现代医学上有着重要的应用，如核磁共振成像技术，常称磁共振CT(计算机化层析术)，以及心磁图和脑磁图的应用，而且还有着悠久的历史。在西汉的《史记》(约公元前90年)书中的“仓公传〞便讲到齐王侍医利用5种矿物药(称为五石)治病。这5种矿物药是指磁石(Fe3O4)、丹砂(HgS)、雄黄(As2O3)、矾石(硫酸钾铝)和曾青(2cuCo3)。随后历代都有应用磁石治病的记载。例如，在东汉的《神农本草》(约公元2世纪)药书中便讲到利用味道辛寒的慈(磁)石治疗风湿、肢节痛、除热和耳聋等疾病，南北朝陶弘景著的《名医别录》(公元510年)医药书中讲到磁石可以养肾脏，强骨气，通关节，消痛肿等。唐代著名医药学家孙思邈著的《千金方》(公元652年)药书中还讲到用磁石等制成的蜜丸，如经常服用可以对眼力有益。北宋何希影著的《圣惠方》(公元1046年)医药书中又讲到磁石可以医治儿童误吞针的伤害，这就是把枣核大的磁石，磨光钻孔穿上丝线后投入喉内，便可以把误吞的针吸出来。南宋严用和著的《济生方》(公元1253年)医药书中又讲到利用磁石医治听力不好的耳病，这是将一块豆大的磁石用新绵塞入耳内，再在口中含一块生铁，便可改善病耳的听力。总的说来，在各个朝代的医药书中常有用磁石治疗多种疾病的记载。明代著名药学家李时珍著的《本草纲目》关于医药用磁石的记述内容丰富并具总结性，对磁石形状、主治病名、药剂制法和多种应用的描述都很详细，例如磁石治疗的疾病就有耳卒聋闭、肾虚耳聋、老人耳聋、老人虚损、眼昏内障、小儿惊痫、子宫不收、大肠脱肛、金疮肠出、金疮血出、误吞针铁、丁肿热毒、诸般肿毒等10多种疾病，利用磁石制成的药剂有磁朱丸、紫雪散和耳聋左慈丸等。磁铁矿磁铁矿分布广，有多种成因。瑞典基鲁纳是典型的岩浆矿床。智利的拉科铁矿是由与火山作用有关的矿浆直接形成的。接触变质形成的铁矿可以中国大冶铁矿为例。由沉积的含铁岩层经区域变质作用形成的铁矿〔如中国鞍山一带的铁矿〕，以磁铁矿和赤铁矿为主，规模很大，但品位较低，是世界上最重要的铁矿来源。前苏联、北美、巴西、澳大利亚都有特大型的此种铁矿。磁铁矿因比重大，并有抵抗风化的能力，所以在河床或滨海砂中也能富集。遭受氧化后能转变为赤铁矿；假设保存原有的外形,即称为假象赤铁矿。

南极地区的矿产资源极为丰富。据已查明的资源分布来看，煤、铁和石油的储量为世界第一，其它的矿产资源还正在勘测过程中。在南极地区，可望发现更多更丰富的矿产资源，为人类利用这些资源提出科学依据。南极大陆二叠纪煤层主要分布于南极洲的冰盖下面，储量约为5000亿吨。铁矿是南极最富有的矿产资源之一。在南极大陆，主要分布在东南极洲。据科学家们勘测，在查尔斯王子山脉南部的地层内，在晚太古至元古代，有一条厚度达400米，长120公里～180公里，宽5公里～10公里的条带状富磁铁矿岩层，矿石平均品位达32%～58%，是具有工业开采价值的富铁矿床，初步估算其蕴藏量可供全世界开发利用200年，是当今世界最大的富铁矿藏。有趣的是，如果沿着南极洲查尔斯王子山脉所在的经度范围〔北纬60度至北纬70度〕一直往北走，几乎在相同经度差不多对称的北极地区，又是一片世界级大铁矿地区。人们对南极及其陆架区矿产资源了解得并不多，原因很简单，面积巨大，厚达几千米的冰盖和恶劣的自然环境限制了科学家的调查，但是通过几十年不间断的工作，已经在南极发现矿床、矿点百余处。美国地质调查所把南极大陆划分出三个主要的成矿区：安第斯多金属成矿区，主要为铜、铂、金、银、铬、镍、钻等矿产；横贯南极山脉多金属成矿区，有铜、铅、锌、金、银、锡等矿产；东南极铁矿成矿区，除大量铁矿外，尚有铜、铂等有色金属，并发现金伯利岩。一般认为查尔斯王子山铁矿和横贯南极山脉区的煤矿规模最大；罗斯海、威德尔海、阿蒙森海、别林斯高晋海等海盆油气远景最大。尽管南极大陆及其陆架的地质调查和矿产资源开发难度颇大，但随着其他大洲可供开发的矿产资源的日益减少和枯竭，将迫使人类向海洋、南极洲或其他地方寻找出路。至于人们担忧矿产资源开发可能造成的环境、生态的破坏和污染，人类也会从科学技术进步中找到妥善的解决方法。但在目前，南极禁止一切矿产资源的开发和利用。全世界已查明的铁的蕴藏量是相当可观的，但具有工业开采价值的富铁矿床就不是那么乐观了，所以近几十年来，地质学家们又逐步把寻找铁矿远景资源的目光投向南极洲。铁矿是南极大陆所发现的储量最大的矿产，主要位于东南极。1966年，苏联地质学家在查尔斯王子山脉南部的鲁克尔山北部发现了厚度约70米的条带状富磁铁矿岩层，称为条带状磁铁矿层或碧玉岩。矿石平均含铁品位为34.1%，最富可达58%。整个岩系厚度达400米。他们在1971—1974年调查，确定了该地区磁铁矿和硅酸盐中铁的品位可以与澳大利亚西部的哈默斯利盆地、北美洲的苏必利尔湖区、加拿大的谢弗维尔地区和苏联的克里沃•罗格地区的铁构造相比。航空磁场调查资料说明，铁矿集中区在冰体下长120～180千米，宽5～10千米。1977年，美国的霍夫曼和里瓦齐等人，根据航磁异常报道了在鲁克尔山西部的冰盖下的两个磁异常带，其宽度为5～10千米，延伸达120～180千米，他们初步认为这是鲁克尔条带状含铁层的延续，如果这两个磁异常带确为铁矿所引起的推理得到进一步证实，那么，该地区的铁矿将是世界上最大的。这就是目前一些南极地质学家所声称的“南极铁山〞，其铁矿蕴藏量，初步估算可供全世界开发利用200年。毫无疑义，南极洲鲁克尔山条带状含铁层的发现，已经在关心南极矿产资源的地质界引起了极大的兴趣。等轴晶系，a0=0.8396nm；Z=8。反尖晶石型结构。即1/2的Fe3和全部的Fe2占据八面体位置，另1/2的Fe3占据四面体位置。晶格常数a0随Al3、Cr3、Mg2替代量的增大而减小；随Ti4、Mn2的替代量增高而增大。六八面体晶类，Oh-m3m(3L44L36L29PC)。晶体常呈八面体和菱形十二面体。在菱形十二面体的菱形晶面上常有平行于该面长对角线方向的条纹，为{111}和{110}的聚形纹(图4-4-3)。依{111}尖晶石律成双晶。集合体通常成致密粒状块体。黑色。条痕黑色。半金属至金属光泽。不透明。无解理，有时可见∥{111}的裂开，往往为含钛磁铁矿中呈显微状的钛铁晶石、钛磁铁矿的包裹体在{111}方向定向排列所致。性脆。硬度5.5~6。相对密度4.9~5.2。具强磁性，居里点〔Tc〕578℃。居里点是磁性矿物的一种热磁效应，为磁性或反磁性物质加热转变为顺磁性物质的临界温度值。产于相对较复原的环境。主要成因类型有：岩浆型;接触交代型;高温热液型;区域变质型。八面体晶形，黑色，条痕黑色，无解理，强磁性。以此可与相似矿物铬铁矿、黑钨矿、黑锰矿等区别。为最重要和最常见的铁矿石矿物。钛磁铁矿、钒钛磁铁矿同时亦为钛、钒的重要矿石矿物。富含Ti、V、Ni、Co等元素时可综合利用。药用磁铁矿名磁石，别名玄石、慈石、灵磁石、吸铁石、吸针石。成效：潜阳安神；聪耳明目；纳气平喘。磁铁矿分布广，有多种成因。瑞典基鲁纳是典型的岩浆矿床。智利的拉科铁矿是由与火山作用有关的矿浆直接形成的。接触变质形成的铁矿可以中国大冶铁矿为例。由沉积的含铁岩层经区域变质作用形成的铁矿〔如中国鞍山一带的铁矿〕，以磁铁矿和赤铁矿为主，规模很大，但品位较低，是世界上最重要的铁矿来源。前苏联、北美、巴西、澳大利亚都有特大型的此种铁矿。磁铁矿因比重大，并有抵抗风化的能力，所以在河床或滨海砂中也能富集。遭受氧化后能转变为赤铁矿；假设保存原有的外形即称为假象赤铁矿。赤铁矿赤铁矿Hematite赤铁矿化学成分为Fe2O3、晶体属三方晶系的氧化物矿物。与等轴晶系的磁赤铁矿成同质多象。晶体常呈板状；集合体通常呈片状、鳞片状、肾状、鲕状、块状或土状等。呈红褐、钢灰至铁黑等色，条痕均为樱红色。金属至半金属光泽。摩斯硬度5.5～6.5，比重4.9～5.3。呈铁黑色、金属光泽、片状的赤铁矿称为境铁矿；呈钢灰色、金属光泽、鳞片状的称为云母赤铁矿，中国古称“云子铁〞；呈红褐色土状而光泽暗淡的称为赭石，中国古称“代赭〞，而以“赭石〞泛指赤铁矿。赤铁矿的化学成分为α-Fe2O3，晶体属三方晶系的氧化物矿物。赤铁矿是氧化铁的主要矿物形式，铁主要由赤铁矿冶炼

西文名称来源于希腊文“血〞的意思，意指这种矿物常常是红色的。它是一种铁的氧化物，是铁的主要矿石矿物。虽然，其他的金属逐渐地代替铁的地位，但是铁仍旧是最重要的金属。因此，赤铁矿是经济上最重要的矿物之一。只有为数不多的地方，赤铁矿有完美的金属闪光菱面体晶体。可是更多的情况下，晶体常常是偏平的，更有甚者形成薄板状，有些样品板状成簇组成玫瑰花状，叫铁玫瑰。有时呈鳞片状集合体，称之为镜铁矿。所有这些结晶很好的赤铁矿变种都是黑色的，但条痕，即矿物粉末的颜色都是红色的，所谓肾状铁矿就是这种红色，肾状铁矿是一些放射状的集合体，有肾状的外表。红色是绝大多数没有结晶形态的土状赤铁矿的颜色。赭石就是这种红色的土状赤铁矿，它一度是作为颜料的。赤铁矿是广泛地分布在各种岩石当中的副矿物，它以细分散粒状出现在许多火成岩中，在特殊的情况下，在区域变质岩中形成巨大的块体。在红色砂岩中，赤铁矿是石英颗粒的胶结物，并且将岩石染上颜色。假设要在经济上值得开采，就必须含有几千万吨赤铁矿，这种储量是大量规模的沉积作用造成的，在前寒武系地层中有很多这种铁矿，它们通常含硅的杂质。富铁矿，含铁量至少在50%，它是由于雨水将二氧化硅淋去而富集成的。这些富矿是世界上铁的来源，但是，它的储量正在日益减少。为了弥补这种缺乏，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。用机械的方法，可以使低品位的铁矿石的铁矿物富集。这样，含铁石英岩将是持久的铁矿资源。标本赤铁矿就是氧化铁，它又重又硬。赤铁矿含铁量高达70%并且可以大量产出，因而是最重要的铁矿石。赤铁矿的名字缘于它发出的暗红色。赤铁矿有几种形态，人们根据它们的不同形态，又给它们起了不同的名字。如亮闪闪钢灰色晶体叫镜铁矿，鳞片状的叫云母赤铁矿，松软土状的叫赭石，很多球状聚在一起的叫肾铁矿，纤维状的叫笔铁矿等等。赤铁矿分布极广。很多情况下均可生成赤铁矿，但最主要的赤铁矿矿床是沉积而成的。赤铁矿经常与磁铁矿在一起产出。除了炼铁，粉末状的赤铁矿还被用来作红颜料和磨料。在每个大洲都找到和开采大型的赤铁矿床。在1961年苏联取代了美国成为最大的生产国。排在美国之后的是法国、加拿大、中国、瑞典和澳大利亚。在美国，自从19世纪末以来，矿物的最大产地是大湖区的前寒武系岩石中。与等轴晶系的磁赤铁矿(γ-Fe2O3)成同质多象。单晶体常呈菱面体和板状，集合体形态多样，有片状、鳞片状〔显晶质〕、粒状、鲕状、肾状、土状、致密块状等。显晶质呈铁黑至钢灰色，隐晶质呈暗红色，条痕樱红色，金属光泽至半金属光泽，摩氏硬度为，无解理，比重。呈铁黑色、金属光泽的片状赤铁矿集合体称为镜铁矿；呈灰色、金属光泽的鳞片状赤铁矿集合体称为云母赤铁矿；呈红褐色、光泽暗淡的称为赭石；呈鲕状或肾状的赤铁矿称为鲕状或肾状赤铁矿。赤铁矿是自然界分布极广的铁矿物，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。多数重要的赤铁矿矿床是变质成因的，也有一些是热液形成的，或大型水盆地中风化和胶体沉淀形成的。世界著名矿床有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄国的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。中国著名产地有辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化。常含类质同像替代的Ti、Al、Mn、Fe2、Ca、Mg及少量的Ga、Co；常含金红石、钛铁矿的微包裹体。隐晶质致密块体中常有机械混入物SiO2、Al2O3。纤维状或土状者含水。据成分可划分出钛赤铁矿、铝赤铁矿、镁赤铁矿、水赤铁矿等变种。

据成分可划分出钛赤铁矿、铝赤铁矿、镁赤铁矿、水赤铁矿等变种。结构三方晶系，arh=0.5421nm，α=55。17'；Z=2。ah=0.5039nm，ch=1.3760nm；Z=6。刚玉型结构。成分中有Ti的替代时，晶胞体积将增大；而Al的替代那么使晶胞体积减小。复三方偏三角面体晶类，D3d-3m(L33L23PC)。完好晶体较少见。常见单形：平行双面c，六方柱a，菱面体r、u、e，六方双锥n。在晶面上有三组平行于和交棱方向的条纹、三角形凹坑或生长锥等晶面花纹。依为聚片双晶，依(0001)为穿插双晶或接触双晶。常呈显晶质板状、鳞片状、粒状和隐晶质致密块状、鲕状、豆状、肾状、粉末状等集合体形态。物理性质钢灰色至铁黑色，常带淡蓝锖色；隐晶质或粉末状者呈暗红至鲜红色。具特征的樱桃红或红棕色条痕。金属光泽至半金属光泽，有时光泽暗淡。无解理。因双晶可具和裂开。硬度5~6。相对密度5.0~5.3。偏光镜下：血红、橙黄、灰黄色。一轴晶(-)，No=2.988，Ne=2.759。矿石形态单晶常呈板状，主要由板面〔平行双面〕与菱面体等所组成的聚形。集合体形态多样：显晶质的有片状、鳞片状或块状；隐晶质的又鲕状、肾状、粉末状和土状等。

赤铁矿根据形态等特征，又有以下的一些名称：具金属光泽的片状集合体者，称镜铁矿；具金属光泽的细鳞片状集合体者，称云母赤铁矿；呈鲕状或肾状的称鲕状或肾状赤铁矿；粉末状的赤铁矿称铁赭石。赤铁矿的形态特征与其形成条件的关系是：一般由热液作用形成的赤铁矿可呈板状、片状或菱面体的晶体形态；云母赤铁矿是沉积变质作用的产物；鲕状和肾状赤铁矿是沉积作用的产物。产状与组合形成于氧化条件下，规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿，主要由磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成，与石英、绿泥石等共生。接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共生。在自然界，磁铁矿和赤铁矿可相互转化。当氧逸度增大时，磁铁矿可氧化成赤铁矿；假设仍保存有原磁铁矿的晶形，称之为假象赤铁矿。假设磁铁矿仅局部转变为赤铁矿，那么称为假赤铁矿。而当氧逸度减小时，赤铁矿又可复原成磁铁矿；假设仍保存有赤铁矿的晶形，那么称之为穆赤铁矿。鉴定特征樱桃红色或红棕色条痕为其特征。具各种形态和无磁性，可与相似的磁铁矿、钛铁矿相区别。呈铁黑色、金属光泽、片状的赤铁矿称为镜铁矿；呈钢灰色、金属光泽、鳞片状的称为云母赤铁矿，中国古称“云子铁〞；呈红褐色土状而光泽暗淡的称为赭石，中国古称“代赭〞，而以“赭石〞泛指赤铁矿。赤铁矿分布极广。各种内生、外生或变质作用均可生成赤铁矿。中国河北宣化的龙烟铁矿和湖南的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经常与磁铁矿一起，在沉积变质、接触变质铁矿中产出。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。在复原条件下，赤铁矿可转变为磁铁矿，称假象磁铁矿。力拓河(RioTinto)的源头来自西班牙塞维拉西部源泉，2亿年前河水源泉通过过滤铁矿石，最终在地热活泼性作用下铁矿石进行沉积。泉水从铁矿石中别离出硫化铁矿物质，使河水变成红色。同时，硫化铁矿物质别离形成硫磺酸。当PH值到达1.5-3时，力拓河水将变得像醋一样酸，然而这种状况的河水仍支持各种各样的生命体存在，如：细菌、藻类、叫做原生生物(protists)的单细胞生物体和旺盛生长于酸性河水上游的真菌。地球上含铁矿石与火星赤铁矿非常相似，力拓河引起外空生物学家的关注是由于这种环境状态可以形成赤铁矿石，这种矿石在火星外表上也存在着。在地球上，赤铁矿仅在液态水作用下形成，由于液态水是生命体形成的先决条件，因此火星上存在赤铁矿暗示科学家火星的过去或现在有生命存在的迹象，或者在地球的邻近行星上也可能存在生命体。通过检测力拓河岸边的早期化石，和比照河床之上梯田更久远的化石，西班牙托雷洪•德阿尔多斯(TorrejondeArdoz)天体生物学中心的大卫•费尔南德斯•雷默拉和美国哈佛大学安德鲁•克诺尔希望能够更好地理解火星上曾保持生命体存在迹象的矿物所具有的相似性。在西班牙最炎热的夏季，河流边缘的池塘都蒸发消失，留下矿石沉积。随着时间的推移，河流进入山谷逐渐形成岩石梯田。最久远、最高的梯田沉积形成于2亿年前，而最年轻的梯田沉积层只比远古沉积层厚几厘米。含铁矿石见证了微生物的存在，当沉积物结合形成岩石时，环绕化石周围的矿物质也发生变化。在最近的河流沉积梯田中可发现含有细密纹理矿物质的化石，但是它们形成岩石层700-800年后会形成更大的结晶结构。随着时间的过去，矿物质的化学性质也发生改变。像铁锈般的针铁矿逐渐失去氢、氧原子，慢慢地变成更加稳定的赤铁矿。在最古老的河流沉积梯田化石中，赤铁矿取代了针铁矿。目前，这项研究已发表在近期出版的《国际太阳系研究杂志》上。机遇〞号火星探测器在火星梅里迪亚尼平原(MeridianiPlanum)发现了富含铁的矿石，可能其形成与地球上的赤铁矿形成有相似的化学进程。火星赤铁矿岩石比力拓河岩石更久远，它们可能形成于30-40亿年前，该时期正值地球最早期生命进化阶段。缺少火星构造活泼性很难使根底构造发生变化．赤铁矿在日常生活中，钢铁已成为了一种运用最为普遍，需求量堪称冠军的金属，巨大的机床、农业机械、汽车、火车、远洋巨轮、重型坦克以及文具盒、铁锅、钢笔都需要钢铁来铸就。钢铁是铁和钢总称，首先铁矿石经过在高炉中的冶炼得到了生铁，生铁再进入炼钢炉经千锤百炼才得到了钢。那么与钢铁是怎样变化而成的？首先开采出种类众多的铁矿石，主要有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。常用来炼铁的是赤铁矿〔含Fe2O3〕和磁铁矿〔Fe3O4〕。这些铁矿中铁是以化合物的形式存在，怎样才能得到单质的铁呢？在我国古代，最早是用木炭与矿石作用来炼铁的，效率很低。开一炉铁要司炉工、烧炭工一千多人。它的提纯是一个氧化复原反响，反响中CO作复原剂，由于CO是气态而不是固态的炭C，因而能与铁矿石充分接触，发生上述反响。高炉所需的复原剂CO，是用焦炭和鼓入高炉热空气反响生成。焦炭先与空气中的氧反响生成二氧化碳，二氧化碳再与赤热的焦炭反响生成一氧化碳。实际上，高炉中的反响过程还应有一个关键环节。因为，100%的铁矿石并不存在，一般为60～30%左右，其中含有不少废石〔也叫脉石，主要成分为SiO2〕。废石很难溶化，但不除去就会影响生铁的冶炼。为了使炼铁更顺利进行，人们想出了一个方法〔即加进石灰石〕。石灰石在高温下分解可生成氧化钙即生石灰CaO。而氧化钙能与二氧化硅反响，生成溶点低的硅酸钙〔CaSiO3〕，从而使得上面化学反响顺利进行。几个反响共同进行，同时发挥作用，就完成了炼铁过程的化学反响。在现代钢厂中，从高炉中．流出来的铁水直接传输到炼钢炉中去进行“提纯〞。为什么需要把铁“提纯〞，这主要是因为生铁较脆，弹性小，不容易加工、铸造，不易焊接，它主要用于机床床身、外壳、底座、铁锅等要求不高的方面。而钢具有良好的韧性，可塑性、焊接性，可以煅打、压延、抽丝、易于进行机械加工，用途十分广泛。既然生铁和钢的分子式都是Fe，那为什么它们有这么巨大的差异呢？原来生铁中含碳量高，并含有一些不适量的杂质，如硅〔Si〕、锰〔Mn〕、硫〔S〕等，通常把含碳量高于2%的叫生铁，含碳量在认03～29的叫钢，在0.03%以下的叫熟铁。那么实际上炼钢的过程就是降低生铁中的碳含量，并把那些不适量的杂质除去的过程。工人师傅常把这个过程简单概括为：降碳、调硅锰、去硫磷。从炼钢的化学反响来看，与炼铁过程恰好相反。炼铁是将氧化铁复原为铁；炼钢那么是用氧化铁将生铁中的杂质除去的过程。现代的炼钢炉中采用氧气顶吹转炉炼钢法。它用纯氧气从炉顶的喷枪吹入炉内，氧与铁水中的铁发生氧化反响，生成氧化亚铁SiO2和MnO相互作用成了炉渣，CO是气体从铁水中排出，铁水中的硫、磷可跟炼钢时参加的生石灰作用，变成硫化钙、磷酸钙，也从炉渣排出。最后经检验，到达钢标准，即可出炉成钢了。重要的铁矿石矿物之一。Ti、Ga、Co等元素达一定量时可综合利用。氧化铁可作矿物颜料药用赤铁矿名赭石，别名代赭石、代赭、铁朱、钉头赭石、红石头、赤赭石。成效：平肝潜阳；重镇降逆；凉血止血。呈铁黑色、金属光泽、片状的赤铁矿称为镜铁矿；呈钢灰色、金属光泽、鳞片状的称为云母赤铁矿，中国古称“云子铁〞；呈红褐色土状而光泽暗淡的称为赭石，中国古称“代赭〞，而以“赭石〞泛指赤铁矿。赤铁矿分布极广。各种内生、外生或变质作用均可生成赤铁矿。中国河北宣化的龙烟铁矿和湖南的宁乡铁矿都是沉积作用形成的赤铁矿矿床。赤铁矿经常与磁铁矿一起，在沉积变质、接触变质铁矿中产出。它是一种铁的氧化物，是铁的主要矿石矿物。虽然，其他的金属逐渐地代替铁的地位，但是铁仍旧是最重要的金属。赤铁矿是经济上最重要的矿物之一。只有为数不多的地方，赤铁矿有完美的金属闪光菱面体晶体。可是更多的情况下，晶体常常是偏平的，更有甚者形成薄板状，有些样品板状成簇组成玫瑰花状，叫铁玫瑰。有时呈鳞片状集合体，称之为镜铁矿。所有这些结晶很好的赤铁矿变种都是黑色的，但条痕，即矿物粉末的颜色都是红色的，所谓肾状铁矿就是这种红色，肾状铁矿是一些放射状的集合体，有肾状的外表。红色是绝大多数没有结晶形态的土状赤铁矿的颜色。赭石就是这种红色的土状赤铁矿，它一度是作为颜料的．

类别氧化物晶系六方晶系化学组成Fe2O3颜色青灰色形态/习性板状、有时呈薄片状或葡萄状硬度5~6解理无断口次贝壳状至参差状光泽金属光泽至灰暗光泽条痕樱桃红色至红褐色比重5.3透明度不透明折射率2.94~3.22菱铁矿菱铁矿是一种分布比较广泛的矿物，它的成分是碳酸亚铁，当菱铁矿中的杂质不多时可以作为铁矿石来提炼铁。菱铁矿一般呈薄薄一层与页岩、粘土或煤在一起。菱铁矿一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白，风化后可变成褐色或褐黑色等。菱铁矿在氧化水解的情况下还可变成褐铁矿。菱铁矿是一种分布比较广泛的矿物，它的成分是碳酸亚铁，当菱铁矿中的杂质不多时可以作为铁矿石来提炼铁。菱铁矿一般呈薄薄一层与页岩、粘土或煤在一起。菱铁矿一般为晶体粒状或不显出晶体的致密块状、球状、凝胶状。颜色一般为灰白或黄白，风化后变成褐色或褐黑色等。菱铁矿在氧化水解的情况下还可变成褐铁矿。铁的碳酸盐矿物，成分为FeCO3.经常有锰、镁等替代铁，形成锰菱铁矿、镁菱铁矿等变种。三方晶系，晶体呈菱面体，晶面往往弯曲；集合体呈粒状、块状或结核状。显晶质球粒状的称球菱铁矿；隐晶质凝胶状的称胶菱铁矿。菱铁矿一般呈灰白或黄白色，风化后呈褐色、褐黑色。莫氏硬度4，比重3.7～4.0，随成分中Mn和Mg含量的升高而降低。热液成因的菱铁矿常见于金属矿脉中；沉积成因的菱铁矿常见于页岩层、粘土层和煤层中。在氧化带易水解成褐铁矿，形成铁帽。菱铁矿大量聚集而且硫、磷等有害杂质的含量小于0.04%时，可作为铁矿石开采。菱铁矿常呈结核体或放射状球粒结构的菱铁矿产出；铁的硫化物包括黄铁矿和白铁矿。菱铁矿岩分布于中国贵州、陕西等省，可构成一定规模的矿床，菱铁矿是典型的成岩矿物，因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床。湖沼相铁质岩：产于某些中、高纬度的沼泽与湖泊中，矿石的结构有鲕状、结核状、球粒状、疏松土状等。矿石成分以针铁矿常见，其次是菱铁矿、蓝铁矿。古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生，矿石成分以菱铁矿为主。与方解石相似，区别在于粉末加冷HCl不起泡或作用极慢，加热HCl那么剧烈起泡。

菱铁矿

FeCO3，FeO62.01%，CO237.99%，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。晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。经常有锰、镁等替代铁，形成锰菱铁矿、镁菱铁矿等变种。菱铁矿通常呈显晶粒状或隐晶质致密块状。呈隐晶质球粒状的称球菱铁矿；隐晶质凝胶状的称胶菱铁矿。菱铁矿一般呈灰白或黄白色，风化后呈褐色，褐黑色。摩斯硬度4。比重3.7～4.0,随成分中Mn和Mg含量的升高而降低。热液成因的菱铁矿常见于金属矿脉中；沉积成因的菱铁矿常见于页岩层、粘土层和煤层中。在氧化带易水解成褐铁矿，形成铁帽。菱铁矿大量聚集而且硫、磷等有害杂质的含量小于0.04%时，可作为铁矿石开采。菱铁矿常呈结核体或放射状球粒结构的菱铁矿产出；铁的硫化物包括黄铁矿和白铁矿。菱铁矿岩分布于中国贵州、陕西等省，可构成一定规模的矿床，菱铁矿是典型的成岩矿物，因此菱铁矿矿床大多属成岩期形成的层控矿床。湖沼相铁质岩：产于某些中、高纬度的沼泽与湖泊中，矿石的结构有鲕状、结核状、球粒状、疏松土状等。矿石成分以针铁矿常见，其次是菱铁矿、蓝铁矿。古代的湖沼相铁矿常与含煤地层共生，矿石成分以菱铁矿为主。菱铁矿的成因主要有二。其一，外生成因，产自沉积岩中：这些层状的碎屑沉积岩大多带有来自生物的有机组份－－例如〔黑色〕页岩、煤层等，换言之，菱铁矿是在低氧的情况下藉生物作用形成；其二，形成于中温至低温的热液矿脉内：菱铁矿常见于变质沉积岩中，是热液堆积后形成的脉石矿物；此外，伟晶岩中亦可能出现菱铁矿。其常见的共生矿物有：石英、黄铁矿〔pyrite〕、褐铁〔limonite〕、针铁矿〔goethite〕、黄铜矿〔chalcopyrite〕、闪锌矿〔sphalerite〕、冰晶石〔cryolite〕、方铅矿〔galena〕、重晶石〔barite〕、方解石、白云石〔dolomite〕、萤石〔fluorite〕等。世界著名的菱铁矿产地有：波兰，捷克波西米亚〔Bohemia〕，德国的Harz山脉和Freiberg，法国Lorraine，英国Cornwall，葡萄牙BieraBaixa，美国宾州、密西根州、犹他州、俄亥俄州东部、科罗拉多州、康乃狄格州Roxbury、纽泽西州Franklin、加州SanBernardinoCounty、威斯康辛州Ladysmith、亚利桑那州AntlerMine、纽约州，育空RapidCreek，加拿大蒙特利尔FranconQuarry、魁北克MontSaint-Hilaire，巴西MinasGerais，秘鲁Huancavelica，玻利维亚Tatasi，澳洲新南威尔州BrokenHill、ProspectHill，纳米比亚Otavi的Tsumeb，格陵兰Ivigtut。原料特点铁元素(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，那么呈正三价离子(Fe3)。铁元素的这种变价特征，导致铁在不同氧化复原反响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)。但凡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)。但凡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，在复原条件下，有利于Fe2呈自由离子迁移；在氧化条件下，那么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。实际上，矿物组成中的阳离子之间，彼此可以完全地相互取代，形成一系列的固溶液〔solidsolution〕，因此矿物之间的分辨可能变得较为困难。前述曾经提及菱铁矿会产自具有有机组份的沉积岩中，例如黑色页岩、煤层中，我们不妨想像一下菱铁矿的形成环境：一个古代的沼泽地区，许多植物的残块，举凡木干、枝叶等散布其中，这是未来煤矿、煤炭形成的温床，由于这个环境中有水、有溶解的铁质，是个缺氧的环境，因此也适合菱铁矿的形成，这就是含煤沉积岩中常见菱铁矿的原因。这些沉积岩中的菱铁矿多以层状或结核〔nodule，concretion〕产出，所谓的结核，是菱铁矿晶体堆积、包覆着一个核心，然后再向外层层包覆、生长而形成，这个核心大多是其他矿物，例如：黄铁矿、闪锌矿、燧石〔chert〕等，但是在美国伊利诺州MazonCreek地区的页岩中，菱铁矿结核中包覆的不是矿物，而是在那古沼泽地区、与煤矿物源共同生活的植物与动物们。这种包覆动物或植物化石的菱铁矿结核，以伊利诺州的最为著名，不过除此之外，印度西部等其他地区也有产出，并不是只有一个地方看的到。磁铁矿

FeO31.03%，Fe2O368.97%或含Fe72.2%，O27.6%，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。赤铁矿

Fe69.94%，O30.06%，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。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。钛铁矿FeTiO3，Fe36.8%，Ti36.6%，O31.6%。三方晶系。菱面体晶类。常呈不规那么粒状、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。针铁矿α-FeO(OH)，含Fe62.9%。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、赭石状褐铁矿那么呈黄褐色。针铁矿条痕为红褐色，硬度5～5.5，比重4～4.3。而褐铁矿条痕那么一般为淡褐或黄褐色，硬度1～4，比重3.3～4。纤铁矿γ-FeO(OH)，含Fe62.9%。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。中国古代金属矿产，明代以前主要有铁、铜、锡、铅、银、金、汞，金属锌的生产，那么在明代开始见于记载。有关古代矿冶业的文献记载，早期仅有产地而无产量。《新唐书•食货志》首次记载全国银、铜、铁、锡的年收入量。历代文献中的年收入量并不等于年产量，而往往是税收量、征集量、官营矿冶产量等。不同文献之间也常有很大差异。夏代到战国对夏代矿冶业还很少研究成果。河南登封相当夏纪元的遗址中出土有铜片。商、周是青铜器的鼎盛时代。青铜冶铸业中心是在中原地区，局部原料那么可能来自南方。《诗经•鲁颂》说：“憬彼淮夷，来献其琛，元龟象齿，大赂南金。〞淮夷奉献的除海龟和象牙外，还有南方出产的金属，反映当时中国南部金属矿冶业的兴旺。《周礼•地官》中说：“人掌金玉锡石之地〞，这是古代文献关于矿业的最早记载，反映当时已特设专职官员掌管官营矿业了。春秋战国之际进入铁器时代。战国冶铁业兴盛，生产的铁器以农具、手工工具为主，兵器那么青铜、钢、铁兼而有之，铜、铁矿业均盛。根据文献记载和考古开掘资料，今山东临淄和河北邯郸的铁矿、湖北大冶铜绿山的铜矿(见铜绿山矿冶遗址)、山东的铅矿以及汉水、汝河和金沙江的砂金等，春秋战国时期都已进行开采。秦汉到南北朝秦统一中国后，在产铁的地区设置铁官，以增加国库收入，稳固中央集权制度。汉初，一些诸侯国的冶铁业实际操纵在少数豪强大族手中。汉武帝于元狩四年〔公元前119〕在49个产铁地区设置铁官。这些铁官驻在地分布于今山东省境内的有12处，江苏7处，河南、陕西各6处，河北、山西各5处，四川3处，北京、辽宁、安徽、湖南、甘肃各一处。从铁官分布情况看，西汉冶铁业是在战国时期的根底上开展起来的，大局部分布在北方的齐、秦、燕、赵、魏、韩六国范围内，长江以南的广阔地区只有桂阳郡〔湖南郴县〕一处设有铁官。西汉铜产地以长江中下游最为重要，在丹阳设有铜官。菱铁矿关于秦汉之际的金属矿产地，司马迁在《史记•货殖列传》中说，金、锡、辰砂等主要出在江南，铜、铁两种矿藏，在千里之内分布得就像棋盘上的棋子那样。此外，还提到西南的巴蜀也盛产辰砂和铜、铁。东汉设铁官34处，分布地区根本承袋前代，仅云南两处是新设。此外，在中条山开辟新的铜矿区,云南的锡、铅和银，四川、贵州的汞和川、滇境内的沙金等，均有所开展。魏晋南北朝时期战乱频仍，黄河中游的官营冶铁业还能维持生产。长江以南地区受到的破坏较少，在今江苏、浙江、湖北等省境内有较多的冶铁作坊继续得到开展，铜、银、金矿那么兴废无常，趋于衰落。菱铁矿(FeCO3)作为一种传统矿物资源，长期以来一直用作冶炼钢铁。近几十年来的进一步研究发现，菱铁矿经热处理后可产生磁性矿物，分解产物变化非常复杂，而且表现出一系列异常的磁学现象，使菱铁矿热分解的主要产物具有极大的潜在应用价值，逐渐引起人们的兴趣。中国菱铁矿资源十分丰富，目前已探明储量近20亿吨，另存保有储量近20亿吨。主要分布在西部地区，其中新疆、青海、甘肃、陕西与云南等五个省的菱铁矿储量都超过亿吨。如陕西临水大西沟菱铁矿矿床储量超过三亿吨。但巳利用的菱铁矿缺乏总储量的10%。主要用于冶炼钢铁，在其他方面的应用根本处于空白。基于从菱铁矿的热分解产物所具有的潜在应用价值，利用其在高温分解时产生磁性物质的特点，我们已研制出完全新型的磁性日用陶瓷。这种陶瓷的主要特点是坯体中含有分布均匀的磁性矿物，可显示磁性，由于是热剩磁，故可长久保存。因而可以作为磁性保健用品，如磁化杯、磁储水器以及磁性浴缸；还可制作农产品以及花卉的栽培载体和输水管道，以及保健建筑材料等。如再作深化研究，还有可能作结构陶瓷与功能陶瓷的原料。总之，这项研究具有极大的社会意义和经济效益。采用以天然纯菱铁矿为主要原料研制磁性日用陶瓷，目前在国内外尚属首次。所研制成的这种磁性陶瓷的特点在于：原料价格低廉且储量丰富、工艺简单本钱较低、无毒无放射性，有利于工业化大规模生产，应用前景十分宽广，经济效益也十分可观。有关测试数据如下：吸水率：<；0.5%抗折强度：>；650Kg/cm2莫氏硬度：>；6.5热稳定性：700℃不开裂强度比普通硅酸盐陶瓷高。磁性测试：磁化率X比=8319-18636(10-8m3Kg-1)(赤铁矿=60-600磁铁矿=5.7x104)褐铁矿褐铁矿是主要的铁矿物之一，它是以含水氧化铁为主要成分的、褐色的天然多矿物混合物。但它的含铁量并不高，是次要的铁矿石。褐铁矿呈多种色调的褐色，一般为钟乳状、葡萄状、致密的或疏松的块状甚至土状，也有像黄铁矿那样的晶体形状〔称为假象〕。褐铁矿除了能提炼铁外，还可用作颜料。黄土的颜色主要也是由于含有它们而形的。早先认为褐铁矿是成分为2Fe2O3•3H2O的一种独立矿物，但X射线衍射分析说明,它们大局部是隐晶质的针铁矿，可混有纤铁矿、赤铁矿、石英、粘土等，含吸附水及毛管水，成分可变，但根本上为FeO(OH)•nH2O。物理性质亦可变,但总是呈各种色调的褐色,条痕黄褐色。褐铁矿和高硅型褐铁矿两大类[1]。矽卡岩褐铁矿占66%，高硅型褐铁矿占34%，矽卡岩褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿和石英组成，高硅型褐铁矿主要由褐铁矿、赤铁矿、针铁矿和石英组成。褐铁矿石中的矿物种类有26种之多，但主要是褐铁矿和石英，其他含量甚微。褐铁矿床为酸性剩余火成岩与石灰岩接触发生交代硫化作用，并经后期长期氧化作用成黄铁矿矽卡岩型铁帽状褐铁矿床，整个矿床平均含铁地质品位为37%以上，褐铁矿石、石英占总量的90%以上，其中石英占10%~40%，与褐铁矿成消长关系。矿石的工业类型有矽卡岩“褐铁矿〞一词并不是矿物的种名，通常是针铁矿、水针铁矿的统称。因为这些矿物颗粒细小，难于区分，故统称为“褐铁矿〞。早先认为褐铁矿是成分为2Fe2O3·3H2O的一种独立矿物，但X射线衍射分析说明,它们大局部是隐晶质的针铁矿，可混有纤铁矿、赤铁矿、石英、粘土等，含吸附水及毛管水，成分可变，但根本上为FeO(OH)·nH2O。物理性质亦可变,但总是呈各种色调的褐色,条痕黄褐色。

由于它属于含铁矿物的风化[2]产物〔Fe2O3•nH2O〕，成分不纯，水的含量变化也很大。通常呈黄褐至褐黑色，条痕为黄褐色，半金属光泽，块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状，也常呈结核状或黄铁矿晶形的假象出现。硬度随矿物形态而异，无磁性。褐铁矿是氧化条件下极为普遍的次生物质，在硫化矿床氧化带中常构成红色的“铁帽〞，可作为找矿的标志。褐铁矿的含铁量虽低于磁铁矿和赤铁矿，但因它较疏松，易于冶炼，所以也是重要的铁矿石。世界著名矿产地是法国的洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等地。石灰石灰由石灰石、白云石或白垩等原料，经煅烧而得的以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝.应用学科：水利科技〔一级学科〕；工程力学、工程结构、建筑材料〔二级学科〕；建筑材料〔水利〕〔三级学科〕石灰一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900～1100℃煅烧而成。石灰是人类最早应用的胶凝材料。石灰在土木工程中应用范围很广，在我国还可用在医药用途。为此，古代流传下以石灰为题材的诗词，千古吟颂。公元前8世纪古希腊人已用于建筑，中国也在公元前7世纪开始使用石灰。至今石灰仍然是用途广泛的建筑材料。石灰有生石灰和熟石灰〔即消石灰〕，按其氧化镁含量〔以5%为限〕又可分为钙质石灰和镁质石灰。由于其原料分布广，生产工艺简单，本钱低廉，在土木工程中应用广泛。石灰粉1.出自《本经》。2.陶弘景：石灰，今近山生石，青白色，作灶烧竟，以水沃之，即热蒸而解末矣。性至烈，人以度酒饮之，那么腹痛下痢。疗金疮亦甚良。3.《唐本草》：石灰，《名医别录》及今人用疗金疮止血大效。假设五月采蘩缕、葛叶、鹿活草、槲叶、芍药、地黄叶、苍耳叶、青蒿叶，合石灰捣为团如鸡卵，暴干，末，以疗疮生肌，大验。4.《本草图经》：石灰，今所在近山处皆有之，此烧青石为灰也。又名石锻，有两种：风化、水化，风化者，以锻了石，置风中自解，此为有力；水化者，以水沃之，那么热蒸而解，力差劣。古方多用合百草团，末，治金创殊胜。今医家或以腊月黄牛胆取汁搜和，却纳胆中，挂之当风，百日，研之，更胜草叶者。5.《纲目》：今人作窑烧之，一层柴，或煤炭一层在下，上累青石，自下发火，层层自焚而散。入药惟用风化、不夹石者良。原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料〔木材〕分层铺放，引火煅烧一周即得。现代那么采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短，用回转窑生产石灰仅需2～4小时，比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。近年来，又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设备，燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。但凡以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等，都可用来生产石灰。将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化钙(CaO)为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰。在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解，使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实，外表常包覆一层熔融物，熟化很慢。由于生产原料中常含有碳酸镁(MgCO3)，因此生石灰中还含有次要成分氧化镁(MgO)，根据氧化镁含量的多少，生石灰分为钙质石灰(MgO≤5%)和镁质石灰(MgO>5%)。生石灰呈白色或灰色块状，为便于使用，块状生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。生石灰粉是由块状生石灰磨细而得到的细粉，其主要成分是CaO；消石灰粉是块状生石灰用适量水熟化而得到的粉末，又称熟石灰，其主要成分是Ca(OH)2；石灰膏是块状生石灰用较多的水(约为生石灰体积的3—4倍)熟化而得到的膏状物．也称石灰浆。其主要成分也是Ca(OH)2。(1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后碳酸钙沉淀经脱水、枯燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。(2)纯碱(Na2CO3)氯化钙法:在纯碱水溶液中参加氯化钙，即可生成碳酸钙沉淀。

(3)苛化碱法:在生产烧碱(NaOH)过程中，可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中参加消石灰即可生成碳酸钙沉淀，并同时得到烧碱水溶液，最后碳酸钙沉淀经脱水、枯燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。(4)联钙法:用盐酸处理消石灰得到氯化钙溶液，氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉淀。(5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中，可得到副产品轻质碳酸钙。饱和食盐水在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化，便得到重碱(碳酸氢钠)沉淀和氯化铵溶液。在氯化铵溶液中参加石灰乳便得到氯化钙氨水溶液，然后用二氧化碳对其进行碳化便得到碳酸钙沉淀。生石灰(CaO)与水反响生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消化。反响生成的产物氢氧化钙称为熟石灰或消石灰。石灰熟化时放出大量的热，体积增大1—2．0倍。煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积增大也较多。工地上熟化石灰常用两种方法：消石灰浆法和消石灰粉法。根据加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉或石灰膏。石灰熟化的理论需水量为石灰重量的32%。在生石灰中，均匀参加60%～80%的水，可得到颗粒细小、分散均匀的消石灰粉。假设用过量的水熟化，将得到具有一定稠度的石灰膏。石灰中一般都含有过火石灰，过火石灰熟化慢，假设在石灰浆体硬化后再发生熟化，会因熟化产生的膨胀而引起隆起和开裂。为了消除过火石灰的这种危害，石灰在熟化后，还应“陈伏〞2周左右。石灰浆体的硬化包括枯燥结晶和碳化两个同时进行的过程。石灰浆体因水分蒸发或被吸收而枯燥，在浆体内的孔隙网中，产生毛细管压力。使石灰颗粒更加紧密而获得强度。这种强度类似于粘土失水而获得的强度，其值不大，遇水会丧失。同时，由于枯燥失水。引起浆体中氢氧化钙溶液过饱和，结晶出氢氧化钙晶体，产生强度；但析出的晶体数量少，强度增长也不大。在大气环境中，氢氧化钙在潮湿状态下会与空气中的二氧化碳反响生成碳酸钙，并释放出水分，即发生碳化。碳化所生成的碳酸钙晶体相互交叉连生或与氢氧化钙共生，形成紧密交织的结晶网，使硬化石灰浆体的强度进一步提高。但是，由于空气中的二氧化碳含量很低，外表形成的碳酸钙层结构较致密，会阻碍二氧化碳的进一步渗入，因此，碳化过程是十分缓慢的。生石灰熟化后形成的石灰浆中，石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细(粒径约为1μm)，比外表积很大(达10～30m2/g)，其外表吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好。将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。石灰依靠枯燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也阻碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：3的石灰砂浆28d的抗压强度只有0.2～0.5MPa。在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙微溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝。所以，石灰不宜单独使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反响，生成有水硬性的产物，产生胶结。因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁，其含量是评价石灰质量的主要指标。石灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定，也可以通过氧化钙与氧化镁的总量和二氧化碳的含量反映，生石灰还有未消化残渣含量的要求；生石灰粉有细度的要求；消石灰粉那么还有体积安定性、细度和游离水含量的要求。国家建材行业将建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分为优等品和合格品三个等级。但在交通部门，JTJ034—2000《公路路面基层施工技术标准》仍按原国家标准(GB1594—79)将生石灰和消石灰划分为三个等级。石灰1．概念生石灰是将以含碳酸钙为主的天然岩石，在高温下煅烧而得，其主要成分为氧化钙〔CaO〕。在煅烧时由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰产浆量小，质量较差，利用率降低，不会带来危害。过火石灰的水化速度大大减慢，在硬化后才与水发生水化反响，产生较大的体积膨胀，致使硬化后的石灰外表局部产生鼓包、崩裂等现象，工程上称为“爆灰〞。“爆灰〞是建筑工程质量通病之一。生石灰与水作用生成熟石灰〔Ca(OH)2〕的过程，称为熟化。工程上，将生石灰加大量的水〔生石灰的3～4倍〕熟化成石灰乳，然后经筛网流入储灰池并“陈伏〞15天以上，以消除过火石灰的危害，经沉淀除去多余的水分得到的膏状物即为石灰膏。也可将每半米高的生石灰块，淋上适当的水〔生石灰量的60%～80%〕，经熟化得到的粉状物称为消石灰粉。加水量以消石灰粉略湿、但不成团为宜。2．根本性能与应用石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用来改善砂浆的保水性，以克服水泥砂浆保水性差的缺点。石灰凝结硬化速度慢、强度低、耐水性差。石灰的枯燥收缩大，因此除粉刷以外，不宜单独使用。石灰在建筑上的用途主要有：A、石灰乳涂料石灰加大量的水所得的稀浆，即为石灰乳。主要用于要求不高的室内粉刷。B、砂浆利用石灰膏或消石灰粉可配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，用于抹灰和砌筑。C、灰土和三合土消石灰粉与黏土拌合后称为灰土，再加砂或石屑、炉渣等即成三合土。灰土和三合土广泛用于建筑物的根底和道路的垫层。D、硅酸盐混凝土及其制品以石灰与硅质材料〔如石英砂、粉煤灰、矿渣等〕为主要原料，经磨细、配料、拌合、成型、养护〔蒸汽养护或压蒸养护〕等工序得到的人造石材。常用的硅酸盐混凝土制品有蒸汽养护和压蒸养护的各种粉煤灰砖、灰砂砖、砌块及加气混凝土等。E、碳化石灰板将磨细生石灰、纤维状填料〔如玻璃纤维〕或轻质骨料加水搅拌成型为坯体，然后再通入二氧化碳进行人工碳化〔约12～24小时〕而成的一种轻质板材。适合作非承重的内隔墙板、顶棚等。生石灰块及生石灰粉须在枯燥条件下运输和贮存，且不宜存放太久。长期存放时应在密闭条件下，且应防潮、防水。石灰在土木工程中应用范围很广，主要用途如下：〔1〕石灰乳和砂浆消石灰粉或石灰膏掺加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂浆或水泥混合砂浆，用于砌筑或抹灰工程。〔2〕石灰稳定土将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土。它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石土等。粘土颗粒外表的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙发生反响，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力，抗压强度，耐水性得到改善。广泛用作建筑物的根底、地面的垫层及道路的路面基层。〔3〕硅酸盐制品以石灰(消石灰粉或生石灰粉)与硅质材料(砂、粉煤灰、火山灰、矿渣等)为主要原料，经过配料、拌合、成型和养护后可制得砖、砌块等各种制品。因内部的胶凝物质主要是水化硅酸钙，所以称为硅酸盐制品，常用的有灰砂砖、粉煤灰砖等。功用主治(《本经》)【异名】