銀:歴史、特性、現代応用
概要
銀は人類最古の金属の一つで、古来より貴重資源として珍重。歴史を通じて金より広く貨幣金属として使用。銅、鉛、亜鉛と共生が常だが、自然銀塊は紀元前4000年頃発見。カルデア、メソポタミア、エジプト、中国、ペルシャ、ギリシャの墳墓から銀食器・装飾品出土。近世では貨幣と高級食器が主用途。
1993年世界鉱山生産量5.482億オンス(155億グラム)。メキシコが7,570万オンス(21億グラム)で首位、以下米国、カナダ、オーストラリア、スペイン、ペルー、ロシア。大半は工業用途、最大消費国は米国、以下日本、インド、東欧諸国。
北米銀山開発は18世紀開始。米国東部海岸で始まり西進、ネバダ州開拓に重要役割。1994年ネバダ州産出2,280万トロイオンス(7.09億グラム)で米国首位。アリゾナ、カリフォルニア、ネバダは大規模低品位鉱床で知られる。
銀の物理的特性と用途
銀は最白色金属元素、強度、耐食性、水分・酸・アルカリ安定性に優れる。展延性・延性あり、全金属中最高の熱・電気伝導度。化学記号Agはラテン語「argentum(白く輝く)」由来。多くの化学薬品に耐性だが、大気中硫黄と反応し変色(黒ずみ)生成、定期研磨必要。
卓越特性が多産業支える。写真産業が銀化合物最大消費、銀ハライドが高画質に必須の感光性提供。電子分野では最高伝導度活かしスイッチ、リレー、自動車接点、窓ヒーター、心電図電極に不可欠。
強力酸化剤として化学製造触媒、接着剤、食器、マイラーテープ等に貢献。全金属最高反射率でミラーとX線管標準コーティング。熱伝導度と耐スパーク性で軸受け・特殊工業プロセスにも応用。消費者用途は宝飾主導、スターリングシルバー(銀92.5%+銅7.5%)が耐久性と美観両立。
貨幣用途は世界銀消費の無視できる割合へ縮小。1965年ジョンソン銀貨幣法で米国90%銀貨鋳造終了(記念貨幣除く)。現代米国貨幣は銅ニッケル合金。
製造プロセス
銀抽出は16世紀メキシコのパティオプロセス開始:鉱石、塩、硫化銅、水混合後、水銀で塩化銀回収。より効率的なフォン・パテラプロセスへ移行:鉱石と岩塩加熱、生成塩化銀を次亜塩素酸ナトリウムで浸出。現在複数抽出法併用、低品位鉱石にはシアン化物ヒープリーチが最経済的。
シアン化物法は18世紀開発・19世紀改良。微細粉砕鉱石、低硫化物、低不純物必須。シアン溶液で銀浸出、メリル・クロウ沈殿法、活性炭吸着法、イオン交換樹脂法で回収、経済性で選択。
鉱石準備
- 1. 銀鉱石を2.5〜3.75cm破砕、多孔化。石灰(トン当たり3〜5ポンド)添加でpH上昇、硫化物結合銀の酸化促進。凝集・混合後、乾燥空気中24〜48時間熟成。
- 2. 破砕鉱石を不浸透パッド(アスファルト、プラスチック、ゴム、粘土)上に積載、銀-シアン溶液流出防止。パッド傾斜で排水・回収。
シアン化物溶液添加と熟成
- 3. 水-シアン化ナトリウム溶液をスプリンクラーまたは溜池式でヒープへ散布。
銀回収
- 4. 浸出液から主にメリル・クロウ沈殿法で回収:微細亜鉛粉で銀沈殿、ろ過・溶解・延べ棒鋳造。
- 5. 代替法:活性炭吸着、硫化ナトリウム沈殿、イオン交換樹脂、コスト効率で選択。
銀は単独産出稀で、鉛、銅、金、亜鉛採掘の副産物として回収されること多し。パークスプロセスで亜鉛鉱石から分離:溶融加熱で亜鉛-銀クラスト形成、蒸留で金属分離。銅鉱石では電解精錬で分離:陽極に銀スライム、陰極に銅析出、後続焙焼・浸出・製錬で高純度銀得る。
将来展望
将来銀供給は共生金属の世界需要と進化する工業用途次第。工業消費安定も、抗菌コーティング等新用途が新規需要創出可能性。
有望応用は銀系殺菌。アトランタCDCと大阪大学微生物病研究所主導研究で、プラスチック表面に長持続抗菌活性示すチオ硫酸銀複合体開発。商品名「アメニトップ」、シリカゲル微球で銀徐放、細菌・ウイルス膜破壊で効果発揮。
製造プロセス