冶金とは？金の作り方を解説します。

公開日：2020.04.02

更新日：2023.11.24

金・プラチナ

金は、掘り出された原石からいったいどのようにして、美しい金属へと仕上がるのでしょう。

金を始めとして、金属の多くは「冶金（やきん）」という工程を経て金製品となります。

あまり馴染みのない言葉ですので、具体的にどのような作業なのかわからない人も多いはず。

そこで今回は、金が作られるまでの過程である「冶金」について詳しく解説します。

冶金とは？

粉末冶金とは？
金の製錬、そして精製

精錬とは
精製とは
冶金の手順

手順1.「銅の製錬と精製」
手順2.「銅アノードを電気分解」
手順3.「塩素ガスで金を抽出」
手順4.「抽出した金を精製」
冶金を知ると金の知識が深まる

冶金とは？

冶金は「やきん」と読み、「冶」の字は「治める」という字とは異なります。

冶金とは一般的に、金属を原料となる鉱石などから取り出し、実用できる状態にすることを指す言葉です。

英語では「metallugy（メタラジー）」といい、「metal（金属）の取り扱い技術」ということになります。

金だけでなく、鉄や銅、スズなど、金属は人類の歴史と不可分であり、冶金の技術も文明の発展に大きく関わっていました。

今日では金属を化学的な手法で抽出するのが主流で、こうした技術を「科学冶金」と呼ぶこともあります。

冶金と似た錬金という言葉もありますが、現実的な金属の製造技術である冶金に対し、しばしばファンタジーなどの題材となる錬金術はまったくの別物です。

錬金術は、非金属の物質と金などに変化させることを目的としていました。

物質を他の物質に変換することは人類の能力では不可能でしたが、研究の過程で得られたさまざまな知見は、現代科学の基礎となったといわれています。

粉末冶金とは？

冶金と似た言葉に「粉末冶金」があります。

冶金が金属の抽出過程を指しますが、粉末冶金とは取り出された金属の加工技術のひとつです。現代の工業分野で広く使われており、金属の粉末を金型に入れてプレスし、そのあと高温で焼結させる方法です。

粉末冶金と対比されるのは、金属塊を溶かして鋳型に流し込む鋳造です。粉末冶金は鋳造に比べ、均質で同じ形の製品に仕上げられるのが特徴です。

粉にできる金属なら何でも適用できるのも利点で、複雑な形状の金属部品なども無駄なく製造できます。圧縮後に表面を磨いたりする手間も必要ないため、製品を短時間で大量生産できるのも大きなメリットです。

金を商品として成型する際にも、粉末冶金は有効です。

歴史的には科学冶金が発達する以前から行われていた手法で、砂鉄を原料とする日本刀も粉末冶金の一種といわれています。

金の製錬、そして精製

ひとくちに冶金といっても、その過程は大きく製錬と精製に分けられます。

精錬とは

製錬とは鉱石から金属を取り出すことです。

英語では”smelting（スメルティング）”といいます。

精錬には主に下記の2つの手法があります。

・乾式製錬

溶鉱炉で鉱石を溶かし、金属を取り出す方法。

・湿式製錬

酸やアルカリの溶液を用いて鉱石を溶かし、金属を取り出す方法。

精製とは

精製とは、抽出された金属から不純物を取り除くことを指す言葉です。

英語では”refining（リファイニング）”といい、日本語では精錬とも呼ばれますが、製錬と読みが同じなので取り違えないよう注意が必要です。

冶金においては、製錬だけでなく精製（精錬）もとても重要です。金については、この精製によって純度が高められ、比例してその価値も大きくなります。

冶金について知るために、

「精錬＝鉱石から金属を取り出すこと」

「精製＝抽出された金属から不純物を取り除くこと」

この2つがとても重要です。

冶金の手順

では実際に、金鉱石の状態からどのようにして金製品としての金ができあがるのでしょうか。その冶金の過程をみてみましょう。

手順1.「銅の製錬と精製」

金鉱石を集めても、いきなりそこから金を抽出することはできません。

意外かもしれませんが、まずは銅を製錬・精製します。

自溶炉で鉱石から粗銅を製錬し、続いて転炉で鉄と硫黄を取り除きます。さらに精製炉で精錬され、銅電解用アノードと呼ばれる電極板がつくられるのです。

この銅アノードの中に、金や銀も含まれています。

手順2.「銅アノードを電気分解」

精製された銅アノードは、これを陽極として電気分解にかけられます。

すると、金銀その他の貴金属が遊離して、沈殿物となって析出します。

ここまでは、銅の精製過程であり、金や銀を含む貴金属の製錬過程です。

手順3.「塩素ガスで金を抽出」

この沈殿物を塩素ガスで処理すると、銀を含む残滓が沈み、金を含んだ浸出液が得られます。

さらにこの金浸出液を溶媒抽出法によって分離することによって、いよいよ金が取り出されます。

手順4.「抽出した金を精製」

抽出された金はさらに精製され、純度の高い金粉末となります。

ここから、約2～3mmのショット金（粒状金）から1kgを超えるインゴット（金塊）まで、さまざまな大きさの金地金に加工されるのです。

ちなみに、商業規模で操業を続けている国内唯一の金山である鹿児島県の菱刈金山では、99.999％（5N）以上という高品位の金が精製されています。

冶金を知ると金の知識が深まる

普段なにげなく目にしている金属ですが、その製錬・精製を行う冶金はとても複雑です。特に金については、銅や銀とも密接な関係にあります。

冶金について知ることは、金だけでなく他のさまざまな金属類についての知識を深めることになります。

冶金の仕組みを通じて、ぜひ金の価値や魅力を再確認してみてはいかがでしょうか。

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