铁矿，是一种可提炼出铁化合物的岩石或沉积物。根据其矿物组成和化学成分，可以分为 磁铁矿 、 赤铁矿 、 褐铁矿 和 菱铁矿 等。每种类型铁矿的组成、物理特性都不相同。
按照铁矿不同的成因，将其分为BIF相关型、火山成因型、岩浆型、接触交代-热液型、沉积型铁矿床和风化淋滤型铁矿床，其中BIF相关型铁矿床最为重要，约占全球铁矿资源量的60%~70%。全球铁矿资源丰富且分布广泛，但分布不均衡，规模及质量差异较大。超过80%的铁矿资源集中在 澳大利亚 、 加拿大 、 俄罗斯 、巴西、中国等10个国家。
铁矿石是生产钢铁的主要原料，铁在国防、工业、农业、交通运输、建筑等领域都有广泛的应用，是世界上发现最早，利用最广，用量也是最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%左右。是现代工业的基础产业。 但铁矿的开采，对土地、空气和水资源都有一定的破坏。
分类及主要特性
铁矿物种类繁多，目前可以经济利用的铁矿物种类并不多，根据其矿物组成和化学成分，可以分为 磁铁矿 、 赤铁矿 、 褐铁矿 和 菱铁矿 等。
磁铁矿
磁铁矿（Magnetite）是一种氧化铁矿石，主要成分为Fe 3 O 4 ，是Fe 2 O 3 和FeO的 配位化合物 ，比重大约5.15，含Fe：72.4%，O：27.6%。 磁铁矿一般呈铁黑色，有的具暗蓝靛色。条痕色为黑色。相对密度（比重）为4.8~5.3g/cm³； 硬度为5.5～6。 立方晶系 。晶体呈八面体、菱形十二面体。晶面有条纹。通常为粒状、块状集合体。 磁铁 矿具有强磁性，可为永久磁铁所吸引。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：钛磁铁矿、钒磁铁矿、钒钛磁铁矿、铬磁铁矿、镁磁铁矿。
赤铁矿
赤铁矿（ Hematite ）是一种氧化铁矿石，主要成分为Fe 2 O 3 ，比重大约为5.26，含Fe：70%，O：30%。 赤铁矿 颜色多变，从铁黑色、钢灰色到 暗红色 ，条痕色呈樱红色。金属光泽到半金属光泽，且不透明。晶体为菱面体或者板状，集合体常呈片状、鳞片状、致密块状等出现。有一种成花形的晶质集合体，被称作“铁玫瑰”。 折射率为2.94~3.22；相对密度为5.20； 莫氏硬度 为5~6。
褐铁矿
褐铁矿 （Limoniie）是含有 氢氧化铁 的矿石，是 氢氧化氧铁 H FeO 2 和鳞铁矿 FeO (OH)两种不同结构矿石的统称，主要成分的化学式为mFe 2 O 3 ·nH 2 O，含有Fe约62%，O约27%，H 2 O约11%，比重为3.6~4.0，多半附存在其他铁矿石之中。 褐铁矿常呈块状、土状、钟乳状或 葡萄 状，黄褐色或深褐色，条痕黄褐色，光泽暗淡。
菱铁矿
菱铁矿（Siderite）是含有 碳酸亚铁 的矿石，主要成分为FeCO 3 ，比重在3.8左右。这种矿石多半含有相当多数量的 钙盐 和镁盐。 菱铁矿呈白色或黄白色，风化后可变成褐色或褐黑色，条痕为白色；透明至半透明，具有玻璃、珍珠或丝绢光泽。 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。
钛铁矿
钛铁矿的主要成分为FeTiO₃（钛酸亚铁），其中铁的质量分数约为36.80%。其颜色呈现铁黑色或钢灰色，条痕为钢灰色或黑色，具有弱磁性特征，通常与其他矿物共生。
应用领域
钢铁生产
全球98％以上的铁矿石用于钢铁冶炼，冶炼成含碳量不同的生铁和钢。生铁一般含碳量在2%以上，按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁、合金生铁。钢的含碳量一般在2%以下，通常钢按组成元素不同分为碳素钢和 合金钢 。钢铁是国防、工业、农业、交通运输、建筑等国民经济各个领域中应用最广泛和用量最大的一种金属，是现代工业的基础产业。
建筑行业
房屋建筑和基础设施是钢铁消费的重要领域。铁矿的主要用途之一是为钢铁行业提供原料，满足大量的钢材需求，用于建造房屋、道路、隧道、桥梁和高速铁路等基础设施。随着社会的发展，现代社会对钢材的要求也会越来越高，高速铁路的发展就对开发高强度、高韧性以及高耐腐蚀的钢材提出了新的要求。
机械制造
由铁矿冶炼而成的钢材在机械制造行业有着广泛的应用。钢材具有较高的强度、耐磨性、耐腐蚀性和可塑性等特点，同时可以通过热处理和表面处理等加工工艺进一步提升和优化性能，大到各种机床、工程机械、操作平台和工具，小到各种机械零件，都和钢材有关，因此钢材成为制造各种机械部件的理想选择。另外，在汽车制造方面，钢材用于制造车身、底盘、发动机零件等。在航空航天方面，可以用来制造航母飞行甲板。
电力能源
钢铁制造的管道可以用于超长石油和天然气输送，这种方式是现有方式中安全性较高、损耗和运费较低的模式。同时，钢铁在发电站、输电线路等电力行业中也有广泛应用，它能够承受高温和压力，并保持结构的稳定性，也可以制作电子元件、电表电阀等。
其他领域
铁矿石还用作合成氨的催化剂(纯 磁铁矿 )、天然矿物颜料( 赤铁矿 、镜铁矿、 褐铁矿 )、饲料添加剂(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)、名贵药石（磁石）及水泥工业等，但用量很少。
形成原因
按照铁矿不同的成因，将其分为BIF相关型、火山成因型、岩浆型、接触交代-热液型、沉积型铁矿床和风化淋滤型铁矿床 ，其中BIF相关型铁矿床最为重要，约占全球铁矿资源量的60%~70%。火山成因型铁矿床是指成矿物质全部或部分来源于火山作用，与 火山岩 、次火山岩有成因联系的铁矿床，约占全球铁矿资源量的10%，该类型铁矿常与铜、金、稀土等多种组分共生，故可以综合利用。
BIF相关型铁矿床
BIF相关型铁矿床也称为含铁硅质岩建造的沉积铁矿床、 含铁 石英岩 型铁矿床， 硅铁 呈交替的条带状（banded iron formation， BIF ）出现。 主要矿物组成是富铁矿物（以 磁铁矿 或 赤铁矿 为主）和脉石矿物（以 石英 为主）。该条带状铁建造仅在前 寒武纪 的地层中广泛分布，是 地球 演化特定阶段的产物。 形成大型条带状铁建造需要满足三个条件：①物质基础：大型海底热液供给系统；②沉积场所：发育宽广的大陆架；③必要条件：存在成层海洋，蕴含大量Fe 2+ 的海水能够从海底热液系统运移至沉积中心。根据条带状铁建造规模、 岩性组合 及沉积环境与火山活动的关系将其划分为苏必利尔型（ Superior ）和阿尔戈马型（Algoma）两种基本类型。
火山成因型铁矿床
火山成因型铁矿床的成因模式主要有以下两种：一种是 火山喷发 沉积作用成矿；另一种是次 火山岩 作用成矿，由早期火山沉积成矿与晚期的次火山岩成矿共同作用进而形成矿体。关于火山成因型铁矿床的划分，全球尚未形成统一认识。根据该类铁矿床形成的大地构造环境、成矿作用等因素，中国学者将其分为海相火山成因型和陆相火山成因型两类。
岩浆型铁矿床
岩浆型铁矿床的成矿 母岩 为 超镁铁质岩 ，来自下地壳或上地幔的岩浆靠着深大断裂上侵到地壳浅部分，进一步冷却和固化，岩浆中的铁元素富集形成铁矿石，因此该类型的铁矿床绝大多数产于隆起区边缘的深断裂带及其附近，往往在区域上呈线状分布。
接触交代-热液型铁矿床
接触交代型铁矿床又称矽卡岩型铁矿床。该类型铁矿床主要是由于侵入岩体与围岩接触发生热交代作用，从围岩中提取出来的元素与侵入岩体中的铁结合，生成铁矿石。热液型铁矿为呈热液脉状充填于各类围岩裂隙中的铁矿。两者统称为接触交代-热液型铁矿床。
沉积型铁矿床
沉积型铁矿是指主要与沉积作用（不包括火山沉积作用）有成因关系的铁矿床。含铁的岩石、矿物或铁矿体，在风化作用下，被破碎、分解、搬运到低洼盆地中，然后经过机械沉积或沉积分异作用沉积下来，进一步形成沉积型铁矿床。根据铁矿床形成的沉积环境分为海相和湖相两类。另外，还有在山西省寿阳一带产于二叠纪页岩中湖相沉积“寿阳式”铁矿床和甘肃省六盘山以东的华亭一带赋存于白垩纪粘土岩或砂页岩中的湖相沉积“华亭式”铁矿床及广西右江流域赋存在第三纪渐新统煤系中的湖相沉积“右江式”铁矿床。矿床规模均为小型。
风化淋滤型铁矿床
富铁岩石、含铁多金属及其它铁矿在湿热的气候和适当的地形 、构造条件下，经风化淋滤作用堆积形成，因此矿床多产于各类原生铁矿及其它含铁岩石的风化淋滤带上。
分布区域
全球铁矿资源丰富且分布广泛，各大洲都有分布，且大洋中也蕴藏着丰富的铁锰 结核 。全球铁矿资源分布位列前10位的国家依次是 澳大利亚 、 加拿大 、 俄罗斯 、巴西、中国、 玻利维亚 、 几内亚 、 印度 、 乌克兰 和 智利 ，占全球资源总量的81.3%，但很多国家和地区铁矿资源又相对缺乏。巴西、澳大利亚、 南非 、印度等国生产的铁矿石多为 赤铁矿 ，且大型、超大型铁矿数量较多，不仅品位高、杂质少，品质也比较稳定。
澳大利亚铁矿资源丰富，储量和产量均位居世界前列。已探明的90％铁矿石资源都集中在 西澳大利亚州 皮尔巴拉地块的哈默斯利铁成矿省和伊尔岗地块的中西铁矿区。前者的铁矿石产量约占全澳铁矿石总产量的95％左右，但由于大量开采，资源日益枯竭，中西铁矿区已逐渐成为西澳的新兴铁矿区。
中国铁矿山多以中小型为主，大型、超大型矿山少，贫矿多，富矿少。富矿资源储量只占1.8%，而贫矿储量占47.6%。此外，中国的铁矿石又多为含铁品位较低的磁铁矿石，矿石成分复杂，共生组分多，生产成本相对较高。
全球消费
欧洲 曾是世界铁矿石的消费重心，但从20世纪90年代后，全球范围内的铁矿石消费主要集中在亚洲地区，尤其是中国。 中国是世界上最大的钢铁生产国，也是全球最大的铁矿消费国。全球铁矿石贸易量中有60%的铁矿石被中国引进，同时，中国钢铁产业中使用的铁矿石有70%左右来自于海外供应，故对外依存度较高。除 南极洲 外，中国铁矿石的来源地遍布六大洲。 作为 亚洲 第二大 经济体 ， 日本 也是重要的铁矿石消费国之一，主要从 澳大利亚 和巴西进口。 根据国际铁矿石协会（International Iron and Steel Institute）的数据，2021年世界各地区铁矿石贸易量如下图所示。
矿物开采
铁矿山开采方式分为露天开采和地下开采两种方式。从敞露地表的采矿场开采出铁矿物的方式为露天开采，它是世界范围内最主要的采矿方法，包括穿孔爆破、采装、运输和排土四个环节。从地下铁矿矿床的矿块中采出 矿石 的工艺为地下开采，主要采用 崩落采矿法、空场采矿法和填充采矿法等，包括矿床开拓、采准、切割、回采四个具体步骤。
铁矿冶炼
炼铁过程实质上是铁矿石在还原物质（CO、H2、C）和适宜温度等条件下通过物化反应得到还原后的生铁。按工艺分为高炉炼铁和非高炉炼铁两种。
高炉炼铁是指在高炉中以 焦炭 做燃料和 还原剂 ，将铁矿石中的铁进行还原，得到温度和成分符合要求的液态生铁。高炉生产时，将铁矿石、焦炭、造渣用 熔剂 从炉顶装入，从炉子下部的风口吹入经预热的空气。在炉内生成的CO在上升过程中与含铁矿物发生还原反应得到液态生铁，然后从铁口放出。副产品是高炉渣和高炉煤气，高炉渣从渣口排出。高炉煤气从炉顶排出，经除尘后可以做燃料。高炉反应过程示意图如下
非高炉炼铁法是除高炉炼铁以外的其他炼铁工艺方法的总称，按工艺特征、产品类型及用途可归纳为两大类，即直接还原法和熔融还原法。直接还原(direct reduction )法是指在低于熔化温度下，铁矿石未经熔化而保持外形还原成金属铁。由于还原失去氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，故也称海绵铁。这种方法不能大规模用于转炉炼钢，只适用于代替废钢作为电炉炼钢的原料。熔融还原( 冶炼 reduction)法是指在熔融状态下将铁矿石还原成高碳生铁。这种方法适合于各种炼钢用途。
尾矿处理
铁矿尾矿是指铁矿石经过处理，选别出铁精矿后剩余废料的总称。对于尾矿的处理，可采用铁尾矿再选和有价金属综合回收的方法。由于原矿性质不同，尾矿中主要金属元素的含量和存在形式也不同，故回收不同尾矿中的金属会采用重选、弱磁选、强磁选以及浮选或者联合选别等流程来回收有价金属。另外，尾矿的主体部分为砂石，故可作为 混凝土骨料、制砖材料、水泥填充料等建筑材料使用。利用尾矿生产 微晶玻璃 是一种高附加值的尾矿利用。尾矿还可以直接填充采空区，充当井下填料。除此之外，尾矿中往往含有许多微量元素，可以维持植物生长和发育，因此用尾矿可以生产微量元素化肥，改良土地。
历史
古埃及 人 是铁器时代初期最早发现和使用铁的文明之一。在公元前3000年，古埃及人就可以提炼 陨石 中的铁来制造工具。公元前1200年后，亚西利亚人逐渐掌握了 冶炼 铁器的技术，并开始大规模的开采铁矿和生产铁制品。在人工炼铁技术发展之前，很多文明都曾使用过陨铁来制作铁器。 古埃及 、美洲、 中国 商代都曾有陨铁制作的铁器。
公元前6世纪，中国已炼出可供浇铸的液态生铁，铸成铁器，应用于生产，并发明了铸铁柔化术。人工炼铁技术的发展加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程。公元前1300~公元前1100年，冶铁术传入两河流域和 古埃及 。随着技术的传播和发展， 欧洲 的部分地区于公元前1000年左右也进入了铁器时代，到公元1400年左右，欧洲发明水力鼓风炉以后，欧洲才出现冶炼生铁。 水力鼓风的出现加大了风量，提高了风压，使燃烧更充分，提高了冶炼的强度和温度，也促进了欧洲冶铁技术的发展。
环境影响
铁矿业的露天采场及各类矿渣、尾矿垃圾的堆置，会占用大量土地，对当地的基础设施和农田造成破坏。固体废物中含有的有毒成分通过地表污染周围的土地，实际的危害远远超过废弃物堆置场的地域和空间。铁矿的开采涉及到地下采空、地面及边坡开挖，可能诱发开裂、崩塌和滑坡等地质灾害，进而造成大量人员伤亡和经济损失。铁矿开采过程中产生的废水废渣，肆意排放，不仅破坏和影响了地下水和地表水，而且产生泉水枯竭、河水断流等各种水环境问题，严重破坏了水均衡系统。采矿产生了大量废气、废渣、废水，废气、粉尘及废渣的排放同样会引起 大气污染 和酸雨。铁矿的开采也会出现水土流失和土地沙化。由于地表物质的剥离、扰动、搬运和堆积，大量破坏了植被和山坡土体，产生的 废石 、废渣等松散物质极易促使矿山地区水土流失及土地沙化。采矿工作也可能诱发地震。