鈦鐵礦是鐵和鈦的氧化物礦物，是提煉鈦的主要礦石。鈦鐵礦很重，灰到黑色，具有一點金屬光澤。晶體一般為板狀，晶體集合在一起為塊狀或粒狀。成分為FeTiO3。含TiO252.66％，是提取鈦和二氧化鈦的主要礦物。三方晶系，中國四川攀枝花鐵礦中，鈦鐵礦分布于磁鐵礦顆粒之間或裂理中，并形成大型礦床。鈦鐵礦的化學成分與形成條件有關(guān)。產(chǎn)于超基性巖、基性巖中的鈦鐵礦，MgO含量較高，基本不含Nb、Ta；堿性巖中的鈦鐵礦，MnO含量較高，并含Nb、Ta；產(chǎn)于酸性巖中的鈦鐵礦，F(xiàn)eO、MnO含量均高，Nb、Ta含量亦相對較高。鈦鐵礦化學成分為FeTiO3、晶體屬三方晶系的氧化物礦物。英文名稱來源于鈦鐵礦最初發(fā)現(xiàn)本礦物的產(chǎn)地俄羅斯烏拉爾的伊爾門山（Ильменские　горы）。含TiO252.66％，是提取鈦和二氧化鈦的最主要礦物原料。晶體常呈板狀，集合體呈塊狀或粒狀。鋼灰至鐵黑色，條痕黑色至褐紅色，半金屬光澤。摩斯硬度5～6，比重4.70～4.78。具弱磁性。鈦鐵礦一般作為副礦物見于火成巖和變質(zhì)巖中，也可以形成砂礦。著名礦山有俄羅斯的伊爾門山、挪威的克拉格勒和美國懷俄明州的鐵山、加拿大魁北克的埃拉德湖等。中國四川攀枝花鐵礦，也是一個大型的鈦鐵礦產(chǎn)地，其鈦鐵礦成顯微粒狀或片狀分布于磁鐵礦顆粒之間或裂理中。鐵黑色或鋼灰色；條痕鋼灰色或黑色。含赤鐵礦包裹體時呈褐或褐紅色。金屬至半金屬光澤。不透明。無解理。有時出現(xiàn)或 裂開。硬度5~ 5.5。性脆。相對密度4.0~5.0。具弱磁性。 　　偏光鏡下：深紅色，不透明或微透明。一軸晶(-)。具非常高的折射率（N=2.7）和重折率?！嶒炇褂玫拟佽F礦為天然礦石，還原劑為木炭粉。礦石中的主要物相為CaO、MgO、SiO2、Al2O3、MnO2、V2O5、Cr2O3等。礦石的成分為47.86%TiO2，35.12%Fe，0.22%CaO，2.01%MgO，1.86%SiO2，0.70%。礦石的粒度小于0.087mm，木炭粉的粒度小于0.076mm。礦石和木炭粉在105℃干燥24h，然后按一定比例混合并壓制成塊。混合料中含碳量為20%。 在微波碳熱還原過程中，物料的溫度是逐步升高的。用微波將物料從室溫加熱至1123—1263K需要3—8min，實驗發(fā)現(xiàn)：鈦鐵礦的還原反應(yīng)從一施加微波就開始進行，表明鈦鐵礦的微波碳熱還原反應(yīng)即使在極低的溫度條件下就已開始進行。鈦鐵礦的這種特性，主要是一部分微鈦鐵礦波能會發(fā)生局域耦合共振，產(chǎn)生熱點。這些熱點的溫度比其他區(qū)域的溫度高得多，因而他們會產(chǎn)生化學反應(yīng)，熱點的中心就是反應(yīng)的中心。此外，原子或分子在反應(yīng)中心還會發(fā)生激烈的振動，能更好地滿足化學反應(yīng)的條件，這也會降低引發(fā)化學反應(yīng)的溫度。正是由于有這些熱點的存在和分子或原子的激烈振動，鈦鐵礦的微波碳熱還原反應(yīng)才可能在較低的溫度下進行，從而極大地降低鈦鐵礦碳熱還原過程的能耗。鈦鐵礦的微波還原速率與樣品的含碳量關(guān)系十分密切。當樣品的初始含碳量小于20%時，還原速率隨著含碳量的增加而明顯加快；當含碳量大于20%時，進一步增加含碳量對還原速率沒有明顯的影響。 　　反應(yīng)式：FeTiO3+C=Fe+TiO2+CO（1）FeTiO3+CO=Fe+TiO2+CO2（2）CO2+C=2CO（3）反應(yīng)速率隨含碳量的增加而加快，當含碳量大于20%時，反應(yīng)速率與含碳量無關(guān)。微波還原的速率比傳統(tǒng)還原快得多。據(jù)有關(guān)對鈦鐵礦進行微波碳熱還原和傳統(tǒng)碳熱還原研究的對比實驗表明：鈦鐵礦的微波還原速率比傳統(tǒng)還原快得多，在1153K時，微波碳熱還原的速率是傳統(tǒng)還原的79.06倍。微波還原在1153K的速率可以和傳統(tǒng)還原在1422K的速率相比較，兩者之間的溫度差高達269K，由此也表明，當用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱時，鈦鐵礦的碳熱還原可以在較低的溫度下進行。 　　與鐵礦石的碳熱還原類似，鈦鐵礦的碳熱還原也是強烈的吸熱反應(yīng)（ΔH=+181kJ/molFeTiO3,采用傳統(tǒng)加熱還原時同樣會產(chǎn)生“冷中心”。由于微波可以對物料進行快速的整體加熱，“冷中心”的問題自然得到解決，因而反應(yīng)速率明顯加快。