Różne minerały zawierające żelazo można zasadniczo podzielić na trzy kategorie w zależności od ich składu mineralnego: magnetyt, hematyt i limonit. Ich skład chemiczny, budowa krystaliczna i warunki geologiczne są różne, dlatego różne rudy żelaza mają różne formy zewnętrzne i właściwości fizyczne.
(1) Magnetyt
Głównym minerałem zawierającym żelazo jest magnetyt, a jego wzór chemiczny to Fe3O4, z czego FeO =31 procent , Fe2O 3=69 procent , a teoretyczna zawartość żelaza wynosi 72,4 procent . Ta ruda czasami zawiera kombinację rudy kompozytowej TiO2 i V2O5, zwanej odpowiednio tytanomagnetytem lub witriolitem. Jest rzadko spotykany w naturalnych czystych rudach magnetytu, a często w wyniku utleniania powierzchniowego część magnetytu jest utleniana i przekształcana w hematyt półfantomowy i pseudohematyt. Tak zwany fałszywy hematyt to utlenianie magnetytu (Fe3O4) do hematytu (Fe2O3), ale nadal zachowuje pierwotny kształt magnetytu, dlatego nazywany jest fałszywym hematytem.
Magnetyt ma silne właściwości magnetyczne, a kryształ jest często ośmiościenny, a kilka to dwunastościan rombowy. Agregaty często tworzą gęste bloki, kolorowe smugi są jak żelazna czerń, półmetaliczny połysk, gęstość względna wynosi 4.{2}}.2, twardość wynosi 5.{5}} i nie ma łupliwości. Skała płonna to głównie kwarc i krzemian. Ma słabą redukowalność i generalnie zawiera duże ilości szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka i fosfor.
(2) Hematyt
Hematyt to bezwodna ruda tlenku żelaza, jego wzór chemiczny to Fe2O3, a teoretyczna zawartość żelaza wynosi 70 procent. Ruda ta często tworzy w przyrodzie ogromne złoża i jest główną rudą do produkcji przemysłowej pod względem wielkości zakopania i wydobycia.
Zawartość żelaza w hematycie wynosi na ogół od 50 do 60 procent. Zawiera mniej szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka i fosfor, a redukcja jest lepsza niż magnetytu. Dlatego hematyt jest stosunkowo dobrym surowcem do produkcji żelaza.
Hematyt ma pierwotny i dziki, a zregenerowany hematyt magnetyt traci swoje właściwości magnetyczne po utlenieniu, ale nadal zachowuje krystaliczny kształt magnetytu. Pseudo-hematyt często zawiera trochę szczątkowego magnetytu. Czasami hematyt zawiera również produkty wietrzenia hematytu, takie jak limonit (2Fe2O3·3H2O).
Hematyt ma półmetaliczny połysk, twardość krystalizatora wynosi 5.{2}}, twardość ziemistego hematytu jest bardzo niska, brak łupliwości, gęstość względna wynosi 4,9-5,3, tylko słaba magnetyczny, a skała płonna to krzemian.
(3) Limonit
Limonit to uwodniona ruda tlenku żelaza, która powstaje w wyniku wietrzenia innych rud. Jest najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie, ale rzadko można znaleźć duże złoża grobowe. Jego wzór chemiczny to nFe2O3·mH2O (n=1-3, m=1-4). Limonit jest właściwie mieszaniną getytu (Fe2O3·H2O), hydrogoetytu (2Fe2O3·H2O) i tlenków żelaza z różnymi wodami krystalicznymi i substancjami ilastymi. Większość minerałów zawierających żelazo w limonicie występuje w postaci 2Fe2O3·H2O.
Ogólnie zawartość żelaza w rudzie limonitu wynosi od 37 do 55 procent, a czasami zawartość fosforu jest wyższa. Limonit ma silną absorpcję wody i ogólnie pochłania dużą ilość wody. Po prażeniu lub ogrzewaniu w wielkim piecu usuwana jest woda niezwiązana i woda krystaliczna, a porowatość rudy wzrasta, co znacznie poprawia redukowalność rudy. Dlatego redukowalność limonitu jest lepsza niż hematytu i magnetytu. Jednocześnie zawartość żelaza w rudzie jest odpowiednio zwiększona dzięki usunięciu wilgoci.