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金の抽出について

1065_金 抽出

金はジュエリーや投資、様々なハイテク技術での使用など、需要がどんどん高まっています。今回はそんな金の採掘法や抽出についてご紹介していきます。

金の採掘法

金を採掘する方法は、山金と川金とでは異なります。山金の場合には「露頭堀り」「ひ押し掘り」「坑道掘り」などが主流。鉱石を採掘して金を取り出すためには、大掛かりな装置が必要です。これに対して、川底に溜まった川金を採掘するためには、専用の道具を使って川底の土砂から金を採掘する「比重選鉱」という方法が用いられます。比重選鉱で使用する選鉱鍋は子どもや女性でも扱いやすいのが特徴です。現在でも、岩手県奥州市にある「歴史公園えさし藤原の郷」では、選鉱鍋を使っての砂金取り体験を開催しています。

 

●選鉱鍋

川金の採掘方法の中でも、最も古いのが「選鉱鍋」を使った採掘法です。この方法は、古代エジプトでも用いられていました。砂金の溜まりやすい場所で選鉱鍋を使い、砂金を選別。選鉱鍋はパンニング皿とも呼ばれており、砂金を採掘する目的で今でも市販されています。パンニング皿の直径は25〜40cm前後のものが多く、素材は木製やスチールなどさまざまで、砂金を選別しやすいように、内側が段々になっているものがほとんどです。渦巻き状の段差(リッフル)が設けられているものは、中央部分に砂金が溜まる仕組みになっています。

 

●選鉱台

選鉱台は、選鉱鍋の規模を大きくしたような道具で、やはり川金の採取に使用されます。金は比重が大きいという特性を利用して、砂金を含んだ土砂を上部から入れて、水で洗い流すと、含まれている砂金が箱の底に残るという仕組みです。パンニング皿では砂金を選り分けるのに時間がかかりすぎ、しかも少量の砂金しか得られなかったため、仕事を効率化するために登場したのが選鉱台です。オーストラリアやカリフォルニアの鉱山では、木製の選鉱台が使用されていました。

 

●露店掘り

露天掘りというのは、暗くて長いトンネルを掘らずに、地表からそのまま地下の鉱脈をめがけて土を掘っていく方法です。露天掘りの特徴は、大きな体積の土を堀削しなければならないため、大量の鉱山廃棄物が出ること。1トンの土砂から採取できる金の量はわずか1gほどですので、坑道を掘る必要がないとはいえ、効率的な金の採掘方法とはいえないでしょう。また、環境に与える影響が大きく、露天掘りの前と後では周囲の景色がすっかり変わってしまうというデメリットもあります。露天掘りで金を採掘している地域としては、ペルー南東部のプーノ州などが有名です。

 

●水圧掘削法

高圧のホースや水の速い流れなどを利用し、金鉱脈の側面や崖になっている部分などに水をかけて土砂を崩し、水路に落として金を採掘するのが水圧堀削法です。水圧掘削法は「水力採鉱」とも呼ばれており、19世紀半ばにカリフォルニアで開発されました。ゴールドラッシュに沸いたカリフォルニアでは、この方法を用いて1880年代までに約340トンの金が採取されたのです。土砂が崩れた時、金を含んだ層が底の方に沈殿するため、金を集めやすいというのがこの方法のメリットだといえるでしょう。

 

●坑内採鉱法

坑内採鉱法は、金脈があると思われる場所に地表から縦に穴を掘り、そこからさまざまな方角に向けて横に穴を掘っていく方法です。水圧掘削法の代替え案として開発されたもので、「コヨーティング」と呼ばれることもあります。地表に近く、採掘しやすい条件の金は世界中で採掘され尽くしてしまったため、アフリカなどでは地下3,000mを超える穴を開けないと、金脈にたどり着けないといわれています。このため、比較的浅い穴でも金脈にたどり着けるインドネシアや中国、ペルーなどが新しい金の採掘地として注目を浴びているのです。

 

●硬岩探鉱法

硬岩探鉱法は、金が含まれる石英の岩を爆破したあと堀削し、その後流水を使って金のみを選鉱する方法です。金を最も大量に採掘できる方法といわれています。なお、金を選鉱するために大量の水を確保できない地域では、水銀を使って金を選鉱しています。水銀には金以外の成分を吸収しやすいという特性があるためです。ただし、硬岩探鉱法では選鉱した後に水分を蒸発させるため、大気汚染などといった問題を引き起こしています。また、水銀と同じような特性を持つヒ素も金を選鉱するのに使われており、環境汚染と作業者に害を及ぼす恐れがあることから硬岩探鉱法を禁止しようという動きが高まっているのです。

 

●含水爆薬

含水爆薬は、安全性の高い金の採掘方法として世界中で採用されています。まず採掘場に深さ1.8メートル~3.5メートルの孔を40〜50箇所程度開け、孔の中に1~2kgの含水爆薬を装填。この含水爆薬で鉱床を発破し、砕かれた鉱石を回収します。手の平サイズに砕かれた岩石は、選別された後に金鉱石が工場に運ばれ、精錬工程の後、純金が取り出されるのです。国内の現役鉱山として金を産出し続けている菱刈鉱山でも、含水爆薬による採掘が行われています。

金の抽出法

●青化法

青化法は、青化カリや青化ソーダの溶液を使う方法です。金鉱石を砕いて水を加えて粉砕し、泥状にしたものに青化ソーダ溶液を加えると、溶液中に金と銀が溶け出します。濾過して溶液だけを回収したら、亜鉛粉末を加えることで金と銀が分離し、金を取り出せるようになるのです。金と銀が溶けだした溶液のことを、貴い液「貴液」と呼びます。この方法は、1888年にイギリスで特許製法として発表されました。金が多く含まれる鉱石に有効とされる方法です。

 

●灰吹法

灰吹法は粉々にした金鉱石を鉛に入れて溶かすことで、金のみを採掘する方法です。まず、細かく砕いた金鉱石を鉛と一緒に炭火で溶かし、金銀を含む鉛合金(貴鉛)を作ります。この合金を灰が敷き詰められた皿状の容器に乗せ、空気を送りながら約1000℃まで加熱すると、鉛が他の卑金属とともに酸化して灰に染み込み、金銀だけが残るという仕組みです。金と銀を取り出した後は、「金銀吹き分け法」や「焼金法」といった手法によって金と銀を分け、さらに純度を高めていきます。旧約聖書にも記載があるほど古くから行われていた方法で、日本では江戸時代に用いられていました。

 

●アマルガム法

アマルガム法は、水銀に溶けやすいという金の性質を利用した方法です。まず金鉱石を水銀と合わせて細かく砕き、「アマルガム」と呼ばれる合金にします。これを加熱することで水銀を蒸発させ、金や銀だけを取り出すのがアマルガム法です。

水銀さえあれば、比較的規模の小さい工場でも費用を抑えて金を取り出せます。しかし、使用する水銀は人体や地球環境に与えるリスクが大きいため、現在では南アフリカなどのごく一部の地域でしか行われていません。

まとめ

人類が金を手にして以来、6000年の間に採掘された金の総量は約18万トンといわれています。これはオリンピックの公式プール約4杯分。結構ある?と思われがちですが、実は非常に限りある資源です。WGCの調査によれば、地球上に残る金の総量は残り約5万トン前後と言われています。これはプールに換算すると約1杯分しかありません。更にこの5万トンは、地下数千メートルの採掘困難な深い鉱脈や、活動中のマグマ、海水中に溶けている金を含めての量なので、実際に採掘可能な金鉱脈から入手できる量はもっと少ない数字になります。

現在、金は全世界で年間2500トン前後のペースで産出されているため、近い将来、人類の技術で採掘可能な天然の金鉱脈は枯渇してしまうだろう言われています。しかし様々なハイテク技術の発展により、ジュエリーの原材料にとどまらず金に対する需要は過去の6000年に比べ飛躍的に増えています。この量の少なさと需要の高まりが、金の希少性と価値を高めていると言っても過言ではありません。

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