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アルミニウム (Aluminium / Aluminum) は、原子番号13、元素記号Alで表される金属元素です。軽量で耐食性に優れ、加工しやすいため、建築、輸送機器、包装材など幅広い分野で利用される重要な非鉄金属です。
アルミニウムは地殻中に豊富に存在する元素ですが、自然界では化合物として存在しており、金属として単離するには多くのエネルギーが必要です。銀白色の軽金属で、密度は鉄や銅の約1/3と非常に軽い一方、合金にすることで強度を高めることができます。優れた耐食性(表面に安定した酸化皮膜を形成するため)、高い熱伝導性- 電気伝導性、良好な加工性(圧延、押出、鋳造など)、非磁性、そして高いリサイクル特性を持ち合わせています。これらの特性から、航空機や自動車などの輸送機器の軽量化、建材(サッシなど)、飲料缶、電線、調理器具など、現代社会の様々な場面で不可欠な基盤素材となっています。
アルミニウムの製造プロセスは大きく分けて2段階あります。
工程 | 原料/中間生成物 | 主要な製法 | 特徴 |
---|---|---|---|
アルミナ製造 | ボーキサイト | バイヤー法 (Bayer process) | ボーキサイト鉱石から水酸化ナトリウム溶液を用いて酸化アルミニウム(アルミナ、$Al_2O_3$)を抽出する。赤泥と呼ばれる廃棄物が発生する。 |
アルミニウム製錬 | アルミナ | ホール- エルー法 (Hall-Héroult process) | 溶融した氷晶石にアルミナを溶解させ、炭素電極を用いて電気分解し、純粋なアルミニウム地金を得る。大量の電力を消費するため「電気の缶詰」とも呼ばれる。 |
アルミニウムおよびアルミニウム合金は、用途に応じて様々な方法で加工されます。
非鉄金属
鉄や鉄合金以外のすべての金属を指す総称です。銅、アルミニウム、亜鉛、鉛、ニッケル、錫といったベースメタルや、金、銀などの貴金属が含まれます。工業製品から日用品まで、私たちの生活に不可欠な材料となっています。
チタン
原子番号22の元素(Ti)で、遷移金属の一つです。軽量(鉄の約60%)でありながら強度が高く、特に耐食性(特に海水に対する)に極めて優れています。航空宇宙、化学プラント、医療、スポーツ用品などに利用されます。
亜鉛
鉄鋼の防錆めっき(亜鉛めっき)の主原料として重要なベースメタルです。建設・自動車産業で大量に消費され、黄銅などの合金材料、電池材料、化学工業原料としても幅広く使用されます。人体必須微量元素でもあります。
モリブデン
特殊鋼や超合金の添加元素として重要なレアメタルです。高温強度と耐食性を大幅に向上させる効果があり、ステンレス鋼、工具鋼、石油精製触媒などに使用されます。銅の副産物として生産され、チリと中国が主要生産国です。
ベースメタル(卑金属)
ベースメタル(Base Metals)は、貴金属以外の産業用金属の総称で、銅・アルミ・亜鉛などが代表例です。世界の製造業や建設業を支える基礎材料として大量に消費されています。景気動向を反映しやすく、経済の先行指標としても注目される金属群です。
コバルト
リチウムイオン電池の正極材として急速に需要が拡大している戦略的レアメタルです。コンゴ民主共和国に生産が集中し、供給リスクが高い一方、EVバッテリーの性能向上に不可欠で、超合金や触媒としても重要な役割を果たします。
鉛
古代から利用される重金属で、現在は主に鉛蓄電池(自動車バッテリー)の原料として使用されるベースメタルです。優れた遮蔽性、耐食性、加工性を持ちますが、毒性があるため取り扱いには注意が必要で、リサイクル率が最も高い金属の一つです。
リチウム
最も軽い金属元素で、リチウムイオン電池の主要材料として電気自動車(EV)革命の中核を担う戦略的金属です。主に塩湖かん水と鉱石から生産され、需要が急速に拡大している一方、供給開発には時間がかかるため、価格変動が激しい特徴があります。