Bijih besi

Bijih besi adalah batu dan galian dari mana logam besi boleh dihasilkan secara ekonomik. Bijih biasanya amat kaya dengan besi oksida dan pelbagai warna dari kelabu gelap, kuning menyala, ungu gelap, sehingga merah karat. Besi itu sendiri biasanya terdapat dalam bentuk magnetit (Fe3O4), hematit (Fe₂O₃), goetit (FeO(OH)), limonit (FeO(OH).n(H₂O)) atau siderit (FeCO₃). Hematit juga dikenali sebagai "bijih semulajadi", nama yang merujuk kepada awal perlombongan, di mana sesetengah bijih hematit yang mengandungi sehingga 66% besi boleh disuap secara langsung ke dalam relau tiup menghasil besi. Bijih besi merupakan bahan mentah yang digunakan bagi menghasilkan besi mentah atau besi jongkong, yang merupakan salah satu dari bahan mentah bagi menghasilkan keluli. 98% daripada bijih besi yang dilombong digunakan bagi menghasilkan keluli.^[1] Malah, ia telah dikatakan bahawa bijih besi "lebih penting kepada ekonomi dunia selian komoditi lain, kecuali kemungkinannya minyak".^[2]

Logam besi hampir tidak diketahui di permukaan Bumi kecuali sebagai aloi besi-nikel dari meteor dan jarang terbentuk di kerak xenolith dalam. Sungguhpun besi merupakan unsur ke empat terbanyak dalam kerak Bumi, terdiri dari sekitar 5%, kebanyakan besarnya terikat pada silika atau jarang lagi pada galian berkarbon. Halangan thermodinamik bagi mengasingkan besi tulin dari galian ini amat mencabar dan memerlukan banyak tenaga, dengan itu kesemua sumber besi yang digunakan dalam pengilangan menggunakan galian besi oksida yang lebih jarang, bentuk utamanya yang digunakan adalah hematit.

Sebelum revolusi pengilangan, kebanyakan besi didapati dari goetit atau bijih paya yang lebih mudah didapati, sebagai contoh, semasa Revolusi Amerika dan Perperangan Napoleonik. Masyarakat prasejarah menggunakan laterit sebagai sumber bijih besi. Dalam sejarah, kebanyakan bijih besi yang digunakan dalam masyarakat perindustrian telah dilombong hampir sepenuhnya dalam simpanan kebanyakannya hematit dengan gred melebihi 60% Fe. Simpanan ini biasanya dirujuk sebagai "bijih dihantar langsung" atau "bijih semulajadi". Peningkatan permintaan bijih besi, bersama dengan penghabisan bijih besi bergred tinggi di Amerika Syarikat mendorong kepada pembangunan bumber bijih besi gred lebih rendah, terutamanya penggunaan takonit di Amerika Utara. Bijih besi bergred lebih rendah umumnya memerlukan pembaikan. Magnetit seringkali digunakan kerana ia bermagnet, dengan itu mudah diasingkan dari bahan galian sekeliling lain (reja) dan mampu menghasilkan kepekatan gred tinggi dengan tahap bendasing yang rendah. Akibat kepadatan tinggi hematit berbanding pengikat silika yang berkait, pembaikan hematit biasanya membabitkan gabungan menghancur, mengelek, pemisahan graviti atau media berat, dan apungan buih silika. Satu kaedah adalah melalukan bijih yang telah dihancurkan dengan halus melalui larutan yang mengandungi bentonit atau agen lain yang meningkatkan lagi kepekatan larutan. Apabila kepadatan larutan telah di atur dengan betul, hematit akan tenggelam dan serpihan galian silika akan terapung dan boleh disingkirkan.

Kaedah melombong bijih besi berbeza bergantung kepada jenis bijih yang dilombong. Terdapat empat jenis bijih besi yang sedang dikerjakan, bergantung kepada mineralogi dan geologi simpanan bijih. Ini adalah simpanan magnetit, titanomagnetit, hematit besar dan batu besi pisolitik.