簡介
菱鐵礦菱面體晶胞
arh=0.576nm；α=47°54′；Z=2；六方晶胞：ah=0.468nm,ch=1.526nm；Z=6。與方解石同結構。 形態
晶體呈菱面體狀、短柱狀或偏三角面體狀。通常呈粒狀、土狀、緻密塊狀集合體。
物理性質
富Mg端員白色或淺黃白色、灰白色，有時帶淡紅色調，富Fe者呈黃至褐色、棕色；玻
菱鐵礦璃光澤。解理{101}完全。硬度3.5～4.5。相對密度2.9～4.0，富Fe者相對密度和折射率均增大。
成因及產狀
菱鎂礦主要由含Mg熱液交代白雲石及超基性岩而成，此外也有沉積型。菱鐵礦也具有沉積型和熱液型兩種。
鑑定特徵
與方解石相似，區別在於粉末加冷HCl不起泡或作用極慢，加熱HCl則劇烈起泡。
菱鐵礦FeCO3，FeO62.01%，CO237.99%，常含Mg和Mn。三方晶系。常見菱面體，晶面常彎曲。其集合體成粗粒狀至細粒狀。亦有呈結核狀、葡萄狀、土狀者。黃色、淺褐黃色(風化後為深褐色)，玻璃光澤。硬度3.5～4.5，比重3.96左右，因Mg和Mn的含量不同而有所變化。晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物。經常有錳、鎂等替代鐵，形成錳菱鐵礦、鎂菱鐵礦等變種。菱鐵礦通常呈顯晶粒狀或隱晶質緻密塊狀。呈隱晶質球粒狀的稱球菱鐵礦；隱晶質凝膠狀的稱膠菱鐵礦。菱鐵礦一般呈灰白或黃白色，風化後呈褐色，褐黑色。摩斯硬度4。比重3.7～4.0,隨成分中Mn和Mg含量的升高而降低。熱液成因的菱鐵礦常見於金屬礦脈中；沉積成因的菱鐵礦常見於頁岩層、粘土層和煤層中。在氧化帶易水解成褐鐵礦，形成鐵帽。菱鐵礦大量聚集而且硫、磷等有害雜質的含量小於0.04％時，可作為鐵礦石開採。
菱鐵礦常呈結核體或放射狀球粒結構的菱鐵礦產出；鐵的硫化物包括黃鐵礦和白鐵礦。
菱鐵礦岩分布於中國貴州、陝西等省，可構成一定規模的礦床，菱鐵礦是典型的成岩礦物，因此菱鐵礦礦床大多屬成岩期形成的層控礦床。
湖沼相鐵質岩：產於某些中、高緯度的沼澤與湖泊中，礦石的結構有鮞狀、結核狀、球粒狀、疏鬆土狀等。礦石成分以針鐵礦常見，其次是菱鐵礦、藍鐵礦。古代的湖沼相鐵礦常與含煤地層共生，礦石成分以菱鐵礦為主。
產狀及產地
菱鐵礦菱鐵礦的成因主要有二。其一，外生成因，產自沉積岩中：這些層狀的碎屑沉積岩大多帶有來自生物的有機組份－－例如（黑色）頁岩、煤層等，換言之，菱鐵礦是在低氧的情況下借生物作用形成；其二，形成於中溫至低溫的熱液礦脈內：菱鐵礦常見於變質沉積岩中，是熱液堆積後形成的脈石礦物；此外，偉晶岩中亦可能出現菱鐵礦。其一，外生成因，產自沉積岩中：這些層狀的碎屑沉積岩大多帶有來自生物的有機組份－－例如（黑色）頁岩、煤層等，換言之，菱鐵礦是在低氧的情況下借生物作用形成；其二，形成於中溫至低溫的熱液礦脈內：菱鐵礦常見於變質沉積岩中，是熱液堆積後形成的脈石礦物；此外，偉晶岩中亦可能出現菱鐵礦。其常見的共生礦物有：石英、黃鐵礦（pyrite）、褐鐵礦（limonite）、針鐵礦（goethite）、黃銅礦（chalcopyrite）、閃鋅礦（sphalerite）、冰晶石（cryolite）、方鉛礦（galena）、重晶石（barite）、方解石、白雲石（dolomite）、螢石（fluorite）等。其常見的共生礦物有：石英、黃鐵礦（pyrite）、褐鐵礦（limonite）、針鐵礦（goethite）、黃銅礦（chalcopyrite）、閃鋅礦（sphalerite）、冰晶石（cryolite）、方鉛礦（galena）、重晶石（barite）、方解石、白雲石（dolomite）、螢石（fluorite）等。 世界著名的菱鐵礦產地有：波蘭，捷克波西米亞（Bohemia），德國的Harz山脈和Freiberg，法國Lorraine，英國Cornwall，葡萄牙BieraBaixa，美國賓州、密西根州、猶他州、俄亥俄州東部、科羅拉多州、康乃狄格州Roxbury、紐澤西州Franklin、加州SanBernardinoCounty、威斯康辛州Ladysmith、亞利桑那州AntlerMine、紐約州，育空RapidCreek，加拿大蒙特婁FranconQuarry、魁北克MontSaint-Hilaire，巴西MinasGerais，祕魯Huancavelica，玻利維亞Tatasi，澳洲新南威爾州BrokenHill、ProspectHill，納米比亞Otavi的Tsumeb，格陵蘭Ivigtut。
原料特點
菱鐵礦鐵元素(Ferrum)的原子序數為26，符號為Fe。在元素周期表上，鐵是第四周期第八副族(ⅧB)的元素。它與鈷和鎳同屬四周期ⅧB族。
在自然界中，鐵元素有4種穩定同位素，其同位素豐度(%)如下(Hertz，1960)：54Fe—5.81，56Fe—91.64，57Fe—2.21，58Fe—0.34。鐵的原子量平均為55.847(當12C=12.000時)。
鐵的原子半徑，取12配位數時，為1.26×10-10m。鐵的原子體積為7.1cm3/克原子，原子密度為7.86g/cm3。鐵原子的電子結構是3d64s2。鐵原子很容易失掉最外層的兩個s電子而呈正二價離子(Fe2 )。如果再失掉次外層的1個d電子，則呈正三價離子(Fe3 )。鐵元素的這種變價特徵，導致鐵在不同氧化還原反應中顯示出不同的地球化學性質。鐵原子失去第一個電子的電離勢(I1)為7.90eV，失去第二個電子的電離勢(I2)為16.18eV，失去第三個電子的電離勢(I3)為30.64eV。
鐵的離子半徑隨配位數和離子電荷而變化。據Ahrens(1952)資料，取6配位數時，Fe2 的離子半徑為0.074nm，Fe3 的離子半徑為0.064nm。鐵離子在含氧鹽和鹵化物等中構成離子化合物。鐵常與硫和砷等構成共價化合物。鐵的共價半徑為1.17×10－10m。其鍵性強度可用鐵和硫、砷等的電負性差求得。鐵的電負性，Fe2 為1.8，Fe3 為1.9(波林，1964)。凡是原子半徑與鐵相近的元素，當晶體結構相同時，易與鐵形成金屬互化物，如鐵和鉑族形成的金屬互化物粗鉑礦(Pt，Fe)。凡是離子半徑與鐵相近的元素，當化學結構式相同時，易與鐵發生類質同象替換，如矽酸鹽中的鐵橄欖石和鎂橄欖石類質同象系列；碳酸鹽中的菱鐵礦和菱錳礦類質同象系列；以及鎢酸鹽中的鎢鐵礦和鎢錳礦類質同象系列，等等。離子電位(Φ)是一個重要的地球化學指標。Fe2 的離子電位為2.70，可在水溶液中呈自由離子(Fe2 )遷移。Fe3 的離子電位較高，為4.69，它易呈水解產物沉澱。因此，在還原條件下，有利於Fe2 呈自由離子遷移；在氧化條件下，則Fe2 易氧化為Fe3 而呈水解產物沉澱。與鐵共沉澱的元素(同價的或異價的)共生組合，可用離子電點陣圖來預測。鐵及其化合物的密度、熔點和沸點，以及它們在水中的溶解度或溶度積，是決定鐵進行地球化學遷移的重要物理常數。
鐵化合物的溶度積(18℃時)，Fe(OH)3為1.1×10-36，Fe(OH)2為1.04×10-14，FeS為3.7×10-19，等等。鐵的熔化潛熱為269.55J/g，蒸發潛熱為6343J/g。
共生礦物
菱鐵礦磁鐵礦
FeO31.03%，Fe2O368.97%或含Fe72.2%，O27.6%，等軸晶系。單晶體常呈八面體，較少呈菱形十二面體。在菱形十二面體面上，長對角線方向常現條紋。集合體多呈緻密塊狀和粒狀。顏色為鐵黑色、條痕為黑色，半金屬光澤，不透明。硬度5.5～6.5。
赤鐵礦
Fe69.94%，O30.06%，常含類質同象混入物Ti、Al、Mn、Fe2 、Ca、Mg及少量Ga和Co。三方晶系，完好晶體少見。結晶赤鐵礦為鋼灰色，隱晶質；土狀赤鐵礦呈紅色。條痕為櫻桃紅色或鮮豬肝色。金屬至半金屬光澤。有時光澤暗淡。硬度5～6。比重5～5.3。
磁赤鐵礦
γ-Fe2O3，其化學組成中常含有Mg、Ti和Mn等混入物。等軸晶系，五角三四面體晶類，多呈粒狀集合體，緻密塊狀，常具磁鐵礦假象。顏色及條痕均為褐色，硬度5，比重4.88，強磁性。
菱鐵礦鈦鐵礦
FeTiO3，Fe36.8%，Ti36.6%，O31.6%。三方晶系。菱面體晶類。常呈不規則粒狀、鱗片狀或厚板狀。在950℃以上鈦鐵礦與赤鐵礦形成完全類質同象。當溫度降低時，即發生熔離，故鈦鐵礦中常含有細小鱗片狀赤鐵礦包體。鈦鐵礦顏色為鐵黑色或鋼灰色。條痕為鋼灰色或黑色。含赤鐵礦包體時呈褐色或帶褐的紅色條痕。金屬-半金屬光澤。不透明，無解理。硬度5～6.5，比重4～5。弱磁性。
針鐵礦
α-FeO(OH)，含Fe62.9%。含不定量的吸附水者，稱水針鐵礦HFeO2·NH2O。斜方晶系，形態有針狀、柱狀、薄板狀或鱗片狀。通常呈豆狀、腎狀或鍾乳狀。切面具平行或放射纖維狀構造。有時成緻密塊狀、土狀，也有呈鮞狀。顏色紅褐、暗褐至黑褐。經風化而成的粉末狀、赭石狀褐鐵礦則呈黃褐色。針鐵礦條痕為紅褐色，硬度5～5.5，比重4～4.3。而褐鐵礦條痕則一般為淡褐或黃褐色，硬度1～4，比重3.3～4。
纖鐵礦
γ-FeO(OH)，含Fe62.9%。含不定量的吸附水者，稱水纖鐵礦FeO(OH)·NH2O。斜方晶系。常見鱗片狀或纖維狀集合體。顏色暗紅至黑紅色。條痕為桔紅色或磚紅色。硬度4～5，比重4.01～4.1。
冶礦歷史
菱鐵礦菱鐵礦
中國古代金屬礦產，明代以前主要有鐵、銅、錫、鉛、銀、金、汞，金屬鋅的生產，則在明代開始見於記載。有關古代礦冶業的文獻記載，早期僅有產地而無產量。《新唐書·食貨志》首次記載全國銀、銅、鐵、錫的年收入量。歷代文獻中的年收入量並不等於年產量，而往往是稅收量、徵集量、官營礦冶產量等。不同文獻之間也常有很大差異。
夏代到戰國對夏代礦冶業還很少研究成果。河南登封相當夏紀元的遺址中出土有銅片。商、周是青銅器的鼎盛時代。青銅冶鑄業中心是在中原地區，部分原料則可能來自南方。《詩經·魯頌》說：“憬彼淮夷，來獻其琛，元龜象齒，大賂南金。”淮夷貢獻的除海龜和象牙外，還有南方出產的金屬，反映當時中國南部金屬礦冶業的發達。《周禮·地官》中說：“人掌金玉錫石之地”，這是古代文獻關於礦業的最早記載，反映當時已特設專職官員掌管官營礦業了。
春秋戰國之際進入鐵器時代。戰國冶鐵業興盛，生產的鐵器以農具、手工工具為主，兵器則青銅、鋼、鐵兼而有之，銅、鐵礦業均盛。根據文獻記載和考古發掘資料，今山東臨淄和河北邯鄲的鐵礦、湖北大冶銅綠山的銅礦(見銅綠山礦冶遺址)、山東的鉛礦以及漢水、汝河和金沙江的砂金等，春秋戰國時期都已進行開採。
菱鐵礦秦漢到南北朝秦統一中國後，在產鐵的地區設定鐵官，以增加國庫收入，鞏固中央集權制度。漢初，一些諸侯國的冶鐵業實際操縱在少數豪強大族手中。漢武帝於元狩四年（公元前119）在49個產鐵地區設定鐵官。這些鐵官駐在地分布於今山東省境內的有12處，江蘇7處，河南、陝西各6處，河北、山西各5處，四川3處，北京、遼寧、安徽、湖南、甘肅各一處。從鐵官分布情況看，西漢冶鐵業是在戰國時期的基礎上發展起來的，大部分分布在北方的齊、秦、燕、趙、魏、韓六國範圍內，長江以南的廣大地區只有桂陽郡（湖南郴縣）一處設有鐵官。西漢銅產地以長江中下游最為重要，在丹陽設有銅官。
關於秦漢之際的金屬礦產地，司馬遷在《史記·貨殖列傳》中說，金、錫、辰砂等主要出在江南，銅、鐵兩種礦藏，在千里之內分布得就像棋盤上的棋子那樣。此外，還提到西南的巴蜀也盛產辰砂和銅、鐵。東漢設鐵官34處，分布地區基本承袋前代，僅雲南兩處是新設。此外，在中條山開闢新的銅礦區,雲南的錫、鉛和銀，四川、貴州的汞和川、滇境內的沙金等，均有所發展。魏晉南北朝時期戰亂頻仍，黃河中游的官營冶鐵業還能維持生產。長江以南地區受到的破壞較少，在今江蘇、浙江、湖北等省境內有較多的冶鐵作坊繼續得到發展，銅、銀、金礦則興廢無常，趨於衰落。
價值套用
菱鐵礦菱鐵礦(FeCO3)作為一種傳統礦物資源，長期以來一直用作冶煉鋼鐵。近幾十年來的進一步研究發現，菱鐵礦經熱處理後可產生磁性礦物，分解產物變化非常複雜，而且表現出一系列異常的磁學現象，使菱鐵礦熱分解的主要產物具有極大的潛在套用價值，逐漸引起人們的興趣。
中國菱鐵礦資源十分豐富，目前已探明儲量近20億噸，另外儲存保有儲量近20億噸。主要分布在西部地區，其中新疆、青海、甘肅、陝西與雲南等五個省的菱鐵礦儲量都超過億噸。如陝西臨水大西溝菱鐵礦礦床儲量超過三億噸。但巳利用的菱鐵礦不足總儲量的10%。主要用於冶煉鋼鐵，在其他方面的套用基本處於空白。
菱鐵礦基於從菱鐵礦的熱分解產物所具有的潛在套用價值，利用其在高溫分解時產生磁性物質的特點，我們已研製出完全新型的磁性日用陶瓷。這種陶瓷的主要特點是坯體中含有分布均勻的磁性礦物，可顯示磁性，由於是熱剩磁，
故可長久保留。因而可以作為磁性保健用品，如磁化杯、磁儲水器以及磁性浴缸；還可製作農產品以及花卉的栽培載體和輸水管道，以及保健建築材料等。如再作深化研究，還有可能作結構陶瓷與功能陶瓷的原料。總之，這項研究具有極大的社會意義和經濟效益。
採用以天然純菱鐵礦為主要原料研製磁性日用陶瓷，目前在國內外尚屬首次。所研製成的這種磁性陶瓷的特點在於：原料價格低廉且儲量豐富、工藝簡單成本較低、無毒無放射性,有利於工業化大規模生產， 套用前景十分寬廣，經濟效益也十分可觀。
有關測試數據如下：
吸水率：<；0.5% 抗折強度：>；650 Kg/cm2
莫氏硬度：>；6.5 熱穩定性：700℃不開裂
強度比普通矽酸鹽陶瓷高。
磁性測試：磁化率X比=8319-18636(10-8m3Kg-1)(赤鐵礦=60-600 磁鐵礦=5.7x104)
相關資料
地質研究所朱祥坤研究員團隊在對天津薊縣中、新元古代剖面進行野外考察時，在鐵嶺子村附近的下馬嶺組地層中發現了大量原生菱鐵礦。
富含菱鐵礦的層位出露於下馬嶺組下部，為一套碳質岩系，主要為粉砂岩和黑色頁岩。粉砂岩、頁岩中夾有鐵結核層，三者常互層出現。這些鐵結核表面呈褐紅色，扁平橢球狀，緻密塊狀構造，多數直徑在1cm～15cm間，少數可達30cm左右，其最大扁平面平行於層面，圍岩層理繞結核生長。結核新鮮斷面呈灰色，具有碳酸鹽岩特徵，硬度小於小刀，比重明顯大於泥岩、灰岩或白雲岩。據此將鐵質結核初步定為菱鐵礦結核。這一認識得到了進一步室內工作（包括顯微鏡下鑑定、X射線粉晶衍射及電子探針分析）的證實。
薊縣鐵嶺子村下馬嶺組剖面中菱鐵礦的含量非常豐富，可能具有經濟意義，有必要對其進行系統調查。同時，這一發現在研究元古宙環境演化方面也具有重要意義。
基本工藝
礦石中主要金屬礦物為菱鐵礦及少量的褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦和矽酸鐵等。非金屬礦物為石英和方解石等。
菱鐵礦石的主要選礦方法是焙燒磁選法和重選法。主要設備－破碎磨礦設備中國鐵礦石破碎作業基本按照五種流程進行生產，一段破碎多是供自磨機磨礦用料，破碎粒度為350～0mm或250～0mm二段破碎、三段開路破碎、三段閉路破碎和四段破碎多是供球磨機或棒磨機磨礦用料，破碎粒度為25～0mm、20～0mm、15～0mm和12～0mm。按破碎產品粒度分為粗碎、中碎和細碎三種破碎設備。粗破碎機採用顎式破碎機或旋迴破碎機。大型鐵礦石選廠多用1500mm×2100mm顎式破碎機和1500mm/300mm或1200mm/180mm旋迴破碎機。中破碎機採用標準型圓錐破碎機。細破碎機採用短頭型圓錐破碎機。磨礦主要採用一段磨礦、二段磨礦和三段磨礦流程。其中有連續磨礦和階段磨礦或帶有選別或帶有細篩的磨礦流程。提高自磨機的處理量，採用礫磨對一些礦石具有降低球耗和電耗，從而降低選礦成本的效果。
菱鐵礦選取工藝
開採含凌鐵礦石先由鄂式破碎機進行初步破碎，在破碎至合理細度後經由提升機、給礦機均勻送入磨機，由磨機對礦石進行研磨；經過磨機研磨的礦石細料進入下一道工序：分級；藉助固體顆粒的比重不同而在液體中沉澱的速度不同的原理，對礦石混合物進行洗淨、分級；經過洗淨和分級的礦物混合料在經過磁選機時，由於各種礦物的比磁化係數不同，經由磁力和機械力將混合料中的磁性物質分離開來。按鐵礦的性質選礦強磁或弱磁進行分選，經過烘乾機烘乾，即可得到乾燥的鐵礦，一般經選別後的精礦，品質可達到95%以上
常見礦物（三）
| 根據晶體化學的分類方案，碳酸鹽、硫酸鹽、鉻酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽等幾種均屬於含氧鹽類，是常見礦物中一大類。 |
