1

Mg市場の現状
不二ライトメタル株式会社
取締役
井上 正士
(代理) 同社
研究開発グループ
上田 祐規

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MagnesiumAssociation
AssociationJapan
Magnesium

2

マグネシウムについて
日本および世界のマグネシウムの需要と供給
日本におけるマグネシウム製品の事例
日本におけるマグネシウムのリサイクル状況

Japan Magnesium Association

3

マグネシウムについて

Japan Magnesium Association周期表の中のマグネシウム

4

構造材として使える金属の中で最も軽い金属です。

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Magnesiumマグネシウムの生い立ちと必要性

5

マグネシウムの誕生
恒星

H, He

超新星爆発
Mg
Mg

SiFe →太陽の質量の1.4倍生物に必須な元素

太陽系には鉄とほぼ同じ量のMgが存在します。
光合成を行うクロロフィルの真ん中にはMgがあります。

Mgは地球に酸素を供給するための大切な元素です。
人体においても、タンパク質の合成に必須の元素です。

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Magnesiumマグネシウムの地球での存在量6

地球での存在比

地殻中の存在比
元素 重量％

元素重量％

1O

49.51Fe32.1 ~ 34.6

2Si

25.82O

29.5 ~ 30.1

3Al

7.56

3Si

15.1 ~ 15.24Fe

4.704Mg

12.7 ~ 13.9

5Ca

3.395Ni

1.8 ~ 2.46Na

2.636S

1.9 ~ 2.9

7K

2.40

7Ca

1.1 ~ 1.58Mg

1.938Al

1.1 ~ 1.49H

0.83

10Ti

0.4611Cl

0.19

12Mn

0.09（クラーク数）

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Magnesiumマグネシウムの地球での存在量

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Magnesiumマグネシウムの特徴
実用金属としては、最も軽い材料です8

実用金属中最大の振動吸収性を有しています

比強度、比剛性が鋼やアルミニウムより優れていますリサイクルして再生使用することができます

対くぼみ性が優れている、電磁波シールド性が優れている（重量比）など。

日本マグネシウム協会ホームページより

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9日本および世界のマグネシウムの需要と供給

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Magnesium日本のマグネシウム内需の推移

10

第３次ブームは所謂リーマンショックで強制終了…

日本におけるマグネシウム需要のブームは３つ。

第１次：１９７０年前後
鋳造、バイク 用途
第２次：１９９０年前後
ダイカスト、自動車
第３次：２００５年前後
ダイカスト、自動車、携帯電話

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マグネシウムの原料
ドロマイト

MgO、MgCO3・CaCO3

11Mg；13%

マグネサイトMgCO3、MgCO3・CaCO3 Mg;28%

海水（塩湖）

MgCl3

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Magnesiumマグネシウムの製錬方法

12使用電力マグ
ネシウム
製造法

電解法

イーゲー法

17.5 ~ 20 kWh/kg-Mg

ダウ法

13.5 ~ 15 kWh/kg-Mg

新電解法

13.5 ~ 15 kWh/kg-Mg

参考： Al ~ 14 kWh/kg

ピジョン法

ドロマイト＋フェロシリコン→還元
石炭 1.1 ~ 1.2kg/kg-Mg

マグネテルム法

ドロマイト＋フェロシリコン＋アルミナ→還元

熱還元法

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Magnesiumマグネシウムの製錬方法 －ピジョン法－

13

ドロマイト、マグネサイトを1000℃で煆焼（かしょう）
MgCO3・CaCO3 → MgO・CaO + 2CO2↑

フェロシリコンと混合し、真空中で1200℃で加熱
2MgO・CaO + Fe-Si → 2Mg (gas)↑ + Ca2SiO4 + Fe煆焼ドロマイトとフェロシリコンの混合ペレット

Mg

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Magnesiumマグネシウムの精錬方法 －電解法－

14

ダウ法

海水＋石灰水→水酸化マグネシウム↓
塩化水素を加え、脱水処理

MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl+4H2O→MgCl2・6H2O

700℃で溶融塩電解 MgCl2・6H2O→Mg(OH)Cl+HCl+5H2O→MgCl2+HCl+6H2O

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Magnesiumマグネシウムの精錬方法の比較

15

マグネシウム1ton当たりの原料の使用量
ドロマイト (t/t Mg)

フェロシリコン (t/t Mg)

石炭 (t/t Mg)

電⼒(kwh/t Mg)

ピジョン法（中国）

10.5-10.9

1.04-1.07

4.3-4.7

1000~1200

電解法

---

---

---

12,000~15,000

マグネシウム1ton当たりの初期投資額、操業コスト

初期投資(US$/t Mg)

操業コスト(US$/t Mg)

ピジョン法（中国）

3,000-3,200

1,960-2,160

電解法

10,000-17,000

1,980-2,530

ピジョン法： フェロシリコンの価格に原料価格が依存する。
多量のCO2を発生する。石炭→ ~15kg-CO2/kg-Mg
初期投資が安価。
環境負荷が大きいものの、初期投資が少なくて済むので中国がほぼ独占状態になる。
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AssociationJapanMagnesium日本のマグネシウム製錬の歴史（戦後）
社名
古河マグネシウム＝古河電気工業
中心の古河系７社＋本荘亜鉛工業所

設立（製錬開始）

年産能力

製法

１９５６年

第１期：１５０トン
１９５７年～：２０００トン
１９６０年～：３０００トン
最大：９０００トン

熱還元法（ドロマイト）16

熱還元法（水酸化マグネシウム）
宇部興産

１９６６年

１９６６年～：２０００トン
１９６７年～：５０００トン

宇部化学工業が海水からマグネシアクリンカーを製造しており、その中間体である水酸化マグネシウムを利用
セメント工場の大型キルンの余熱を利用する自家発電の余剰電力で電気炉を稼働

日本重化学工業

１９８５年

１９８７年～：５０００トン

熱還元法（ドロマイト）リサイクルの活発化：1950年～
朝鮮戦争勃発により、米軍航空機の修理業務が国内の基地で活発化。マグネシウム屑の払い下げを受けて、マグネシウム二次合金地金を再生し、鋳物、ダイカスト合金用や、防食アノードなどの用途に向けられた。

Japan Magnesium Association日本のマグネシウム製錬の歴史（戦後）

17

社名

操業停止

撤退理由

古河マグネシウム

１９８８年１２月（操業期間：1955-1988）◆設備老朽化◆円高◆ノルスク・ハイドロ社のカナダ製錬計画決定◆ロシア・中国からの輸入圧力

宇部興産

１９９４年９月（操業期間：1966-1994）◆１９９２年５月にオーストラリア・マグネシウム・プロジェクト（オーストラリア科学産業研究所、Queensland Metals Corp.,、Mount Isa Miningとのコンソーシアム）へ参画。
低コスト製造法の研究開発→実験プラント建設→年間６０，０００トンの大型プラン
ト建設 という計画だったが、１９９４年に同社、QMCが撤退。理由は、当初は自動車向け部品の需要増が見込まれたが、経済情勢変化により長期的展望が得られないと判断したため。
◆ロシア・中国からの輸入圧力

日本重化学工業

１９９１年（操業期間：1985-1991）◆設備上のアクシデント◆ロシア・中国からの輸入圧力

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世界のマグネシウムの生産量推移

18

世界のマグネシウムの90％近くを中国が生産。
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Magnesium世界のマグネシウム生産量（米国除く）

19

中国依存の状況を打破すべく、複数国で新規の製錬プロジェクトが計画されている。
しかし、量産までたどり着いたのは現時点ではトルコ（Esan）のみの模様。

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Magnesium世界のマグネシウムの需要と供給

20

アドバンスト・マテリアル・ジャパン社資料より

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Magnesiumマグネシウムの製錬方法の比較

21

マグネシウム1ton当たりの原料の使用量
ドロマイト (t/t Mg)

フェロシリコン (t/t Mg)

石炭 (t/t Mg)

電⼒(kwh/t Mg)

ピジョン法（中国）

10.5-10.9

1.04-1.07

4.3-4.7

1000~1200

電解法

---

---

---

12,000~15,000

マグネシウム1ton当たりの初期投資額、操業コスト

初期投資(US$/t Mg)

操業コスト(US$/t Mg)

ピジョン法（中国）

3,000-3,200

1,960-2,160

電解法

10,000-17,000

1,980-2,530

ピジョン法： フェロシリコンの価格に原料価格が依存する。
多量のCO2を発生する。石炭→ ~15kg-CO2/kg-Mg
初期投資が安価。
環境負荷が大きいものの、初期投資が少なくて済むので中国がほぼ独占状態になる。
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Magnesium中国でのマグネシウムの製錬の新しい動き

22

青海省塩湖マグネシウム業 (電解法）
チャルハン塩湖からのカリウム採取（1958～）

黄河からの電気

チャルハン塩湖

青海省

副産物としてのマグネシウム

電解法を用いたマグネシウムの精錬
10万ｔ/年40~60万ｔ/年
・コークスのコスト・副産物（PVC、塩素ガス）の生産コスト
・民営企業の整理

チャルハン塩湖
マグネシウム：40.6億ｔ

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Magnesium日本の供給量

23

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Magnesiumマグネシウム地金の価格推移

24

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Magnesium日本のマグネシウム需要

25

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Magnesiumマグネシウムの需要と供給のまとめ

26

・日本国内で操業レベルのマグネシウム製錬が途絶えてから２５年が経過しようとしている。
・マグネシウム地金需要の規模は世界で100万t、日本で4万tである。

・世界的に見ると、供給はコスト優位性から中国に大きく依存している状況（95％以上）。
・この状況を打破すべく、複数国が製錬プロジェクトを計画しているが、進んでいない模様。
・中国では青海省で電解法によるマグネシウム生産計画が進められていて、この計画が実現した場合、現状の世界生産の約40％に達する規模で、中国の寡占化がさらに進むことになる。
・中国以外では、日本は、トルコ、イスラエル、ロシアからの純マグネシウムを輸入しているが、今のところ中国依存に大きな変化は認められない。
・世界のマグネシウム需要は伸びており、今後も自動車用途がけん引する形での成長が期待されている。
・一方で、国内需要は横ばいである。
Japan Magnesium Association

27

日本におけるマグネシウム製品の事例

Japan Magnesium Association日本のマグネシウムの用途の比率

28

Mg製品は全体の約20%
Japan
MagnesiumAssociation
Association
JapanMagnesium

29

マグネシウムの振動吸収特性

29

アルミとマグネシウムの振動吸収性比較Japan Magnesium Association

30

振動吸収性を利用したアプリケーション

30

Hi-Fiスピーカーの振動板にマグネシウム合金を採用

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振動吸収性を利用したアプリケーション

31

マグネシウム箔を利用した音響ケーブル（ＴＩＧＬＯＮ）

マグネシウムワイヤーを芯に利用した音響ケーブル（JFSsounds）

31Magnesium Association
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32

マグネシウムの電磁波シールド特性

マグネシウムの凹み特性

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33

耐くぼみ、電磁波シールド性を利用したアプリケーション

33

ノートパソコン筐体

デジタルカメラ筐体アタッシュケース

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34
34

自動車のアプリケーション

ダッシュパネルインスツルメントパネル
ルーフフレーム
パドルシフトレバー

エアバックプレート
シートフレーム

ステアリングホイール

インナードアフレーム

オイルパン

インテークマニホールド
シリンダーヘッドカバー

ホイール

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35

Japan Magnesium Association

36

Japan Magnesium Association

各自動車会社：
ハンドル芯金37

効果：①高じん性合金②エアーバックなどを装着③軽量化④優れたハンドリング⑤リサイクル性・ハンドル芯金
・寸法：360mm径

車種：Smart他多数

・Mg重量： 1.25kg
・加工法：ダイカスト

加工メーカー：Takata-Petri

・合金：AM60B

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38

ルノーサムスン、世界初のマグネシウム自動車板材の開発

38

ルノーサムスンとポスコは2012年1月から2014年8月まで約1年7ヶ月に渡って20億ウォンの研究費を共同出資した。

開発したマグネシウム板材部品の重量は、3.6kgであった既存の鋼製部品の重量を、61％（2.2kg）減らした1.4kgである。
自動車の重量が100㎏減少すると、走行距離100㎞当りの燃料消費量0.5ℓ削減、走行距離1㎞当りのCO2排出量も約11.65g減る。

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39◆パリ・モーターショー◆
・ルノーEOLABコンセプトカー、 ルーフにマグネシウム合金圧延板を採用。
・1Lで100kmを走行。1000CC、３気筒エンジンハイブリッド車。車体重量400kg。

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4040◆トーキョー・モーターショー◆
・自動車用の内装品（スピーカー、アンプ）、ミラーフレームにマグネシウム合金を採用。アンプには押出形材を使用。

Mirror Frame

Speaker Parts

Power-amp
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41

二輪車の使用例：ヤマハ発動機

41

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4242

自転車の使用例

クランプ
自転車フレーム

YS
(Mpa)

EL
(%)

AZ61295

12

A2014-T4427

20

Super Mg

428

29

スタンド

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4343

A340-500に使用されるマグネシウム合金EL21の燃料コネクター鋳造部品小型旅客機の方向舵ペダル
・マグネシウム合金AZ91Dダイカスト製
・従来のアルミ製に比べ35%軽量化
Japan Magnesium Association

マグネシウム製品（需要）の今後

44

今後の需要の伸びが期待されているものに自動車向けダイカスト製品がある。パワートレイン系部品や、電気自動車（以下EV）化に際して車体の軽量化が重要な課題となっていることで、その他各種部品のマグネシウム化が進むことによりさらなる軽量化が実現できるため、燃費向上に大きく寄与することが期待されている。（近年は、生産拠点の海外移転が進展している関係で減少）

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45

日本におけるマグネシウムのリサイクル状況

Japan Magnesium Association

46⇒Al合金としてリサイクル国内回収量（再生塊）に関する統計値が無いため、リサイクル率は０％となる。
実際は、ダイカストや鋳物ではリサイクルされているものと考えられる。
鉱物資源マテリアルフロー 2018よりJapan Magnesium Association

47

マグネシウム合金の国内における再生

2011年 日本マグネシウム協会調べ

溶解炉
（ｔ）

台数
（基）

実情生産能力（ｔ）

フル生産能力（ｔ）

1

44,0006,000

0.8

12.5

21,5002,400：二島

221,5002,400

中央工産㈱：小山

111

1,200

5,000

会社名
丸平産業㈱：岩槻
日本金属㈱：岩手

矢花商店：栃木

現在未稼働

小野田・森村：土岐

133,000

6,000

日本マテリアル㈱：土岐

1.6

12,0002,500

13,20024,300

上記の調査時から国内需要に大きな変化ないため、現在も国内の地金再生状況にも大きな変化はないものと考えられる。

Japan Magnesium Association

マグネシウムのリサイクルにおける課題

課題
切粉

市中スクラップの回収
付着物・塗装炉前溶湯清浄度評価方法

48

理由

作業性（付着した切削油が溶解時に煙になる）
安全性（表面積が広い分、酸素と反応しやすい）（溶解）歩留まりが低下する
システムが未確立
不純物（耐食性を低下させる）元素が混入する
合金種毎に分離できない（合金の成分規格から外れる）
煤煙の発生
不純物（耐食性を低下させる）元素が混入する方法が未確立（品質の安定化）

Japan Magnesium Association

マグネシウムのリサイクルにおける課題の解決の例（切粉）

49

産総研・素形材センターの研究成果「マグネシウム鍛造部材技術開発プロジェクト」事後評価分科会 資料７－３ よりJapan Magnesium Association

マグネシウムのリサイクルにおける課題（合金の分離）

50

JIS H2222 ダイカスト用マグネシウム合金地金
AlZn

Zr

Mn

REY

Ag

SiCu

Ni

Fe

その他個々

AZ91B

8.5-9.5

0.45
-0.9-

0.15
-0.40

---

0.20以下0.25以下0.01以下0.03以下0.05以下

AZ91D

8.5-9.5

0.45
-0.9-

0.17
-0.40

---

0.08以下0.025以下

0.001以下

0.004以下

0.01以下AM60B

5.6-6.4

0.20以下

-0.26
-0.50

---

0.08以下0.008以下

0.001以下

0.004以下

0.01以下

AS41B

3.7-4.80.10以下-

0.35-0.6---

0.60-1.4

0.015以下

0.001以下

0.0035以下

0.01以下AM50A

4.5-5.30.20
以下-

0.28-0.50---

0.08以下0.008以下

0.001以下

0.004以下

0.01以下AM20A

1.7-2.50.20以下-

0.35-0.60---

0.05以下0.008以下

0.001以下

0.004以下

0.01以下

AS21A

1.9-2.50.20以下-

0.2-0.6--

0.7-1.2

0.008以下

0.001以下

0.004以下

0.01以下AM ⇒ （成分的には）種々の合金に戻し（入れ）やすい。
AZ ⇒ 亜鉛があるのでAMには戻しにくい。
AS（耐熱合金） ⇒ シリコンが多いので、AS系にしか戻せない。
AZX（展伸材系合金） ⇒ Ca添加型にしか戻せない。
希土類添加型（鋳造・展伸材系合金） ⇒ 希土類添加型にしか戻せない。

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マグネシウムのリサイクルにおける課題の解決の例（合金の分離）

51

産総研・素形材センターの研究成果「マグネシウム鍛造部材技術開発プロジェクト」事後評価分科会 資料７－３ よりJapan Magnesium Association

マグネシウムのリサイクルにおける課題（炉前溶湯清浄度評価手法）

52

アルミニウムでは、日本軽金属㈱が開発した。Ｋモールド法と呼ばれる方法が良く知られている。
これは、アルミニウム製の鋳型に溶湯を鋳込み、凝固後に得られた短冊状の試験片をハンマーなどで５，６片に割り、その破面に現れた介在物の数を求める方法である。

K値 ＝ 介在物数 ／ 観察試片数
ランク

K値

清浄度の判定鋳造可否の判定

A<0.1

清浄な溶湯鋳造してもよい

B

0.1~0.5

ほぼ清浄な溶湯

鋳造してもよいが、出来れば処理した方が良いC

0.5~1.0

やや汚れている溶湯処理の必要あり

D

1.0～10

汚れている溶湯同上

E>10

著しく汚れている溶湯同上

マグネシウムはハンドリングによって、介在物が変化しやすく、安定した評価が難しいことから、上記のような業界で幅広く使用されている評価手法というものが存在しない。
そのため、マグネシウムでは（品質が安定した）新地金のみを用いる場合も多い。
中国からの新地金が安いことも大きな理由。

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まとめ53

日本のマグネシウム製品はダイカストが主。
今後、自動車の軽量化要求はますます厳しくなるため、マグネシウムの需要も増えていくことが予想されている。
一方で、自動車では特にLCA（Life Cycle Assessment）、コストが厳しく問われる。
最新の製法では、製造にかかわる環境負荷はアルミニウムと差がないともされるが、一般的にはマグネシウム製造の環境負荷は大きいと思われている。こうしたユーザーの古い知識を更新していく試み※が重要である。
より環境負荷の小さいマグネシウムの製錬法が期待されている。
リサイクルの高度化はマグネシウムのLCA、コストの両方を良化させるため、必須である 。
マグネシウムの国内市場を拡大するためにはリサイクルだけでなく、各種標準化・規格の整備や表面処理・接合技術の開発など、他の材料に比べて遅れている部分を網羅的に推進していく必要がある。こうした試みは個社では難しく、マグネシウム協会を中心とした業界全体で取り組んでいくべきである。

※：例えば、アルミニウム協会のサイトでは、アルミニウムのLCAに関するデータが公開・更新されている。

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