オーストラリアの最重要課題に地球科学を応用

アルミホイルです。 出典

清涼飲料水の缶のような日用品から、上空を飛ぶ飛行機まで、アルミニウムはあなたの周りにあふれています。 アルミニウムは、人類が知る限り最も有用な材料の1つです。 他のほとんどの金属と合金化（混合）することができ、有用な特性を持つ材料を作ることができます。

酸素とケイ素に続いて、アルミニウムは地殻で 3 番目に多い元素 (8.2%) であり、圧倒的に豊富な金属です。 銅、金、鉛、鉄、亜鉛など、何千年も前から人類が利用してきた金属とは異なり、アルミニウムが一般に使われるようになったのは、わずか100年余りのことです。 これは、アルミニウムが自然界に純粋な状態で存在することがないためです。

アルミニウムはいくつかの粘土から（非経済的に）抽出することができますが、最も一般的なアルミニウム鉱石はボーキサイトと呼ばれる物質です。

アルミニウムはいくつかの粘土から（不純物として）抽出できますが、最も一般的なアルミニウム鉱石はボーキサイトと呼ばれる物質です。まずアルミニウム鉱石を採掘し、ボーキサイトをアルミナ（酸化アルミニウム）に精製する必要があります。

特性

アルミニウムは銀色の金属で、自然界ではそれ自体で見つかることはまずありません。 非常に軽く (銅の約 3 分の 1 の重さ)、かつ強く、合金によっては鋼鉄よりも強いものもあります。 アルミニウムは可鍛性（プレスして形を作ることができる）と延性（叩いて線状にすることができる）の両方があります。 アルミニウムは非常に優れた熱および電気伝導性を持っています。 また、錆びにくく、毒性もありません。 アルミニウムは他のほとんどの金属と合金にすることができます。 アルミニウムは可燃性で、非磁性、非火花性です。 These properties have made it an important metal in the modern world. As aluminium is such a reactive metal, you might think it would rust badly and therefore be useless. However, pure aluminium reacts very quickly with air or water to form a thin, almost invisible layer of aluminium oxide on its surface, which then acts as a protective coating preventing any further ‘rusting’.

The Properties of Aluminium
Chemical symbol	Al – from the Roman word Alumen – the word for the aluminium-potassium compound alum
Ore	Bauxite
Relative density	2.7 g/cm3
Hardness	2.75 on Mohs scale
Malleability	High
Ductility	High
Melting point	660°C
Boiling Point	2470°C

Uses

Aluminium is smelted from alumina which is refined from bauxite ore. All three products have a number of uses.

More than 90% of the world’s bauxite production is used to make alumina with most of the remaining 10% used by the abrasive, refractory and chemical industries. Bauxite is also used in the production of high-alumina cement, as an absorbent or catalyst by the oil industry, in welding rod coatings and as a flux in making steel and ferroalloys.

Alumina’s primary use is as feedstock for aluminium smelters, however it is also used for other industrial purposes. It is used in glass, porcelain and in metallic paints, such as those sprayed on cars.

天然で結晶状態のアルミナは、コランダムという鉱物と呼ばれています。 また、コランダムの結晶に、微量のクロム、鉄、チタン、銅、マグネシウムが混入していることがある。 このような結晶をルビーやサファイアと呼んでいる。

鉄と鋼に次いで、アルミニウムは地球上で最も広く使われている金属です。 銅、亜鉛、マグネシウム、マンガン、シリコンとよく合金にされ、これらの合金に少量のジルコニウム、ハフニウム、スカンジウムを加えると、強度が著しく改善されます。 アルミニウム自体は、専門的な航空機の製造からナイフやフォークのような日常品まで、幅広い用途を持っています。 下の表は、その用途の一部です。

Use	Description
Building and construction	Cladding, doors, window frames, awnings and bridge rails as aluminium is strong, light, easily shaped and resistant to rust.
Transport	Parts for cars, trucks, buses, aircraft, ships, rail and trams as aluminium is strong, light, easily shaped and resistant to rust.
Appliances	Fridges, washing machines, lawn mowers etc. due to its strength, malleability and rust resistance.
Heating and ventilation	Heating and cooling systems as aluminium is a good conductor of heat.
Packaging	Kitchen foil, packaging foil, cans and containers (worldwide, four out of every five drink cans are made of aluminium) as aluminium can be rolled into very thin sheets and is non-toxic.
Electrical and communications	Power transmission including towers, electrical conduits, superconductors, machinery and equipment, telephone cables and capacitors because of aluminium’s ability to conduct electricity.
Other	Utensils (cutlery, pans), industrial machinery, chemical industry, production of steel, antiperspirants, furniture, reflectors in telescopes, making high octane petrol, road signs, antacids and jewellery due to its many useful properties.

History

Around 5300 BC: The Persians made extra strong pots from clay containing aluminium oxide.

Around 2000 BC: The ancient Egyptians and Babylonians used potassium aluminium sulphate KAl(SO4)2 as a medicine to reduce bleeding. It was sourced from naturally occurring deposits in Greece and Turkey. The ancient Romans called this medical compound “alum”, which is where we get the modern day word and symbol from.

中世。 ミョウバンのほとんどは教皇領のトルファからもたらされていましたが、1600年代初頭にヨークシャーでミョウバン頁岩の大きな鉱床が発見されると、価格は劇的に下落しました。 その後何世紀にもわたり、ミョウバンは主に紙の防腐剤と布を染めるための定着剤の2つの分野で使用されました。

1808: イギリス人のサー・ハンフリー・デイヴィーが電気分解によってアルミニウムを抽出しようとしました。

1821年：フランスの地質学者ピエール・ベルティエが、フランスのプロバンス地方にあるレ・ボー村の近くでアルミニウムを多く含む物質を発見しました。

1825年。

1827年：ドイツの化学者Friedrich Wöhlerは、Oerstedのプロセスを改良し、無水塩化アルミニウムにカリウムを反応させてアルミニウムを粉末として抽出しました。 フランスの化学者Henri Saint-Claire Devilleは、より高価なカリウムの代わりにナトリウムを使って、固形のアルミニウムの棒を得ることに成功した。 このアルミニウム棒は非常に貴重なものとされ、同年、フランスの王冠の宝石と並んで展示されました

1886: 別々の大陸に住む2人の科学者（アメリカのチャールズ・ホールとフランスのポール・ヘロー）が、溶融氷晶石（フッ化アルミニウムナトリウム）での電気分解によってアルミニウムを経済的に生産する方法を独自に発見した。 ちなみに、2人とも1864年に生まれ、1914年に亡くなっています。

1887年。 ロシアで活動していたオーストリアの化学者カール・ヨーゼフ・ベイヤーが、ボーキサイトからアルミナを抽出する方法を開発しました。

1888:

1888年：ホールがピッツバーグ・リダクション社（1907年からアルコア社として知られる）を設立しました。 ホール・ヘロルトとバイエルの発見により、アルミニウムの価格は80%も急落しました。 1888年、アルミニウムの価格は1ポンドあたり4.86ドルでした。 1893年には1ポンド0.78米ドル、1930年代後半には1ポンド0.20米ドルとなり、2000以上の用途がありました。

1911年。 ドイツの化学者アルフレッド・ウィルムは、航空機などの製造に十分な堅固さを持つ、重要なアルミニウム合金を開発しました。

1922年、第二次世界大戦と朝鮮戦争で、それまで木や布で作られていた航空機に、アルミニウムの大きな需要が生まれました。

1955年：アルミホイルが製造されました。

1955: オーストラリアで最初のアルミニウム製錬所がタスマニアのベル・ベイに開設されました。 アルミニウムのソフトドリンク缶が初めて製造されました。

1961: アルコアがオーストラリア・アルコアを設立。

1963: アルコア・オーストラリアが、西オーストラリアのクウィナナにオーストラリア初のアルミナ精製所を開設する。

そして今日。 2016年、推定5760万トンのアルミニウムが生産されました。 これは、他のすべての非鉄金属を合わせたよりも多い。 オーストラリアは、クイーンズランド州、西オーストラリア州、ノーザンテリトリー、タスマニア州でボーキサイトを採掘しており、世界最大のボーキサイト生産国である。 また、オーストラリアはアルミナとアルミニウムの生産でも世界をリードしている。 西オーストラリアの 3 つの精錬所は、オーストラリアのアルミナの 45%、世界全体の 11% を供給し、世界最大のアルミナの単一供給源となっています。

形成

. 出典はこちら。 Geoscience Australia.

オーストラリアの主要ボーキサイト鉱床、鉱山、アルミナ精錬所、アルミニウム精錬所（2016年）。 Source: Geoscience Australia.