磁铁矿

磁铁矿（Magnetite），又称慈石、磁石，是一种具有磁性的铁氧化物，矿物成分主要是四氧化三铁(Fe₃O₄)。其含铁量较高，达72.4%。颜色常呈铁黑色或暗蓝靛色，条痕为黑色。具有金属光泽或半金属光泽，不透明。磁铁矿为等轴晶系，单晶体多呈八面体，集合体常以粒状或致密块状产出。硬度5.5~6.5。相对密度4.9~5.2。磁铁矿因其具有磁性且可提取金属铁而得名。

磁铁矿的矿物成分主要是四氧化三铁(Fe₃O₄)，是一种具有磁性的铁氧化物。其含铁量较高，达72.4%。同时也含有少量有钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、镁Mg、锌(Zn)、铝(Al)等杂质元素。呈类质同象替代Fe的有Al、TiCr、V等，替代Fe的有Mg、Mn、Zn、Co、Ge等。当Ti替代Fe时，其中含二氧化钛(TiO₂)小于25%时称含钛磁铁矿，二氧化钛(TiO₂)大于25%者称钛磁铁矿。当含钒钛较多时，则称钒钛磁铁矿。含铬者称铬磁铁矿。

磁铁矿的颜色通常呈铁黑色或暗蓝靛色，条痕为黑色，其在反射光呈钢灰色。磁铁矿具有金属光泽或半金属光泽，不透明，断口呈亚贝壳状至参差状。性脆，无臭无味。无解理，有时可见平行({111}的裂理。具不平坦状断口。正交偏光镜下呈全消光，显示均质性。硬度5.5~6.5。相对密度4.9~5.2。磁铁矿具有较强磁性，接触空气被氧化后会变为赤铁矿或褐铁矿。其中经磁铁矿氧化生成且保留外形的赤铁矿称为假象赤铁矿。

磁铁矿为等轴晶系。单晶体多呈八面体，少数呈菱形十二面体或八面体与菱形十二面体的聚形。常具尖晶石律双晶。晶面伴有条纹。集合体常以粒状或致密块状产出，有时也呈骸晶产出。矿物薄片中则多为呈自形的四方形或粒状。

磁铁矿菱形十二面体或八面体与菱形十二面体的聚形

磁铁矿主要产于各种成因铁矿床中，也常作为副矿物广泛分布在岩浆岩、沉积岩及变质岩中。另外，磁铁矿在一些岩石（如沉积的碧玉铁质岩、磁铁岩，以及接触交代夕卡岩、区城变质的磁铁石英岩）中都作为主要矿物产出，有时会形成铁矿床。磁铁矿物理化学性质稳定，硬度较大，在砂矿中也较常见，常富集成矿。除上述外，磁铁矿也可产生于海滨沙中。磁铁矿的成因类型较多，有岩浆型、接触交代型、高温热液型、区域变质型等。

磁铁矿广泛分布于瑞典、智利、俄罗斯、美国、巴西、澳大利亚、中国等国。其中瑞典的基鲁纳（岩浆型）和智利的拉克铁矿（火山岩型）是较为著名的磁铁矿产地。中国的磁体矿产地较多，其中以四川攀枝花（岩浆型)、江宁鞍山（沉积变质型）、湖北大治（按触交代型）等最为著名。中国铁矿石资源总体呈现的特点为：分布广但又相对集中；中小型矿床多，大型矿床少；矿床类型多，细粒嵌布矿石多；富铁矿少，贫铁矿多，难选矿多。铁矿床分布广泛又相对集中，全国31个个省市均有分布，但是大多集中分布于辽宁、四川、河北等地、三地总储量共104.57亿吨，占全国总储量的50%左右。

磁铁矿是重要的铁矿石，含铁量达72.4%，可用于提炼金属铁。钢铁是社会生产和公众生活所必需的基本材料，人类使用的金属材料中90%以上是钢铁。钢铁制品广泛用于各经济部门和人民生活的各个方面。建筑行业是钢铁用量最大的行业，占钢铁总用量的50%，其次是机械行业、汽车行业和金属制品行业，分别占16%、13%和11%。

磁铁矿在特定条件下可氧化生成磁记录介质，将其涂敷在录音带和录像带的磁带、磁盘和磁鼓上后可用于记录和存储信息。磁铁矿可用于制备氨合成催化剂，用于加快氨和氢合成为氨的化学反应的速度。磁铁矿可作为过滤介质应用于水的过滤当中，使水得到澄清和净化。铁磁流体是一种人工合成的液态磁性物质，可应用于密封技术，而磁铁矿是构成铁磁流体的固体磁性微粒材料。磁体矿还可作为矿物悬浮液的材料普遍应用于煤的分选中，悬浮液可使相对密度比其低的煤浮起，比其高的矸石或其他杂物下沉，以此完成重介质选煤的工艺。

全球磁铁矿的开采方法包括露天开采和坑内开采。露天开采是通过采掘运输设备在敞露的空间进行开采，具有作业安全、可采用大型采矿机械、生产能力大、矿石损失少等优点，适合于矿体埋藏浅、储存条件简单、储量大的矿床。其缺点是采场和排土场的占地面积大，易造成污染破坏环境，同时开采会受严寒、酷暑、暴风雨气候条件的影响。坑内开采是以各种井、巷开辟出一条从地表通达矿体的通道，把矿石开采出来，适用于埋藏较深的矿体。坑内开采具有投资少、适应性强、占地面积小等优点，同时也具有影响地下水系，破坏地形地貌等缺点。全球磁铁矿的开采包括中国在内，以露天开采为主。露天开采一般采用缓帮、全境界开采技术，同时也可进行陡帮开采、高台阶开采和分期开采。坑内开采的方法有自然崩落法、深孔采矿法和中深孔采矿法等。

磁铁矿的选矿工艺包括磁选、重选、浮选、电选、风选及其联合工艺流程。磁选法是选分磁铁矿的主要方法，其原理是根据各种矿物磁性的不同，在磁选机的磁场中受到不同的作用力，而使矿物达到分选目的。磁选对磁性矿物虽更具针对性，但磁性夹杂易导致磁精矿品位偏低。重选是利用矿物与脉石的密度不同在各种运动的介质中实现分选的工艺过程。重选能耗低，无污染，处理量大，但分选粒度较粗，分选效果偏低。浮选即泡沫浮选，是在破碎后获得的矿石-水混合泥浆中加人化学物质，使矿物的颗粒附着在气泡上，当空气通过泥浆时，气泡会携带矿物的颗粒上升，从而与基质相分离，接着对泡沫进行提取即可回收矿物。浮选下限虽低，但药剂制度复杂，成本较高，且难以满足日益提高的环保要求。磁铁矿矿石资源按照脉石类型可分为磁铁石石英岩和的矽卡岩型磁铁矿。磁铁石石英岩主要含有磁铁矿和石英，二者磁化系数较大，全球的选矿厂一般采用磁选法。矽卡岩型磁铁矿的主要矿物为磁铁矿，同时含有少量的硫化矿物。全球的选矿厂一般采用磁选法回收磁性矿物，以浮选法回收伴生的硫化矿物。同时针对选矿方法各有优缺点，磁铁矿分选的研究趋势转为复合力场分选，将浮选与重选、磁选与重选、磁选与浮选分别结合，充分发挥各选矿方法的优越性，提高了选矿设备对目的矿物的分离与富集能力，也提升了选矿效率。

传说在巴尔干半岛马其顿地区马格里西亚（Magnesia），当地的牧民曾在他们的拐杖和鞋头上发现吸有磁铁矿。古希腊哲学家泰勒斯（Thales）在其著作中提及磁铁，从中可知早在古希腊时代人类就已经注意到了磁铁的存在。中国使用磁铁矿的历史悠久并且最早发现磁铁矿的实用价值。在战国时代开始用磨细的极磁铁矿作指南针，称为“司南”。自西汉，就有使用磁铁矿治疗疾病的记载。东汉时曾使用磁铁矿治疗风湿、肢节痛。唐代孙思邈记载服用磁铁矿制成的蜜丸可对眼力有益。南宋严用和记载磁铁矿可用于治疗耳聋。至明代，李时珍在《本草纲目》中系统总结了磁铁矿的药用价值，记载磁铁矿可用于治小儿惊痫、大肠脱肛、诸般肿毒等10多种疾病。

在中国古籍中，磁铁矿有慈石、磁石、玄石、灵磁石、雄磁石等之称，表明它具有磁性。“磁铁矿”的命名沿用中国传统的矿物名称以及传统的命名习惯，因其具有磁性且可提取金属铁而称为磁铁矿。磁铁矿的英文名称“Magnetite”源于地名马格里西亚（Magnesia），因该地盛产磁铁矿而得名。

磁铁矿具有超强磁性，能够吸起铁屑并使指南针偏转，可以此特征进行鉴定。区别磁铁矿与钛铁矿可通过鉴别矿物薄片中的晶形、磁性，以及覆在磁铁矿的表面或边部的白钛矿。白钛矿呈不透明的白色絮状物产出。磁铁矿与赤铁矿、铬铁矿也容易混淆，可根据赤铁矿在反射光下常呈半透明的红色，铬铁矿的边缘有半透明的棕色、褐色这两个特征进行区分。

磁铁矿在露天采矿、地下采矿和选矿过程中会对环境造成影响。其中露天采矿的大气污染源如钻孔、装矿、运输等都属无组织排放，污染物排放于露天坑内并末进入大气，尚属作业环境的岗位浓度。地下采矿作业点在井下，各污染源排放在井下，只有排风井一处将井下污染空气排入大气，但此处排出大量炮烟，所含有的CO、CO₂、NO_X等，全球尚无有效的治理措施。同时磁铁矿在选矿、采矿等过程中会产生的废水以及大量的剥离石和废渣。在生产过程中大型机械作业和大型运输、装载活动，都会产生噪声污染，但由于矿山开采一般距市区较远，因此噪声污染影响不大。

磁铁矿入药若内服过度或长久服用，会影响身体健康。会引起血管舒张、血内蛋白减少、铁蛋白增加、血压下降。过多的铁蛋白，使网状内皮系统的功能暂时被抑制，可发生肝脏损坏甚至坏死，大量蛋白被破坏，从肾脏排出，蛋白的合成减少，发生低蛋白血症和氨基酸代谢紊乱。过度服用多表现为恶心呕吐、腹痛腹泻、呕吐物和大便中带血、黄疸，肝损害等。中毒症状多为心悸、呼吸困难、血压降低、紫绀[gàn]、精神昏乱、抽搐、瞳孔散大等。

人体内存在生物磁场，其来源除人体内的电荷运动、人体内生物磁性材料之外，还包括侵入人体内部的强磁性物质产生的剩余磁场。磁铁矿的粉末可通过呼吸道进入肺部、通过食道进入胃肠系统后，会在外界磁场的作用下被磁化，从而产生剩余磁场，肺磁场即属于此类。对肺磁场的研究具有以下作用。一、作为职业病检查的灵敏指示器，煤矿工人、钢铁工人、电焊工人可通过检查肺磁场进行职业病的发现与监测。二、作为肺自消除异物的灵敏指示器。可采用“磁示踪”鉴定肺自清除能力，即受试者吸入一定量的磁铁矿粉未，用磁强计定期检测，做出随时间衰减曲线，从而得到肺的自清除能力特性。另外，布莱克莫尔（Blakemore）在1975年发现：种类不同的细菌群都能在地磁场中定向并沿地磁场磁力线方向游动，这是生物利用磁导航最明显的例证。由于磁铁矿微粒从可溶性铁析出以后星链合形式，因此这些趋磁性细菌具有一种"生物罗盘"的作用。除细菌以外，还发现其它许多生物（鸽子、蜜蜂、海藻、石鳖、海龟、金枪鱼、海豚和蝴蝶等）体内也有磁铁矿淀析，这些生物当中有不少具有超常的导航和归巢本领，这也就是人们常说的地磁场可以帮助生物识别方向。但是对更高级的生物来说，要确切论证这种生物罗盘的利用情况相当困难，因为这牵涉到行为和生理两方面的实验问题；不过，通过对生物化学作用析出的磁性微粒进行定位、矿物学特性和矿物磁性特征等方面的实验室实验，还是取得了不少有关反映地磁场的能力、敏感程度以及可能使用的生物物理方法方面的资料。

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该页面最新编辑时间为 2024年5月31日