Διάφορα ορυκτά που περιέχουν σίδηρο μπορούν να χωριστούν κυρίως σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τη σύστασή τους: μαγνητίτης, αιματίτης και λιμονίτης. Η χημική τους σύσταση, η κρυσταλλική δομή και οι γεωλογικές συνθήκες είναι διαφορετικές, επομένως τα διάφορα σιδηρομετάλλευμα έχουν διαφορετικές εξωτερικές μορφές και φυσικές ιδιότητες.
(1) Μαγνητίτης
Το κύριο ορυκτό που περιέχει σίδηρο είναι ο μαγνητίτης και ο χημικός του τύπος είναι Fe3O4, εκ των οποίων FeO=31 τοις εκατό, Fe2O3=69 τοις εκατό και η θεωρητική περιεκτικότητα σε σίδηρο είναι 72,4 τοις εκατό. Αυτό το μετάλλευμα περιέχει μερικές φορές έναν συνδυασμό σύνθετου μεταλλεύματος TiO2 και V2O5, που ονομάζεται τιτανομαγνητίτης ή βιτριόλιθος αντίστοιχα. Σπάνια συναντάται σε φυσικά μεταλλεύματα καθαρού μαγνητίτη, και συχνά λόγω της επιφανειακής οξείδωσης, μέρος του μαγνητίτη οξειδώνεται και μετατρέπεται σε ημι-φανταστικό αιματίτη και ψευδοαιματίτη. Ο λεγόμενος ψευδής αιματίτης είναι η οξείδωση του μαγνητίτη (Fe3O4) σε αιματίτη (Fe2O3), αλλά εξακολουθεί να διατηρεί το αρχικό σχήμα του μαγνητίτη, επομένως ονομάζεται ψευδής αιματίτης.
Ο μαγνητίτης έχει ισχυρές μαγνητικές ιδιότητες και ο κρύσταλλος είναι συχνά οκταεδρικός και μερικά είναι ρομβικά δωδεκάεδρα. Τα αδρανή σχηματίζουν συχνά πυκνά μπλοκ, οι χρωματικές λωρίδες είναι σιδερένιες μαύρες, ημιμεταλλική λάμψη, η σχετική πυκνότητα είναι 4.9-5.2, η σκληρότητα είναι 5.5-6 και δεν υπάρχει διάσπαση. Το γκάζι είναι κυρίως χαλαζίας και πυριτικό. Έχει κακή αναγωγιμότητα και γενικά περιέχει υψηλά επίπεδα επιβλαβών ακαθαρσιών όπως θείο και φώσφορο.
(2) Αιματίτης
Ο αιματίτης είναι άνυδρο μετάλλευμα οξειδίου του σιδήρου, ο χημικός του τύπος είναι Fe2O3 και η θεωρητική περιεκτικότητα σε σίδηρο είναι 70 τοις εκατό. Αυτό το μετάλλευμα συχνά σχηματίζει τεράστια κοιτάσματα στη φύση και είναι το κύριο μετάλλευμα για βιομηχανική παραγωγή ως προς τον όγκο ταφής και εξόρυξης.
Η περιεκτικότητα σε σίδηρο του αιματίτη είναι γενικά 50 τοις εκατό έως 60 τοις εκατό. Περιέχει λιγότερο επιβλαβείς ακαθαρσίες όπως θείο και φώσφορο και η αναγωγή είναι καλύτερη από αυτή του μαγνητίτη. Επομένως, ο αιματίτης είναι μια σχετικά καλή σιδηρουργική πρώτη ύλη.
Ο αιματίτης έχει πρωτογενή και άγριο, και ο αναγεννημένος μαγνητίτης αιματίτη χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες μετά την οξείδωση, αλλά εξακολουθεί να διατηρεί το κρυσταλλικό σχήμα του μαγνητίτη. Ο ψευδοαιματίτης περιέχει συχνά κάποιο υπολειμματικό μαγνητίτη. Μερικές φορές ο αιματίτης περιέχει επίσης ορισμένα προϊόντα αιματίτη που διαβρώνουν τις καιρικές συνθήκες, όπως ο λιμονίτης (2Fe2O3·3H2O).
Ο αιματίτης έχει ημιμεταλλική λάμψη, η σκληρότητα του κρυσταλλοποιητή είναι 5.5-6, η σκληρότητα του γήινου αιματίτη είναι πολύ χαμηλή, δεν υπάρχει διάσπαση, η σχετική πυκνότητα είναι 4.9-5.3, μόνο ασθενής. μαγνητικό, και το γάντι είναι πυριτικό.
(3) Λιμονίτης
Ο λιμονίτης είναι ένα ένυδρο μετάλλευμα οξειδίου του σιδήρου, το οποίο σχηματίζεται από τη διάβρωση άλλων μεταλλευμάτων. Είναι το πιο διαδεδομένο στη φύση, αλλά είναι σπάνιο να βρει κανείς μεγάλες ταφικές αποθέσεις. Ο χημικός τύπος του είναι nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). Ο λιμονίτης είναι στην πραγματικότητα ένα μείγμα γαιθίτη (Fe2O3·H2O), υδρογοαιθίτη (2Fe2O3·H2O) και οξειδίων του σιδήρου με διαφορετικά κρυσταλλικά νερά και αργιλικές ουσίες. Τα περισσότερα από τα ορυκτά που περιέχουν σίδηρο στον λιμονίτη υπάρχουν με τη μορφή 2Fe2O3·H2O.
Γενικά, η περιεκτικότητα του λιμονίτη σε σίδηρο είναι 37 τοις εκατό έως 55 τοις εκατό, και μερικές φορές η περιεκτικότητα σε φώσφορο είναι υψηλότερη. Ο λιμονίτης έχει ισχυρή απορρόφηση νερού και γενικά απορροφά μεγάλη ποσότητα νερού. Μετά το ψήσιμο ή τη θέρμανση σε υψικάμινο, αφαιρείται το ελεύθερο νερό και το κρυσταλλικό νερό και το πορώδες του μεταλλεύματος αυξάνεται, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αναγωγιμότητα του μεταλλεύματος. Επομένως, η αναγωγιμότητα του λιμονίτη είναι καλύτερη από αυτή του αιματίτη και του μαγνητίτη. Ταυτόχρονα, η περιεκτικότητα του μεταλλεύματος σε σίδηρο είναι αντίστοιχα αυξημένη λόγω της απομάκρυνσης της υγρασίας.