Los minerales de hierro [1] son rocas y minerales de los que se puede extraer económicamente el hierro metálico . Los minerales suelen ser ricos en óxidos de hierro y varían en color desde gris oscuro, amarillo brillante o morado oscuro hasta rojo oxidado. El hierro se encuentra generalmente en forma de magnetita ( Fe
3O
4, 72,4% Fe), hematites ( Fe
2O
3, 69,9% Fe), goethita ( FeO(OH) , 62,9% Fe), limonita ( FeO(OH)·n(H 2 O) , 55% Fe) o siderita ( FeCO 3 , 48,2% Fe).
Los minerales que contienen cantidades muy altas de hematita o magnetita (más del 60% de hierro) se conocen como "mineral natural" o "mineral de envío directo", lo que significa que pueden alimentarse directamente a los altos hornos de fabricación de hierro . El mineral de hierro es la materia prima utilizada para fabricar arrabio , que es una de las principales materias primas para fabricar acero : el 98% del mineral de hierro extraído se utiliza para fabricar acero. [2] En 2011, el Financial Times citó a Christopher LaFemina, analista de minería de Barclays Capital, diciendo que el mineral de hierro es "más integral para la economía global que cualquier otra materia prima, excepto quizás el petróleo ". [3]
El hierro metálico es prácticamente desconocido en la superficie de la Tierra , excepto como aleaciones de hierro y níquel de meteoritos y formas muy raras de xenolitos del manto profundo . Se cree que algunos meteoritos de hierro se originaron a partir de cuerpos acumulados de 1.000 km de diámetro o más. [4] El origen del hierro se remonta en última instancia a la formación a través de la fusión nuclear en estrellas y se cree que la mayor parte del hierro se originó en estrellas moribundas que son lo suficientemente grandes como para colapsar o explotar como supernovas . [5] Aunque el hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre y compone alrededor del 5%, la gran mayoría está ligada aminerales de silicato o más raramente de carbonato (para más información, ver ciclo del hierro ). Las barreras termodinámicas para separar el hierro puro de estos minerales son formidables y consumen mucha energía; por lo tanto, todas las fuentes de hierro utilizadas por la industria humana explotan minerales de óxido de hierro comparativamente más raros, principalmente hematita .
Antes de la revolución industrial, la mayor parte del hierro se obtenía de goethita o mineral de pantano ampliamente disponibles , por ejemplo, durante la Revolución Americana y las Guerras Napoleónicas . Las sociedades prehistóricas usaban laterita como fuente de mineral de hierro. Históricamente, gran parte del mineral de hierro utilizado por las sociedades industrializadas se ha extraído de depósitos predominantemente de hematita con leyes de alrededor del 70 % de Fe. Estos depósitos se denominan comúnmente "minerales de envío directo" o "minerales naturales". El aumento de la demanda de mineral de hierro, junto con el agotamiento de los minerales de hematita de alto grado en los Estados Unidos, provocó después de la Segunda Guerra Mundialal desarrollo de fuentes de mineral de hierro de grado inferior, principalmente la utilización de magnetita y taconita .
Los métodos de extracción de mineral de hierro varían según el tipo de mineral que se extrae. Hay cuatro tipos principales de depósitos de mineral de hierro explotados actualmente, según la mineralogía y la geología de los depósitos de mineral. Estos son depósitos de magnetita, titanomagnetita , hematita masiva y piedra de hierro pisolítica .
Las formaciones de hierro en bandas (BIF, por sus siglas en inglés) son rocas sedimentarias que contienen más del 15 % de hierro y están compuestas predominantemente por minerales de hierro de capas delgadas y sílice (como cuarzo ). Las formaciones de bandas de hierro ocurren exclusivamente en rocas precámbricas , y comúnmente tienen una metamorfosis de débil a intensa . Las formaciones de hierro en bandas pueden contener hierro en carbonatos ( siderita o ankerita ) o silicatos ( minnesotaita , greenalita o grunerita ), pero en las extraídas como minerales de hierro, óxidos ( magnetita ohematita ) son el principal mineral de hierro. [6] Las formaciones de hierro en bandas se conocen como taconita en América del Norte.