錫：今後の「グリーン」金属

次回、缶ビールを開けるときは、錫のことを思い出してみてはいかがでしょうか。 かすかに黄色がかった銀色の金属は、毎年製造される 3,700 億個の金属製飲料容器の 25% に、錫メッキ鋼板を介して使用されています。 残りの75%の缶はアルミニウムで作られています。

この用途は、飲料用キャニスターを「缶」と呼ぶイギリスのビール愛好家や、「ティニー」と呼ぶオーストラリア人によって常に強化されています。

しかし、錫が低位のブリキ缶に限定されていると考えているなら、この金属が戦略的な再考の時期にあることを知って驚くかもしれない。 錫市場（銅の生産量が2000万トンであるのに比べて、年間生産量はわずか31万トン）を担当する少数のアナリストの間でのセンチメントは、予想される供給不足に基づいて、いわゆる錫の用途に対する需要が高まるにつれて強気になっている。 「第 4 次産業革命」 - 機械間の通信、モノのインターネット、人工知能が含まれます。

そしてその用途は…はんだです。 過去数十年にわたり、錫の使用は食品の保管から半導体などのエレクトロニクスにおけるナノはんだ付けへと静かに移行してきました。 国際錫協会 (ITA) によると、2018 年の世界の使用量のうち、はんだ付けは 48% を占め、ブリキ製パッケージはわずか 13% でした。

錫はパンデミックに対しても回復力があることが証明されています。 エレクトロニクス製品部門の代理とみられる半導体の売上高は、今年は2019年と比較して約6％増加しており、それが錫にとって追い風となっている。

ウイルス関連の3月中旬の安値である1トン当たり13,791ドルから、現在は1トン当たり28,899ドルで取引されている。

ロイターの金属コラムニスト、アンディ・ホーム氏が最近書いたように、世界が産業革命バージョン 4 に向けて準備を整える中、ソルダリングも錫の需要増加を促すだろう。

ブリキは文字通り、仮想世界とロボット世界とのインターフェースに必要なマシンを結合する接着剤です。

このことは、現代の幅広い製造業におけるその使用とともに、米国地質調査所によって注目されており、2018 年には 35 の重要な鉱物のリストにスズが含まれています。

錫は、はんだ、錫めっき、錫化学薬品、真鍮および青銅合金の主な用途に加えて、「環境に優しい」用途でも重要になってきています。 今後 10 年間で、スズはリチウムイオンやその他の電池、太陽光発電、熱電材料、水素関連の用途、炭素回収に使用される可能性があります。

組成/地質/採掘

記号Snを持つ化学元素である錫は、あまり力を入れずに切断できるほど柔らかいです。 純錫は凝固後も磨かれた鏡のような外観を保ちますが、ピューターなどの錫合金では鈍い灰色になります。

重要視されているにもかかわらず、錫は特に珍しいわけではありません。 これは地殻内で 49 番目に多い元素であり、その含有量は 2 ppm (ppm) で、亜鉛の 75 ppm、銅の 50 ppm、鉛の 14 ppm と比較されます。

錫は天然元素としては存在しません。 むしろ、酸化第二スズ SnO2 を含む鉱物錫石から得られることが最も多く、そのため原子記号 Sn と呼ばれます。 他の形態のスズは、錫石などのそれほど豊富ではない硫化物から採掘できますが、これにはより複雑な製錬プロセスが必要です。 スズはゲルマニウムや鉛と化学的に似ており、空気中では簡単には酸化しません。

黒色の鉱物であるキャシテライトは、漂砂堆積物として河道に堆積することが多く、通常付随する花崗岩よりも硬く、重く、化学的耐性が高くなります。 採掘された錫の約 80% は、一次鉱床の下流で見つかった二次鉱床からのものであると報告されています。 ほとんどは、浚渫や露天掘りなどの経済的な採掘方法を使用して、わずか 0.015% のスズを含む砂鉱床から産出されます。

錫は、鉱物カセテライトを炉で華氏約2,500度まで炭素とともに焙焼することによって抽出されます。 次のステップでは、酸または水溶液を使用して浸出して不純物を除去します。 静電または磁気分離は、重金属不純物の除去に役立ちます。歴史

最初の錫の採掘は、青銅器時代の初め、紀元前 3,000 年ごろに行われました。 錫またはヒ素を含む青銅製の物体は、近東で初めて出現しました。 2% 未満という低い錫含有量は、銅鉱石中にヒ素とともに検出された痕跡により、意図せずに存在したものと考えられます。 この組み合わせによる健康上のリスクはすぐに認識され、より危険性の低い錫鉱石の探索が促されました。 これにより金属の需要が生まれ、数多くの青銅器時代の文化間の貿易ネットワークが育成されました。

銅を錫と合金化すると、銅よりも融点が低い青銅が生成され、加工が容易になりました。 青銅はさらに硬かったため、道具や武器に最適でした。 王立化学会によると、紀元前700年頃に中国人が錫を採掘しており、古代ペルーのインカの山城塞マチュピチュで純粋な錫が発見されたという。

錫の 8 分の 1 と銅の 8 分の 1 からなる青銅合金は、紀元前 3,000 年から大規模に使用されました。 ピューターは、85 ～ 90% が錫で、残りが通常銅、アンチモン、鉛からなる合金で、青銅器時代から 20 世紀まで食器として使用されていたと伝えられています。

用途

出典: 国際錫協会 (ITA)

半田

現代の錫の使用は、主に錫と鉛の軟はんだに使用されています。 スズは、融点をかなり下回る温度で多くの卑金属に溶けて付着するため、合金化に最適な金属です。 アンチモンや銀などの他の金属を少量加えると、錫鉛はんだの強度が高まります。 エレクトロニクス/電気産業では通常、40 ～ 70% の錫を含むはんだが使用されます。

国際錫協会によると、差し迫った「第 4 次産業革命」における 5G ベースのエレクトロニクス技術のプラスの成長予測と、電気自動車やその他の気候変動関連インフラにおける相互接続の新たな市場のおかげで、長期的な見通しは最近のマクロ経済的ショックにも関わらず、はんだの使用は依然として非常に前向きです。

調査会社モルドール・インテリジェンスは、はんだがアジア太平洋地域を筆頭に、最も急速に成長している錫市場セグメントであることを突き止めた。

地域別の錫市場のCAGR、2020～25年。 出典: モルドール・インテリジェンス

錫系化学薬品

PVC 安定剤、ポリマー触媒、その他多数の用途のための錫化学物質は、錫の 2 番目に多い用途です。 フッ化スズは、一部のデンタルケア製品にフッ化スズ (SnF2) として添加されており、歯肉炎の制御においてフッ化ナトリウムよりも効果的であることが示されています。

錫メッキ

錫は毒性が低いため、錫メッキ鋼板は食品や飲料の包装、化学薬品、塗料、乾燥製品の缶などに広く使用されています。 錫は鉛や亜鉛のコーティングにも使用され、防食剤として鉄と容易に結合します。 銅ベースの鍋は、多くの場合、薄い錫メッキで裏打ちされています。 それがなければ、酸性食品と銅の組み合わせは有毒になる可能性があります。

合金

錫は他の元素と結合して、さまざまな有用な合金を形成します。 ブロンズは今でも彫刻から電気製品に至るまで幅広く使用されており、伝統的なピューター製のギフトウェアは今でも高く評価されています。 ベルメタルは、錫を 22% 含む銅と錫の合金です。 一桁の割合の金属は、米国やカナダのペニーなどの貨幣に使用されることがあります。 錫を含む合金は、いくつか例を挙げると、ブレーキパッド、屋根材、ベアリングなどにも使用されています。

自動車業界における錫の普及状況については、国際錫協会の厚意による以下のインフォグラフィックを参照してください。

出典: 国際錫協会 (ITA)

錫市場

USGS によると、中国が世界最大の錫生産国で、インドネシア、ミャンマー/ビルマがそれに続く。 2019年、31万トンの世界市場のうち、中国が8万5千トンを生産し、インドネシアが8万トンを採掘し、ビルマが5万4千トンを生産した。 また、中国とインドネシアが最も多くの錫埋蔵量を有しており、それぞれ 110 万トンと 80 万トンで、ブラジルが 70 万トンでそれに続きます。

出典: 米国地質調査所 (USGS)

米国は独自の錫を生産していません。 昨年、米国は精製錫輸入量の25％をインドネシアに依存しており、僅差でマレーシア24％、ペルー20％、ボリビア18％が続いた。

しかし、米国は1993年以来錫を採掘しておらず、1989年以降は錫の精錬も行っていないにもかかわらず、同国は世界最大の二次生産国であり、昨年は約1万1000トンをリサイクルした。 カナダは、2019年に米国への錫廃棄物とスクラップの主要な供給国でした。

世界の錫産業は高度に統合されており、主要メーカー 10 社が市場の 60% 以上を占めています。 主要企業の中には、中国の雲南錫と雲南成豊非鉄金属、インドネシアのPTティマ、マレーシア製錬公社、ペルーのミンスールなどが含まれる。

出典: ウィキペディア

世界の錫のほとんどは、ロンドン金属取引所で 8 か国から 17 のブランドで取引されています。

錫市場に対する中国の重要性を考慮すると、将来の錫市場の需要と供給に関して、北京にとっての錫の価値を考慮する必要がある。 上で引用したロイターの記事によると、同国は2021年から始まる次の5カ年計画に戦略物資の備蓄プログラムを組み込む予定だという。

中国の既存の製造基盤と次世代技術を独占しようとする動きの両方を考慮すると、錫は戦略的金属の地位を獲得する可能性が高い候補です。

マッコーリー銀行のアナリストらは、今年と2021年の供給不足がそれぞれ4,400トンと2,900トンと予想しており、2025年まで毎年供給不足が発生するという。ロイター通信によると、ロスキルのアナリストらはやや強気ではなく、2023年まで供給不足になると予想している。

なぜ赤字なのか？ マッコーリー氏は、「ミャンマーからの将来の供給に関していくつかの懸念が浮上しており、市場参加者らは中国の買い手の問い合わせが現在アフリカと（コンゴ民主共和国）の新しいアルファミン鉱山に届いていると話している」と述べた。

中国は旧英国植民地の鉱山からの錫輸入に依存しており、鉱山は枯渇しつつある。 輸入量は47万トンで2016年にピークに達したが、それ以来減少傾向にある。 今年、ミャンマーの生産者にとってさらなる痛手となったのは、中国とミャンマーの国境での新型コロナウイルス感染症による規制と、最近では一部の鉱山での洪水だった。

需要面では、新型コロナウイルス感染症（Covid-19）の影響で世界のはんだ使用量が2020年に約8％減少すると予想されているにもかかわらず、ITAの年次調査の回答者のほとんどが5Gに大きなチャンスがあると見ていた。 調査参加者らは、パンデミック中に特に中国国外で消費者の缶詰食品の購入が増加したため、ブリキの使用量は2020年に7％増加すると予測した。

将来の錫の用途

錫市場の規模は年間約 30 万トンと限られているにもかかわらず、多くの業界で錫が使用されていることから、錫の多用途性が容易にわかります。 しかし、錫の範囲は拡大し続けています。

2020年のロンドン錫セミナーで、ITAの市場インテリジェンスおよびコミュニケーション部門の責任者であるジェレミー・ピアース博士による錫の将来に関するプレゼンテーションでは、錫の特性がグリーンエネルギー技術全体にわたる幅広い研究開発プロジェクトを実現していることがわかりました。新しい電子材料も。

何よりもまず、リチウムイオン電池での錫の用途です。 リチウム、コバルト、ニッケル、グラファイトなどの電池金属が脚光を浴びる一方、錫は電池の負極およびいくつかのソリッドステート技術の性能向上コンポーネントとして静かに勢いを増しています。 ITA によると、数百の論文と特許がリチウムイオン電池のスズベース材料の開発を追跡しています。

錫、その合金および化合物は、リチウムイオンを超えて、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオンなど、すでに開発されている次世代電池の優れた候補でもあります。 また、急成長するエネルギー貯蔵市場において、例えばレドックスフロー電池や液体金属技術の触媒としてスズにチャンスがある可能性もあります。

希土類元素のガリウムなど、ソーラーパネルに使用される特定の材料は高価です。 伝えられるところによれば、錫は、それに代わる安価で豊富な金属を求める競争の初期段階にあったとされている。 この金属は現在、鏡を使って太陽光を集中させる太陽光発電所の熱エネルギー貯蔵媒体として研究されています。 太陽光発電部門も、中国が太陽電池の接合に使用するはんだリボンの利用を増やしていることから恩恵を受けている。

熱エネルギーと言えば、スズは廃熱を電気に変換する一連の熱電材料の一部であることがよくあります。 ITA によると、セレン化スズはその独特な結晶構造により、世界最高の熱電材料として高く評価されています。 亜鉛-錫酸化物や錫硫化物、ニッケル-マンガン-錫などのより高度な合金など、さまざまな温度範囲や環境に対応する多数の材料が開発中です。

錫は将来の水素経済においても役割を果たす可能性があります。 この金属は、特にメタンから炭素を除去する液体金属として、また太陽光で水を分解する酸化物または硫化物の光触媒として、水素製造のコストを大幅に削減する可能性がある。 どうやら液体スズは、あらゆるタイプの炭化水素ガス供給物を変換できると同時に、組換え反応の触媒として機能するタイプの燃料電池の電極として最初に使用されたようです。 他の開発では、中温燃料電池膜としてピロリン酸スズを含む、燃料電池のさまざまな部分にスズ、その合金および化合物が使用されています。

最後に、スズは炭素回収技術において触媒としての役割を果たす可能性があり、酸化スズのナノテクノロジーは水処理に役立つ可能性があります。 ITAの説明によると、スズには、太陽光や電気化学（炭素捕捉）を利用して利用可能な有機化合物を再結合して結合する特別な能力があり、特に最も活性の高い「第一スズ」の形で、さまざまな汚染物質と化学的に相互作用して中和することができます（水処理）。

結論

錫は最も刺激的な金属ではありませんが、事実、錫はグリーン エネルギー、電気自動車、5G、モノのインターネット、人工知能などの先進技術に依存した新しい経済の発展において重要な役割を果たすでしょう。

このような小さな市場では、錫には現在および潜在的な用途が数多くあり、現代のエレクトロニクスに不可欠な金属として銀と同じレベルにあります。 錫-鉛はんだとして主に使用されているため、錫は今後数年間、場合によっては数十年間にわたって安定した需要を享受できることが事実上保証されています。 これは、例えばキッチンホイル（現在はアルミニウム製）や、現在その4分の3がアルミニウムである金属製飲料容器などでの錫の使用量の減少を補って余りある。

今年、錫の価格は他のほぼすべての金属と同様にパンデミックの影響を受けたが、急反発し、3月中旬の安値から45％上昇した。 実際、新型コロナウイルスはエレクトロニクス分野にとって好都合であり、錫にとっても恩恵をもたらした。 ワクチンの普及後、世界経済の成長が再開すれば、スズやその他の工業用金属の需要は確実に増加するだろう。 専門家が予測する現在および将来の供給不足を考慮すると、錫は将来を見据えた資源投資家が注目すべき金属としてますます注目されている。

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