2010年08月11日

金属買取の横浜

金属
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金属(きんぞく、metal)とは、展性、塑性(延性)に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ[1]物質の総称である[2]。水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり[2]、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される[3]。

単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び[4]、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある[5]。周期表において、ホウ素、ケイ素、ヒ素、テルル、アスタチン(これらは半金属と呼ばれる)を結ぶ斜めの線より左に位置する元素が金属元素に当たる。異なる金属同士の混合物である合金、ある種の非金属を含む相でも金属様性質を示すものは金属に含まれる[2]。


ガリウム の結晶。
リチウム。原子番号が一番小さな金属目次 [非表示]
1 定義
1.1 性質からの定義
1.2 化学結合からの定義
1.3 バンド理論における金属
2 性質
2.1 融点
2.2 硬さ
2.3 変態
2.4 導体、超伝導
2.5 腐食
2.6 破壊
3 金属の分類
3.1 化学的性質による分類
3.2 金属結晶構造による分類
3.3 工業材料分類
3.4 比重
3.5 貴金属と卑金属
3.6 有色金属
3.7 レアメタル
4 合金
4.1 鉄鋼
4.2 アモルファス金属
4.3 機能性金属
5 精錬と加工
5.1 精錬
5.2 鋳造
5.3 塑性加工
5.4 硬化加工
6 人と金属の関係
6.1 宇宙と生命の関係
6.2 金属利用
6.3 人体への影響
7 参考文献
8 注釈
9 脚注
9.1 脚注
9.2 脚注2
10 関連項目
11 外部リンク

定義 [編集]
性質からの定義 [編集]
その性質から、以下の5つの特徴をすべて備えるものを金属と定義している[6]。

1.常温で固体である(水銀を除く)。
2.塑性変形が容易で、展延加工ができる。
3.不透明で輝くような金属光沢がある。
4.電気および熱をよく伝導する。
5.水溶液中でカチオン(陽イオン)となる。
ただし、金属元素以外でも特定環境下では金属状態となる可能性も指摘され、例えば常温で200Gpaの高圧下では水素は金属様性質を帯びると推測されている。これを金属水素と呼称する[7]。

化学結合からの定義 [編集]
金属を原子の化学結合で定義する場合、特有の金属結合で説明される。これは、カチオン化した金属元素が規則正しく並び、その間を自由電子が動き回りながら、これらがクーロン力で結びついている結合を指し、常温下でこのような結合状態にある物質を金属と定義している[6]。

原子の配列は、ほとんどの場合、面心立方格子構造 (fcc)、体心立方格子構造 (bcc)、六方最密充填構造 (hcp) のいずれかを取り、元素の種類や同じ元素でも状態によってそれぞれの構造となる。この構造はそれぞれ原子充填率が異なり、金属の塑性変形に影響を与える[6][8]。


外部の力が加わった際の、イオン結合と金属結合に起こる差異自由電子理論では、金属とは陽子がつくる格子状立体の中を電子が自由に飛び回っている状態 (Drude, 1900)、自由電子の気体の中に鋼体球(陽イオン)が浸かっている状態 (Lorentz, 1923) という表現で、カチオンと電子雲が結合する様子と自由電子のふるまいを説明した[9]。この自由電子の存在が金属の特徴をもたらす。物体に外部の力が加わってズレが生じた際、イオン結合の物質は静電反発が起こり壊れるのに対し、金属は自由電子が取り囲んでいるために結合が安定する[10]。金属光沢は、自由電子がほとんどの可視光をはねかえす、実際は自由電子の集団が様々な波長の光を吸収し再放出するために、全体では反射し光沢を持っている様に見えることによる[11]。導電性には、電荷を持つ電子が自由に動き回りながら電極間に電荷を受け渡すことで寄与している[11]。

バンド理論における金属 [編集]

金属、半導体、絶縁体のバンド構造の模式図原子中の電子が取りうるエネルギーのレベルは、複数の原子が存在する状態下ではおのおのが重ならない電子軌道を取る。量子力学が要請するこの分裂によって生じる軌道は、金属においてアボガドロ数程度の原子が存在する状況ではエネルギーが低いところから順々に埋められ、最も高いエネルギー(フェルミエネルギー)を持つ電子が球状のフェルミ面を形成し、全体として定まった幅を持つ[12]。これは「バンド構造」と呼ばれる(バンド理論)。このバンドには物質によっては電子が軌道を取りえない断絶したエネルギー領域(バンドギャップ、禁制帯)があり、電子が取りうる最大のエネルギー領域がこのバンドギャップ部分にあると、電子軌道はギャップよりも低く原子核に束縛される[13]バンド領域(価電子帯、バレンスバンド)に詰まってしまい、電流は流れない。しかし金属にはこのバンドギャップが無いため、電子は自由に動くことができ、電流が流れる[14]。

半導体は、このバンドギャップが1eV前後であるため、光や熱のエネルギーを加えることで電子の一部をバンドギャップよりもエネルギー位置が高いところにある伝導帯(コンダクションバンド)まで引き上げることが出来、結果通電するようになる物質である[14]。

性質 [編集]
融点 [編集]
系の自由度を規定するギブスの相律では、物質の状態は以下の式で示される。


ただし、
F は、自由度(平衡状態中に取り得る外的因子の数)。
C は、成分の数。
P は、その体系中において存在する相の数。
金属の相律を考える際、わずかな圧力変化が及ぼす影響は無視してかまわないため、変数2が表す示強性のうち圧力を減らした次式を用いる。


純金属の成分Cは1となるため、上式を変形すると


となり、P = 2 すなわち固相と液相が共存する状態での自由度 F は0になる。これは、純金属が一定の融点を持つことを示す。一方、合金では C は2、F は1となり、融け始める温度(固相線温度)と完全に融ける温度(液相線温度)が異なるため、固相線温度を融点と置いている。これら相の変化は、溶融状態の金属を徐々に冷却しながら凝固させ得られる冷却曲線から分析する[15]。

この、一定である純金属の融点(凝固点)は、温度の定点として利用されている。国際温度目盛1990年改訂 (ITS-90) ではスズ、アルミニウム、金、銀などの凝固点が採用されている[15]。

硬さ [編集]
金属は一般には硬いものとしてイメージされ、ひっかき硬さなどの意味に置いては実際に硬いものが多い。しかし、アルカリ金属やアルカリ土類金属のように柔らかいものもある。また、塑性という観点に立てば、むしろ金属は柔らかく(延性があり)加工しやすいのが特徴といえる。工業的に大量に利用されている理由も、強度と加工しやすさのバランスの良さにある。


辷り(すべり)塑性には、金属原子がどのような構造配列を持っているかも影響を与える。金属の塑性変形は原子密度が高い辷り面(すべりめん)と呼ばれる結晶面に沿って、原子の間隔が広く抵抗が少ないところから間隔が狭い方向(辷り方向)に起こる。この辷り面と辷り方向の組み合わせは「辷り系(すべりけい)」と呼ばれ、原子の構造配列によって数が異なる。それぞれの系の数は、fccが12、bccが48、hcpが4となる。ただし、bcc構造は原子密度が高い領域が無いため、辷りを起こすためには大きなせん断力が必要になる。このような理由から、fcc構造の金属は比較的簡単に塑性を起こし、bcc構造の金属は力が必要だが多様な形に変形させることができる[6]。

金属材料の硬さ評価は、JIS規格にてブリネル硬さ、ビッカース硬さ、ロックウェル硬さ、ショア硬さの4種類の測定法が定められている[16]。ブリネル硬さ試験は鋳物などに限られ、荷重の幅が広いビッカース硬さ試験は柔らかい金属から超硬合金まで対応が可能。ロックウェル硬さ試験は黄銅や焼入れ合金などで用いられる[17]。

変態 [編集]
物質が相を固体、液体、気体に変えることを相変態というが、ほとんどの金属はこれ以外に固体状態で結晶構造を変える現象を起こし、これを「固相変態」、「同素変態」または単に「(金属の)変態」と言う。この変態は温度変化によって起こされ、大抵のケースでは低温のfccやhcp構造を取る金属が固有の温度(変態温度)でbcc構造へ変わる。しかし例外として鉄は特殊な変態を見せ、低温時のbcc構造(α-Fe)から、912℃を境界にfcc構造(γ-Fe)へ変り、さらに加熱すると1400℃でbcc構造 (δ-Fe) となる。これは、低温の鉄は磁性が強いために起こる現象と説明されており、この特性が鉄の用途を広げる理由ともなっている[15][8]。

高温の金属が冷却されbcc構造になる変態を「マルテンサイト変態」と言い、これは開始温度 Ms で始まり終了温度 Mf で完了する。逆にbcc構造の金属を加熱し起こす変態は「逆変態」と呼ばれ、温度 As で始まり Af で完了する。これらの温度は Mf<Ms<As<Af の関係にある[18]。

この変態を工学に応用する例には、原子力発電所で利用するウラン処理がある。668℃以下で斜方晶構造 (α-U) のウランは発電において鍛造や圧延加工を施し棒状に成形されるが、これには集合組織が形成されるため何度も加熱するうちに熱膨張を起こして数倍に伸びる。そこで、ウラン棒を加熱し正方晶構造 (β-U) へ変態させた上で急冷し、集合組織を除去する。これによって熱膨張を低減させることができる[15]。

導体、超伝導 [編集]
自由電子のふるまいによって、金属の熱伝導率と電気伝導率は高くなり、しかも比例する(ヴィーデマン=フランツ則)。金属は温度が下がると電気伝導性が上がり、逆に温度が上がると伝導性は減少する[6]。これは温度の上昇に伴って伝導電子がより散乱されるためである[10]。この性質から、絶対零度に向けて金属の電気抵抗はゼロになることを検証する過程で、超伝導が1911年にヘイケ・カメルリング・オネスによって発見された。超伝導となる温度(臨界温度、Tc)は金属によって異なり、例えばニオブは9.22K、アルミニウムは1.20Kとなる[10]。


金属腐食の一例:錆 腐食 [編集]
金属が酸素と結びつく酸化反応には、激しく起こるものと緩やかに進行するものがある。金属粉が酸化する場合、急な発熱や閃光を伴うことがあり、爆発事故に繋がる場合がある。この現象を逆利用したものがアルミニウム粉末を用いた溶接の手段であるテルミット法や、マグネシウムを利用する写真用フラッシュなどである[15]。

貴金属など一部を除き金属は本来、酸化や硫化された状態が安定している。工業利用では還元反応を用いて化合物を取り除いているが、自然な状態に置いた金属は再び酸素や硫黄などと結びつこうとする性格を持ち、錆や脆化が発生する。これらや、酸による反応などは一般に腐食と呼ばれる。腐食は、「化学的腐食」に相当する溶液による「湿食」や腐食性ガスがもたらす「乾食」がある。「電気化学腐食」は、合金を含め複数の金属が接触しているものに対し、電極の電位差から起きる腐食であり、イオン化傾向が強い金属が陽極(アノード)となって電解腐食(ガルバニ腐食)を起こす[15]。

一方、化学的腐食のうち酸などが金属の表面を侵した段階で、この部分が酸化皮膜化してそれ以上の腐食が起こらなくなる現象がある。例えば鉄を希硝酸に漬けると溶解するが、硝酸濃度を上げ40%を超えると溶解速度は遅くなり始め、65%以上では溶解しなくなる。これは、鉄の表面に数10Å厚の不溶性である酸化鉄(II,III)が生成されるためである。このような状態となった金属を不動態と言う[15]。

破壊 [編集]
塑性がある金属でも、過大な力が掛かれば破壊する。引張破壊を例にすると「ぜい性破壊」と「延性破壊」に分かれる。ぜい性破壊は亀裂を起因とするもので破壊箇所に塑性変形が見られず、金属の結晶面に沿って破壊が始まり、劈開(へきかい)破面と呼ばれる断面が2km/秒という瞬時に金属に走って断裂する。これは部品設計上の問題が大きい。延性破壊は荷重のため金属が延伸し、その限界に達したところで断裂を起こす。そのため、破断部分に伸び細った様子が見られ、破断面にはディンプルと呼ばれる小さなくぼみが多数観察される。このような破壊に対し、破断面を観察し研究する分野はフラクトグラフィ(破面学)と呼ばれる[15]。

一方で、破壊を引き起こさない程度の力が繰り返し同じ箇所に掛かるような時にも破壊が起こる。これは「金属疲労」もしくは単に「疲労」と呼ばれる[15]。

金属の分類 [編集]

金:非鉄金属(貴金属。レアメタルには含まれない。)、面心立方格子構造の結晶を持ち、比重では重金属の範疇に入る。有色金属。金属の分類にはいくつかの方法がある[6][19]。

化学的性質による分類 [編集]
典型金属:(アルカリ金属:Li、Na、K、Rb、Cs。アルカリ土類金属:Ca、Sr、Ba、Ra。)
マグネシウム族元素:Be、Mg、Zn、Cd、Hg
アルミニウム族元素:Al、Ga、In
希土類元素:Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu
スズ族元素:Ti、Zr、Sn、Hf、Pb、Th
鉄族元素:Fe、Co、Ni
土酸元素:V、Nb、Ta
クロム族元素:Cr、Mo、W、U
マンガン族元素:Mn、Re
貴金属(銅族、貨幣金属[20]):Cu、Ag、Au
白金族元素:Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt。
天然放射性元素:UおよびThを母体とする放射能壊変産物。U、Th、Ra、Rn、アクチノイド [21]。
超ウラン元素:Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、Fm、Md、No等、ウラン以降の元素[22]。

面心立方格子構造
体心立方格子構造
六方最密充填構造 金属結晶構造による分類 [編集]
面心立方格子構造 (fcc):Al、Ca、γ-Fe、Ni、Cu、Rh、Pd、Ag、In、Ir、Pt、Au、Pb
体心立方格子構造 (bcc):Li、Na、K、β-Ti、V、Cr、α-Fe、δ-Fe、β-Sn、Ta、W
六方最密充填構造 (hcp):Be、Mg、α-Ti、Zn、Cd、Nd、Os、Tl
工業材料分類 [編集]
鉄鋼
炭素鋼:機械構造用炭素鋼、一般構造用炭素鋼など
合金鋼:クロム鋼、ニッケル鋼、不銹鋼(ステンレス鋼)、高速度鋼、工具鋼など
鋳鉄:可鍛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄(ダクタイル鋳鉄)など
非鉄金属
銅および合金
アルミニウムおよび合金
ニッケルおよび合金
貴金属:Au、Ag、Pt
低融点金属:Sn、Pb、Bi
その他:Mg、Ti、Znなど
比重 [編集]
金属を比重で分類する場合は、比重5を基準に下回るものを軽金属、上回るものを重金属と一般に呼ぶ。しかしこれはあまり厳密な定義ではなく、基準を比重4とする場合[23]もある[19]。

主な軽金属と比重(比重5未満):Li (0.53)、Na (0.77)、K (0.86)、Ca (1.55)、Mg (1.74)、Be (1.85)、Al (2.70)、Ti (4.50)
主な重金属と比重(高比重8種):Ir (22.65)、Pt (21.4)、Au (19.3)、W (19.3)、U (19.1)、Hg (13.6)、Hf (13.3)、Pb (11.3)
貴金属と卑金属 [編集]
貴金属と卑金属の分類にはさまざまな考え方がある。イオン化傾向から小さい金属を「貴金属」、大きいものを「卑金属」と呼ぶ概念[24]、これに産出量の少なさや金属光沢の美しいもの(貴金属:precious metals)と大量産出されるもの(卑金属:base metals)を判断に加える概念[25]もある。貴金属は財貨となり、硬貨や貨幣経済を裏打ちする金本位制の基礎など、世界経済を支える役割を担った[26]。また、卑金属から貴金属を生み出すことを目的とした錬金術は、化学の生みの親ともなった[26]。

有色金属 [編集]
ほとんどの金属が持つ金属光沢は灰白色であるが、一部に色相を持つ金属がある。純金属では金や銅、合金では黄銅、丹銅などがある。なお、表面が酸化、塩素化、窒化など化学反応を起こし変色する場合もあり、これは金属本来の色ではない[6]。

レアメタル [編集]
金属を汎用金属(コモンメタル、ベースメタル)と希少金属(レアメタル)に分ける分類もある。レアメタルの基準は以下の1-4のどれか一項目を満たし、かつ5番目の条件にあてはまるものを言う[27]。

1.存在する量が少ない
2.鉱床を作らず、広く薄く分布している
3.鉱床を作っても、特定の国や地域に限定されている
4.鉱物から取り出したり精製したりすることが難しい
5.現代の産業に欠かせない素材である
レアメタルは、典型元素15種類+希土類以外の遷移元素15種類+希土類金属(レアアースメタル)17種類の合計47種類があり、この中には半金属のホウ素、セレン、テルルも含まれる。これらレアメタルはクラーク数の少なさとは必ずしも一致せず、例えば銅は、地殻に含まれる量は少ないが古来青銅器が作られたように鉱石が発掘しやすく精錬も容易だった[27]。

コモンメタルの定義は、「レアメタル以外の金属」「歴史的に文明を支えた鉄、銅、亜鉛、スズ、水銀、鉛、アルミニウム、金、銀の8種類」など複数ある[27]。

以上のように「レア」と「コモン」の差は物質の絶対量ではなく、人類がいかに容易に調達できるか、需給バランスのギャップという点が強い。そのため、精錬技術の向上など製造プロセス革新によってレアメタルに分類される金属がコモンメタル化される可能性があり[28]、その例としてチタンがコモンメタル化されつつある[29]。

合金 [編集]
詳細は「合金」を参照

単一の金属を「純金属」という[6]のに対し、複数の金属の化合物を「合金」という。合金は単体の金属が持たない性質を持つことがあり、工業用材料として用いられる金属は多くが合金である[15]。

鉄鋼 [編集]
鉄を基礎とする合金(鉄基合金)は鉄鋼と呼ばれ、その潤沢な生産性を背景に様々な分野で活躍している。鉄鋼は本質的に鉄 (Fe) と炭素 (C) の合金であり、その微細組織は Fe-C 二元系が平衡状態にある物質と定義できる。鉄鋼の用途は構造部材が主流とするが、車両や船舶など輸送機械、発電、化学などのプラントや工作機械類、ばね、工具、金型など多岐にわたる[30][31]。

鉄鋼はさらに別の金属を加えた改良が施され、クロムを加えて耐食性を付与した不銹鋼(ステンレス鋼)は100種類以上、優れた磁性を持つ磁石鋼、膨張など温度による影響を排除した不変鋼(インバー、バイメタルなど)、その他にも耐熱鋼や快削鋼など、多様な合金が上市されている[31]。

アモルファス金属 [編集]
本来は結晶相を持つ金属が、ある種の合金ではガラスのように規則的な格子を作らず非晶性となることがあり、これはアモルファス金属と呼ばれる。1960年、金-シリコン合金で発見されたこの性質は、他に鉄系、アルミニウム系、コバルト系、ニッケル系、マグネシウム系などが知られる[6]。

アモルファス金属は、強い磁性に機械的強度や耐食性に優れ、温度変化による熱膨張や剛性低下の係数が低い。アモルファス金属の製造法には複数の手法が提案されているが、工業的には直接合金を得られる溶融金属の急冷凝固法が優れている[6]。

機能性金属 [編集]
合金の中には、特殊な機能を持つ種類がある。ニッケル-チタンや鉄-マンガン-チタン合金などの形状記憶合金、相変態を利用した超弾性合金、金-銅-ジルコイル合金などの超塑性合金、マグネシウムなどを用いる水素吸蔵合金、結晶境界のずれを利用する制振合金などがある[19]。水銀や高価なセシウムに替わる低融点の合金も研究されており、かつて開発されたウッドメタルの毒性を改良したガリンスタンなども提案されている[32]。今後は、レアメタルの用途を代替する合金の開発などが求められている[27]。

精錬と加工 [編集]
詳細は「金属加工」を参照

精錬 [編集]
地球の環境下において、天然の状態で得られる純金属はごく少数に限られ、ほとんどは酸化物、硫化物、炭酸塩、ケイ酸塩、ヒ化物といった化合物となっている。これらから他の元素を排除して利用に耐えうる金属を取り出す手法を精錬、冶金と言う。その方法は加熱して行う乾式精錬法(乾式冶金法)と、電気分解(電解精錬)や溶液内で抽出する湿式精錬法(湿式冶金法)があり、これらは金属と他の元素間に働く結合力(親和力)などから選ばれる[6]。

金属利用範囲の拡大に伴って高純度の金属が求められるようになり、これらに対応する精錬法も開発されている。ゾーンメルト法(帯域溶融法)は、溶融させた不純物を含む金属を徐々に冷やし、偏析を利用して純度を高める[6]。

鋳造 [編集]
金属を工業材料として用いるには、まず溶融させて鋳型に流し込む鋳造から始まる。青銅器時代から用いられたこの金属加工法で作られた鋳物は、そのままでは粗く、不純物の遍在や鋳巣などがあり強度が低い。これらは金属部品の要求性能が高まるにつれ、塑性加工技術の進展や用いられる合金の改良などが施された。鉄では1947年に球状黒鉛鋳鉄、アルミニウム合金では1920年にシルミンの改良法が発案され、溶湯(ようとう、溶融状態の金属)処理法での強度改良に大きく寄与した[33]。

製法も、砂型、金型、ダイカスト、精密鋳造など多種の手段が用いられるようになった。効率向上においては、連続鋳造法の基礎が1933年に発案され、1950年代にプロセス改良を経て実用的な技術として確立された[33]。


鍛造の一例:刀鍛冶 塑性加工 [編集]
金属に弾性限界を超える外的な力を与え、永久ひずみを起こして望む形状や寸法に加工することを塑性加工と言う。これには、加熱した状態で行う「熱間加工」と常温で行う「冷間加工」に分類され、前者は再結晶が伴い、後者は常温で再結晶する一部の金属を除いて再結晶化が起こらない[34]。

塑性加工の手法には、圧延、引抜き、押出し、鍛造、深絞り、打抜きなどがあり、このような変形加工を通じて金属の不均一や粗い結晶粒の微細化が起こり、強靭さが増す。また、圧延などでは個々の結晶粒の方向性が揃いながら集合組織を形成するために、表面のエネルギー特性を高める効果もある[34]。

硬化加工 [編集]
金属硬度には、「焼入れ」も大きな影響を与える。これは、加熱した金属を急冷却させる工程で、変態を起こさせる暇を与えず水や油に投入して温度を下げ、高温時の結晶状態を維持する手段である。ただし焼入れのみではもろいため、「焼き戻し」という再加熱が対で行われる。この2工程を合わせて調質という[6]。

鍛鉄や、金属を何度も折り曲げるなど外部から繰り返して力を加えると、金属は硬くなる。これは転位論で説明される格子欠陥のひとつ「転移」と呼ばれる原子配列の乱れが金属の塑性を起こす辷り面に生じ[2- 1]、これがやがて点欠陥に固着し、金属全体が動きにくくなる現象である[6]。

人と金属の関係 [編集]
宇宙と生命の関係 [編集]
人体は、カルシウムを含む6つの多量元素、ナトリウム、カリウム、マグネシウムを含む5つの少量元素で99.4%を構成されている。これに加え必須元素、微量元素が生命活動や酵素の活性などに使われている[35]。

このような金属をつくる元素は宇宙の誕生とともに生成された訳ではない。ビッグバンが起こった後、当初宇宙に満ちていた元素は水素とヘリウムだけだったと考えられる。これが重力によって集まり、産まれた恒星の中でより重い元素は核融合を起こし生成された。ただし太陽程度の星では酸素までであり、より重い質量の恒星でも内部で生成される元素は鉄までに止まる。鉄よりも重い元素は超新星爆発のエネルギーを吸収して初めて核融合を成すといわれる[注 1]。地球が鉄よりも重い金属元素を含み、それらを生物が生命活動に、そして人類がエネルギーとして放射性元素を利用していることは、すなわち太陽系、人類を含む生命を構成し活動を支える物質はかつて爆発し散らばった星のカケラが再集結したものであることを示し、金属の存在はそれを証明している。このことを指し、人類を始め地球生命は「星の子」[36]とも評される[37]。

金属利用 [編集]
文明が金属を使用した太古の例では、イラクで出土した紀元前9500年頃の銅製ペンダントが見つかっている[38]。しかしこれは天然にあった純銅をほぼそのまま利用したもので、以後続いた銅の利用は、銅が純粋な形(自然銅)で鉱石となって集まりやすく、しかも地球表面のいたるところに分布していたことが幸いした[39][注 2]。この初期段階で利用された他の金属は、金や銀など酸素と結合しにくい貴金属に限られ、その絶対量も希少だった[38]。


殷時代の青銅製通貨酸化物から金属を得る製錬技術は、世界四大文明が生まれ、人類が数百℃以上の熱源を制御する手段を得て初めて可能となった。紀元前2000頃のエジプトの壁画には足踏みふいごと鋳型が登場する。さらに、銅-砒素および銅-錫合金が発明され、融点を940℃まで下げながら約3倍の強度を持つ青銅が古代中国の殷王朝や地中海のミケーネ文明、ミノア文明および中東などを例に金属器が広く製造、使用されるようになり、青銅器時代が到来した[38]。

地球上に豊富にある鉄は酸化された状態にあり、最古の利用例と言われるエジプトやメソポタミアで発見された紀元前5000-3000年前の鉄製品は、隕鉄を叩いて[40]製造されている。酸化鉄を加熱し還元反応を経る精錬は、諸説あるが[40]紀元前1650年頃のヒッタイトで始められ、彼らが持つ鉄製の武具は高い軍事力の裏打ちとなった。製鉄技術は約200年以上秘匿されてきたが、紀元前1200年頃に「海の民」にヒッタイトが滅ぼされると、製鉄技術の広範な伝播が始まった。なおヒッタイト秘術の真髄は、鉄の精錬そのものではなく炭素を含ませ鋼をつくる技術にあったと思われている[38]。

金属精錬技術の普及とともに、金属は武器だけでなく農耕器具や生活用品にも広く用いられ、また貴金属類も装飾品などに使われている[41]。金属の磁性は方位磁石から羅針盤へと発展し航海技術発展に寄与した[38]。

18世紀以前、人類が使用していた金属は金や鉄、水銀など11種類だけであった[2- 2]。産業革命を迎えると採掘や精錬技術が進み、またドミトリ・メンデレーエフの周期表発表前後は新たな金属が続々と発見された。さらに19世紀以降には様々な化学実験や原子論など考察が金属にも加えられ、原子の構造が順次明らかとなった。20世紀には量子論など金属への根本理解がさらに深まり、さまざまな用途展開が行われている[38]。

人体への影響 [編集]
ご自身の健康問題に関しては、専門の医療機関に相談してください。免責事項もお読みください。

一部の金属は人体に強い毒性を持ち、必須、微量元素に当たる金属の中には過剰摂取で中毒症状を起こすものもある。公害の原因となったカドミウム(イタイイタイ病)、水銀(水俣病)や、グレアム・ヤング事件で使われたタリウムなどが知られる。江上不二夫は、このような元素類は海水中に含まれる濃度が低い点を指摘し、人類に繋がる生物が海中で発生した際に接触する機会がほとんど無く、進化の過程で解毒機構を獲得しなかったものと考察している[42][35]。

2006年に起こったアレクサンドル・リトビネンコ暗殺事件で被害者の体内から検出された放射性元素のポロニウムは、純度50%での致死量は100万分の1グラムと言われる。ただしポロニウムは自然界に存在せず、原子炉で人為的にしか製造されない[35]。

金属が生体に接触してアレルギー反応を示すことがあり、これは金属アレルギーと呼ばれIV型(遅延型)に分類される。金属そのものは抗原性を示さないがアレルゲンとなり、溶出した金属イオンが蛋白質と結合して抗原となる[43][44]。


産業廃棄物
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産業廃棄物(さんぎょうはいきぶつ)とは、廃棄物の処理及び清掃に関する法律では、次に掲げる廃棄物をいう(同法第2条第4項)。「産廃」(さんぱい)と略される。

1.事業活動に伴って生じた廃棄物のうち、燃え殻、汚泥、廃油、廃酸、廃アルカリ、廃プラスチック類その他政令で定める廃棄物
2.輸入された廃棄物(船舶及び航空機の航行に伴い生ずる廃棄物(政令で定めるものに限る。廃棄物処理法第15条の4の5第1項において「航行廃棄物」という。)並びに本邦に入国する者が携帯する廃棄物(政令で定めるものに限る。同項において「携帯廃棄物」という。)を除く。)
目次 [非表示]
1 概要
2 定義のまとめ
2.1 あらゆる事業活動に伴うもの
2.2 特定の事業活動に伴うもの
3 産業廃棄物処理業
4 日本の廃棄物の量
4.1 総排出量
4.2 種類別上位3品目
5 不法投棄問題
6 産業廃棄物の処理責任
6.1 排出者責任の原則
6.2 排出者責任の限度
7 その他
8 問題となっている地域
9 脚注
10 関連項目
11 外部リンク

概要 [編集]
産業廃棄物のうち、原油などの爆発性、廃酸、廃アルカリなどの毒性、感染性など人の健康又は生活環境に係る被害を生ずるおそれがあるものを特別管理産業廃棄物といい、さらに、廃ポリ塩化ビフェニル、ポリ塩化ビフェニル汚染物、廃石綿、ばい塵などは特定有害産業廃棄物と言う。

家庭等から排出される一般のごみ(一般廃棄物)は市町村に処理責任があるのに対し、産業廃棄物は排出事業者に処理責任(下記参照)がある。法的に取り扱いが異なるため、廃棄にあたっては、市町村等の一般廃棄物用の処理施設での処理・処分することはできない。産業廃棄物を処理・処分できる許可を受けた産業廃棄物処理事業者へ処理・処分委託することとなっている。

焼却処理する方式として、乾溜ガス化炉等がある。

なお、産業廃棄物に該当しない事業活動に伴う廃棄物(事業系一般廃棄物)については、事業者が自ら処理するか、市町村または市町村の許可を受けた一般廃棄物処理業者に処理・処分を委託しなければならない。一般廃棄物処分業の許可を受けていない産業廃棄物処理事業者へ処理・委託することは違法となる。

定義のまとめ [編集]
あらゆる事業活動に伴うもの [編集]
燃え殻(例として、灰かす、石炭ガラ、コークス灰)
汚泥(例として、ケミカルスラッジ(製紙スラッジ、めっき汚泥)、下水道汚泥、ベントナイト汚泥、浄水場沈殿汚泥)
廃油(例として、潤滑油系廃油、切削油系廃油、洗浄油廃油、絶縁油系廃油)
廃酸(例として、廃硫酸、廃塩酸)
廃アルカリ(例として、石炭廃液、アンモニア廃液、写真現像廃液、か性ソーダ廃液)
廃プラスチック類(例として、廃発泡スチロール、廃合成繊維、廃写真フィルム、廃ポリ容器)
ゴムくず(例として、天然ゴムの切断・裁断くず)
金属くず(例として、古鉄、スクラップ、ブリキ・トタンくず、鉛管くず)
ガラスくず、コンクリートくず及び陶磁器くず(例として、板ガラスくず、破損ガラス、廃あきびん類、陶器くず、耐火煉瓦くず、コンクリート二次製品、石膏ボード)
鉱さい(例として、高炉等からの残さ、不良鉱石)
がれき類(例として、工作物の新築、改築又は、除去に伴って生じたコンクリート破片・レンガ破片)
ばいじん(例として、電気集じん機捕集ダスト、バグフィルター捕集ダスト)
特定の事業活動に伴うもの [編集]
パルプ、紙又は紙加工品の製造業・新聞業・出版業・印刷物加工業等から生ずる紙くず
建設業から生ずる紙くず(工作物の新築、改築または除去に伴って生ずるものに限る)
建設業から生ずる木くず(工作物の新築、改築または除去に伴って生ずるものに限る)
木材・木製品製造業等から生ずる木くず
繊維工業(衣類等の繊維製品製造業を除く)から生ずる繊維くず
建設業から生ずる繊維くず(工作物の新築、改築又は除去に伴って生ずるものに限る)
食料品製造業・医薬品製造業・香料製造業において原料として使用した動物又は植物に係る固形状の不要物
と畜場においてとさつし、又は解体した獣畜及び食鳥処理場において処理した食鳥に係る固形状の不要物(動物系固形不要物)
畜産農業から生ずる動物のふん尿
畜産農業から生ずる動物の死体
以上の産業廃棄物を処理するために処分したもので、上記の産業廃棄物に該当しないもの
事業活動に伴う廃棄物であっても、これらの定義に該当しないものは産業廃棄物ではなく、一般廃棄物となる。 例えば、「紙くず」は業種の限定があり、これに含まれない一般のオフィスから排出されるものは産業廃棄物ではない。

また「従業員がオフィスで捨てた飲料用ペットボトル」などは「廃プラスチック」であるが、事業活動によるものでないとして産廃扱いしない例も多い。

こうしたもののうち不要物について、最高裁判所(平成11年3月10日判決)は、「自ら利用し又は他人に有償で譲渡することができないために事業者にとって不要になった物」と定義した上で、「これに該当するか否かは、その物の性状、排出の状况、通常の取扱い形態、取引価値の有無及び事業者の意思等を総合的に勘案して決する」としている。その上で、豆腐製造業者が排出するところのおからは、不要物にあたり、産業廃棄物にあたるとしている。

産業廃棄物処理業 [編集]
産業廃棄物収集運搬業
特別管理産業廃棄物収集運搬業
産業廃棄物処分業
特別管理産業廃棄物処分業
日本の廃棄物の量 [編集]
総排出量 [編集]
平成17年 4億2,200万トン[1]
平成16年 4億1,700万トン[2]
平成15年 4億1,200万トン[3]
種類別上位3品目 [編集]
総排出量の約8割を占める。平成17年[4]。

汚泥 44.5%
動物のふん尿 20.7%
がれき類 14.4%
不法投棄問題 [編集]
いくつかの社会的な背景がある。

産業廃棄物の排出量と比較して、同一県内にある産業廃棄物の処分場の慢性的に不足。
処理技術の向上による処理費用の増加。
トラック輸送の低価格化による燃料費削減を目的とする不正軽油の利用により、その密造に伴う有害廃棄物の発生。
このような背景の中、法令等に定められた処理・処分をせず、不法投棄・不適正保管をする排出事業者や処理・処分業者が後を絶たない。その件数は、量の少ない物を含め、1年に1000件を越えるといわれる。不法投棄地では、水質汚濁や土壌汚染などの環境汚染が起こっている。

有名な不法投棄として、「香川県豊島の不法投棄事案」、「青森県・岩手県の県境産廃不法投棄事案」などがある。

産業廃棄物の不法投棄の対策を促進するため、2003年度から10年間の時限法である産廃特措法(特定産業廃棄物に起因する支障の除去等に関する特別措置法)が制定された。

産業廃棄物の処理責任 [編集]
排出者責任の原則 [編集]
「事業者は、その事業活動に伴つて生じた廃棄物を自らの責任において適正に処理しなければならない」(3条)と定める「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」により、産業廃棄物は、排出者に処理責任がある。これを一般的に「排出者責任」または「排出事業者責任」という。即ち自ら処理する(自己処理)のを原則とし、都道府県の「産業廃棄物収集運搬業」「産業廃棄物処理業」の許可を受けた業者に処理を委託することができるとしている。ただし、産廃業者に委託する場合は、排出者の責任において、法定の事項を盛り込んだ委託契約を書面で締結するとともに、処理完了を確認するための処理伝票(マニフェスト)を発行、回収、照合しなければならない。

排出者責任の限度 [編集]
そこで、受託処理業者の不適正処理により不法投棄などが起こった場合に、排出者がどこまで責任を負うかが問題となる。実際の事件では、廃棄物の内容を確認することによって排出者を特定することはできても直接の投棄者が特定できなかったり、処理業者に資力がなく撤去費用の負担などを負いきれなかったりすることが多いからである。都道府県の産業廃棄物担当部局は、排出者の管理状態などを精査し、問題があれば「排出者として責任あり」として、撤去費用などの負担を求めるが、中には排出者の管理に問題がなくても「当然の排出者責任」として、排出者に負担を求めてくることもある。

しかし大原則として、特に定めのない限り、過失がない者には民事上の責任は発生しない。(b:民法第709条「過失責任の原則」)

産業廃棄物においては、3条の解釈として、特に定めのある場合(無過失責任[5])に該当するかが問題となる。小池百合子環境大臣(2005年当時)は、国会(2005年の衆院環境委員会)における答弁では、無過失責任は採用していないという前提に立ち、「(排出者に)予見不可能な負担を負わせ、経済活動を不当に制約するおそれもある」と、今後の導入についても否定的な見解を示している。

即ち、環境省の解釈によれば「過失責任の原則」が適用されるため、排出者に過失がないと認められる場合は、不法投棄などがあった場合でも、排出者が民事上の法的責任を負う根拠は存在しないとされる。あくまで自主的な判断で負担すべきものと考えられる。今後の司法判断にも注目される。

その他 [編集]
産業廃棄物最終処分場付近において、地下水汚染や粉塵による健康被害が懸念されている。また、最終処分場跡地において、廃棄物処理法における指定区域が定められ不動産取引において重要な説明事項となっている。
問題となっている地域 [編集]
桃花台ニュータウン - 愛知県小牧市にあるベッドタウン。ここでは、ニュータウン建設以前に王子製紙春日井工場などから出た産業廃棄物が投棄されていた事が、問題となっている。土壌汚染や住民への健康被害などが懸念されるだけでなく、この地ではさらにその産業廃棄物が原因となって地盤沈下が起こっており、住民と土地を造成した愛知県、ならびに住宅を販売した都市再生機構の3者の間で、摩擦が生じている(詳細は桃花台ニュータウンの「地盤沈下と土壌汚染」参照)。
脚注 [編集]
1.^ 産業廃棄物の排出及び処理状況等(平成17年度実績)について(平成20年1月24日発表)(環境庁)
2.^ 産業廃棄物の排出及び処理状況等(平成17年度実績)について(平成19年1月22日発表)(環境庁)
3.^ 産業廃棄物の排出及び処理状況等(平成16年度実績)について(平成17年11月8日)(環境庁)
4.^ 産業廃棄物の排出及び処理状況等(平成17年度実績)について(平成20年1月24日発表)(環境庁)
5.^ 無過失責任とは、「損害が発生した場合には、故意または過失がなくても賠償責任を負うという原則」。水質汚濁防止法や大気汚染防止法にその規定がある。
関連項目 [編集]
ごみ
建設系産業廃棄物
マニフェスト制度
最終処分場
バーゼル条約
特定有害廃棄物等の輸出入等の規制に関する法律
おから - 裁判で産業廃棄物と認定された。
木村肇二郎



(上記はWikiからの引用になります。)


関連項目
産業廃棄物 中間処理 廃棄物 産廃 廃塗料 買取 ケーブル 金属買取 電線 東京都 神奈川県 群馬県 千葉県 横浜 埼玉県


関連リンク
産廃と金属買取について
産業廃棄物の非鉄金属の買取(埼玉県)
posted by キンゾク君12 at 14:04| Comment(0) | 日記 | 更新情報をチェックする

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