Çeşitli demir içeren mineraller, mineral bileşimlerine göre temel olarak üç kategoriye ayrılabilir: manyetit, hematit ve limonit. Kimyasal bileşimleri, kristal yapıları ve jeolojik koşulları farklıdır, bu nedenle çeşitli demir cevherleri farklı dış biçimlere ve fiziksel özelliklere sahiptir.
(1) Manyetit
Demir içeren ana mineral manyetittir ve kimyasal formülü Fe3O4'tür, bunun yüzde FeO=31, yüzde Fe2O3=69 ve teorik demir içeriği yüzde 72,4'tür. Bu cevher bazen sırasıyla titanomagnetit veya vitriolit olarak adlandırılan TiO2 ve V2O5 bileşik cevherinin bir kombinasyonunu içerir. Nadiren doğal saf manyetit cevherlerinde rastlanır ve genellikle yüzey oksidasyonu nedeniyle manyetitin bir kısmı oksitlenerek yarı fantom hematite ve psödo-hematite dönüşür. Sözde sahte hematit, manyetitin (Fe3O4) hematite (Fe2O3) oksidasyonudur, ancak yine de manyetitin orijinal şeklini korur, bu nedenle sahte hematit olarak adlandırılır.
Manyetit güçlü manyetik özelliklere sahiptir ve kristal genellikle oktahedraldir ve birkaçı eşkenar dörtgen dodekahedrondur. Agregalar genellikle yoğun bloklar oluşturur, renk çizgileri demir siyahı, yarı metalik parlaklıktadır, bağıl yoğunluk 4.9-5.2, sertlik 5.5-6 ve bölünme yoktur. Gang, esas olarak kuvars ve silikattır. Zayıf indirgenebilirliğe sahiptir ve genellikle kükürt ve fosfor gibi yüksek düzeyde zararlı safsızlıklar içerir.
(2) Hematit
Hematit susuz demir oksit cevheridir, kimyasal formülü Fe2O3'tür ve teorik demir içeriği yüzde 70'tir. Bu cevher doğada çoğu zaman büyük yataklar oluşturur ve gömü ve madencilik hacmi bakımından endüstriyel üretimin ana cevheridir.
Hematitin demir içeriği genellikle yüzde 50 ila yüzde 60'dır. Kükürt ve fosfor gibi daha az zararlı safsızlıklar içerir ve indirgeme manyetitinkinden daha iyidir. Bu nedenle, hematit nispeten iyi bir demir yapım hammaddesidir.
Hematit birincil ve vahşidir ve rejenere hematit manyetit, oksidasyondan sonra manyetik özelliklerini kaybeder, ancak yine de manyetitin kristal şeklini korur. Sözde hematit genellikle bir miktar artık manyetit içerir. Bazen hematit, limonit (2Fe2O3·3H2O) gibi hematitin ayrışma ürünleri de içerir.
Hematit yarı metalik bir parlaklığa sahiptir, kristalleştiricinin sertliği 5'tir.5-6, topraklı hematitin sertliği çok düşüktür, bölünme yoktur, bağıl yoğunluk 4'tür.9-5.3, yalnızca zayıf manyetiktir ve gang silikattır.
(3) Limonit
Limonit, diğer cevherlerin ayrışmasıyla oluşan sulu bir demir oksit cevheridir. Doğada en yaygın olanıdır, ancak büyük mezar yatakları bulmak nadirdir. Kimyasal formülü nFe2O3·mH2O'dur (n=1-3, m=1-4). Limonit aslında götit (Fe2O3·H2O), hidrogoetit (2Fe2O3·H2O) ve demir oksitlerin farklı kristal suları ve killi maddelerle karışımıdır. Limonitteki demir içeren minerallerin çoğu 2Fe2O3·H2O formunda bulunur.
Genellikle limonit cevherinin demir içeriği yüzde 37 ila yüzde 55 arasındadır ve bazen fosfor içeriği daha yüksektir. Limonit, güçlü su emme özelliğine sahiptir ve genellikle büyük miktarda su emer. Bir yüksek fırında kavurma veya ısıtma işleminden sonra serbest su ve kristal su uzaklaştırılır ve cevherin gözenekliliği artar, bu da cevherin indirgenebilirliğini büyük ölçüde artırır. Bu nedenle limonitin indirgenebilirliği hematit ve manyetitinkinden daha iyidir. Aynı zamanda, nemin uzaklaştırılması nedeniyle cevherin demir içeriği buna uygun olarak artar.