Vari minerali contenenti ferro possono essere suddivisi principalmente in tre categorie in base alla loro composizione minerale: magnetite, ematite e limonite. La loro composizione chimica, la struttura cristallina e le condizioni geologiche sono diverse, quindi vari minerali di ferro hanno forme esterne e proprietà fisiche diverse.
(1) Magnetite
Il principale minerale contenente ferro è la magnetite e la sua formula chimica è Fe3O4, di cui FeO=31 percento, Fe2O3=69 percento e il contenuto teorico di ferro è del 72,4 percento. Questo minerale a volte contiene una combinazione di minerale composito TiO2 e V2O5, chiamato rispettivamente titanomagnetite o vetriolite. Raramente si incontra nei minerali naturali di magnetite pura e spesso, a causa dell'ossidazione superficiale, parte della magnetite viene ossidata e trasformata in ematite semi-fantasma e pseudo-ematite. La cosiddetta falsa ematite è l'ossidazione della magnetite (Fe3O4) in ematite (Fe2O3), ma conserva ancora la forma originale della magnetite, quindi è chiamata falsa ematite.
La magnetite ha forti proprietà magnetiche e il cristallo è spesso ottaedrico e alcuni sono dodecaedri rombici. Gli aggregati spesso formano blocchi densi, le striature di colore sono nero ferro, lucentezza semi-metallica, la densità relativa è 4.9-5.2, la durezza è 5.5-6 e non c'è scissione. La ganga è principalmente quarzo e silicato. Ha scarsa riducibilità e generalmente contiene alti livelli di impurità nocive come zolfo e fosforo.
(2) Ematite
L'ematite è un minerale di ossido di ferro anidro, la sua formula chimica è Fe2O3 e il contenuto teorico di ferro è del 70%. Questo minerale forma spesso enormi depositi in natura ed è il minerale principale per la produzione industriale in termini di sepoltura e volume di estrazione.
Il contenuto di ferro dell'ematite è generalmente compreso tra il 50% e il 60%. Contiene impurità meno dannose come zolfo e fosforo e la riduzione è migliore di quella della magnetite. Pertanto, l'ematite è una materia prima per la produzione di ferro relativamente buona.
L'ematite ha una magnetite primaria e selvaggia e la magnetite dell'ematite rigenerata perde le sue proprietà magnetiche dopo l'ossidazione, ma conserva ancora la forma cristallina della magnetite. La pseudo-ematite contiene spesso un po' di magnetite residua. A volte l'ematite contiene anche alcuni prodotti di alterazione dell'ematite, come la limonite (2Fe2O3·3H2O).
L'ematite ha una lucentezza semi-metallica, la durezza del cristallizzatore è 5.5-6, la durezza dell'ematite terrosa è molto bassa, nessuna scissione, la densità relativa è 4.9-5.3, solo debole magnetico e la ganga è silicato.
(3) Limonite
La limonite è un minerale di ossido di ferro idrato, formato dall'erosione di altri minerali. È il più diffuso in natura, ma è raro trovare grandi depositi funerari. La sua formula chimica è nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). La limonite è in realtà una miscela di goethite (Fe2O3·H2O), idrogoethite (2Fe2O3·H2O) e ossidi di ferro con diverse acque cristalline e sostanze argillose. La maggior parte dei minerali contenenti ferro nella limonite esiste sotto forma di 2Fe2O3·H2O.
Generalmente, il contenuto di ferro del minerale di limonite è compreso tra il 37% e il 55% e talvolta il contenuto di fosforo è più elevato. La limonite ha un forte assorbimento d'acqua e generalmente assorbe una grande quantità di acqua. Dopo la tostatura o il riscaldamento in un altoforno, l'acqua libera e l'acqua cristallina vengono rimosse e la porosità del minerale aumenta, il che migliora notevolmente la riducibilità del minerale. Pertanto, la riducibilità della limonite è migliore di quella dell'ematite e della magnetite. Allo stesso tempo, il contenuto di ferro del minerale aumenta di conseguenza a causa della rimozione dell'umidità.