Vários minerais contendo ferro podem ser divididos principalmente em três categorias de acordo com sua composição mineral: magnetita, hematita e limonita. Sua composição química, estrutura cristalina e condições geológicas são diferentes, portanto, vários minérios de ferro têm diferentes formas externas e propriedades físicas.
(1) Magnetita
O principal mineral contendo ferro é a magnetita, e sua fórmula química é Fe3O4, da qual FeO=31 por cento , Fe2O3=69 por cento , e o teor teórico de ferro é de 72,4 por cento . Este minério às vezes contém uma combinação de minério composto de TiO2 e V2O5, chamados titanomagnetita ou vitriolita, respectivamente. Raramente é encontrado em minérios naturais de magnetita pura e, muitas vezes, devido à oxidação da superfície, parte da magnetita é oxidada e transformada em hematita semi-fantasma e pseudo-hematita. A chamada falsa hematita é a oxidação da magnetita (Fe3O4) em hematita (Fe2O3), mas ainda mantém a forma original da magnetita, por isso é chamada de falsa hematita.
A magnetita tem fortes propriedades magnéticas, e o cristal é frequentemente octaédrico, e alguns são dodecaedros rômbicos. Os agregados geralmente formam blocos densos, as estrias de cor são ferro preto, brilho semi-metálico, a densidade relativa é 4.9-5.2, a dureza é 5.5-6 e não há clivagem. A ganga é principalmente quartzo e silicato. Tem baixa redutibilidade e geralmente contém altos níveis de impurezas nocivas, como enxofre e fósforo.
(2) Hematita
A hematita é um minério de óxido de ferro anidro, sua fórmula química é Fe2O3 e o teor teórico de ferro é de 70%. Este minério frequentemente forma enormes depósitos na natureza, e é o principal minério para produção industrial em termos de soterramento e volume de mineração.
O teor de ferro da hematita é geralmente de 50% a 60%. Contém menos impurezas nocivas, como enxofre e fósforo, e a redução é melhor que a da magnetita. Portanto, a hematita é uma matéria-prima relativamente boa para a fabricação de ferro.
A hematita é primária e selvagem, e a hematita regenerada perde suas propriedades magnéticas após a oxidação, mas ainda mantém a forma cristalina da magnetita. A pseudo-hematita geralmente contém alguma magnetita residual. Às vezes, a hematita também contém alguns produtos de intemperismo da hematita, como a limonita (2Fe2O3·3H2O).
A hematita tem um brilho semi-metálico, a dureza do cristalizador é 5.5-6, a dureza da hematita terrosa é muito baixa, sem clivagem, a densidade relativa é 4.9-5.3, apenas fraca magnético, e a ganga é silicato.
(3) Limonita
A limonita é um minério de óxido de ferro hidratado, formado pelo intemperismo de outros minérios. É o mais amplamente distribuído na natureza, mas é raro encontrar grandes depósitos soterrados. Sua fórmula química é nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). A limonita é na verdade uma mistura de goetita (Fe2O3·H2O), hidrogoetita (2Fe2O3·H2O) e óxidos de ferro com diferentes águas cristalinas e substâncias argilosas. A maioria dos minerais contendo ferro na limonita existe na forma de 2Fe2O3·H2O.
Geralmente, o teor de ferro do minério de limonita é de 37% a 55% e, às vezes, o teor de fósforo é maior. A limonita tem forte absorção de água e geralmente absorve uma grande quantidade de água. Após a torrefação ou aquecimento em um alto-forno, a água livre e a água cristalina são removidas e a porosidade do minério aumenta, o que melhora muito a redutibilidade do minério. Portanto, a redutibilidade da limonita é melhor que a da hematita e da magnetita. Ao mesmo tempo, o teor de ferro do minério aumenta proporcionalmente devido à remoção da umidade.