「アルミニウム 精錬 方法」について解説していきます。
毎日使うアルミホイルや、軽いのに丈夫なアルミ缶。日常生活で当たり前のように使われているアルミニウム製品は、どのように作られているのでしょうか？今回は、アルミニウム精錬の基本的な方法について、初心者の方にもわかりやすく解説します。アルミニウムの精錬方法を知ることで、普段私たちが何気なく使っている製品が、どのようなプロセスを経て作られているのか理解が深まります。
バイヤー法：アルミニウム精錬の基本
アルミニウムの精錬で最も一般的な方法は、バイヤー法と呼ばれるものです。これは、ボーキサイトという鉱石からアルミニウムを取り出す方法です。
- ボーキサイトの溶解: まず、ボーキサイトを水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）に溶かします。これにより、ボーキサイトに含まれるアルミニウム分がアルミン酸ナトリウムとして抽出されます。
- 不純物の除去: 溶解したアルミン酸ナトリウム溶液から、鉄分などの不純物を除去します。
- 水酸化アルミニウムの析出: 清浄なアルミン酸ナトリウム溶液に種結晶を加え、水酸化アルミニウムを析出させます。
- アルミナの生成: 水酸化アルミニウムを高温で焼成し、酸化アルミニウム（アルミナ）を生成します。
- 電解精錬: 生成されたアルミナを、氷晶石という融剤を加えて溶融させ、電気分解します。これにより、アルミニウムが取り出されます。
電解精錬：アルミナからアルミニウムへ
バイヤー法で得られたアルミナから、実際にアルミニウムを取り出す方法は電解精錬です。この方法では、アルミナを溶融塩電解槽に入れ、電気分解を行います。
- 電解槽: 電解槽は、炭素電極（陽極）と、炭素でできた内張り（陰極）で構成されています。
- 電気分解: 溶融アルミナに電流を流すと、アルミニウムイオンが陰極に集まり、液体アルミニウムとして析出します。
- アルミニウムの回収: 液体アルミニウムは槽の底にたまり、定期的に取り出されます。
リサイクル：アルミニウムの再利用
アルミニウムはリサイクルが非常に容易な金属です。使用済みのアルミニウム製品を溶かして再利用することで、資源の節約につながります。
- 選別と分別: 回収されたアルミニウム製品は、種類ごとに選別されます。
- 溶解: 選別されたアルミニウムは、溶解炉で溶かされます。
- 精製: 必要に応じて、不純物を除去するための精製が行われます。
- 再利用: 溶融したアルミニウムは、新たな製品の製造に利用されます。
注意点・コツ
アルミニウム精錬は、専門的な知識と技術が必要なプロセスです。個人で実験することはできません。また、リサイクルに出す際は、分別ルールに従いましょう。
まとめ
今回は、アルミニウム精錬の基本的な方法について解説しました。バイヤー法、電解精錬、そしてリサイクルという３つのプロセスを通じて、私たちが普段使っているアルミニウム製品が作られています。アルミニウムの特性を理解し、資源を大切に利用しましょう。