北大東島のリン鉱山
また北大東島のリン酸礬土鉱を原料としたアルミニウム製造についての実用化の目途が立ったため、大日本製糖は1937年に日東化学工業を設立し、八戸工場を建設して北大東島のリン酸礬土鉱の処理を行うようになった。北大東島のリン鉱山は1942年には産出量7万トンを超え、ピークに達した。しかし戦況が悪化する中で1943年後半以降は海上輸送が難しくなり、鉱山経営も困難となる。
戦後は沖縄を支配した琉球列島米国軍政府直轄による鉱山経営が行われた。米国軍政府は重機を北大東島に持ち込んでリン鉱石採掘を行ったが、重機による大規模な採掘の結果、リン鉱石の品位が低下して販売不振となり、1950年、閉山に追い込まれた。採掘総量は約77万4000トンであった。その後再開の話も出たものの実現することは無かった。閉山後、鉱夫らが生活していた地域は早い段階でさびれていったが、社員らが生活していた社宅街を中心として鉱山関連の建物は残った。
日本国内のリン鉱山は数少なく、北大東島とともに本格的なリン鉱山があった沖大東島は、戦後米軍の射爆場となって鉱山関連の遺構はほぼ残っていない。日本でほぼ唯一とされる北大東島のリン鉱山遺跡は、2005年から2007年にかけて鉱山関連の建物が登録文化財として登録され、2007年度には経済産業省から近代化産業遺産の認定を受けた。そして2017年には「北大東島燐鉱山遺跡」として史跡に指定された。北大東村ではリン鉱山遺跡の保存、活用が村の地域づくりの一環として進められている。
やがて妻帯する鉱夫が増えていくと、宿舎の周辺には鉱夫用の住まいも増えていき集落化していく。この集落を当時の東洋製糖北大東島出張所長が「大正村」と命名した。やがて鉱山が発展するにつれて鉱夫の住宅は社宅街の北側にも広がっていき、社宅街北側の鉱夫集落のことを当時の東洋製糖社長の名を取って「下坂村」と呼ぶようになる。そして港周辺に発展した社宅街ばかりではなく、「大正村」、「下坂村」を含めたリン鉱山関係者生活空間全体のことも「燐鉱山」と呼ぶようになった。なお鉱夫宿舎は独身鉱夫用であり家族用宿舎が整備されることは無く、家族持ちの鉱夫は茅葺きの小屋掛けで生活していた。
会社は鉱夫たちが住む宿舎近くに共同浴場を整備し、鉱夫以外の住民にも無料で開放していた。浴場は入浴順が定められていて、子ども、一般の大人、そして鉱夫の順番であった。水が乏しい環境であるため風呂のお湯は雨水を集めて沸かしており、浴場付近の傾斜地を利用した雨水の集水施設を設けていたが、やはり夏季の渇水時などには毎日の営業は出来なかった。
海鳥の糞が堆積し、固化したものをグアノと呼ぶ。堆積した糞は風化作用を受けて揮発性、可溶性の成分が失われて、まずはリン酸質グアノとなる。更に風化作用が進むとリン酸質グアノ内のリン酸が流出し、基盤の岩石と反応してリン鉱石となっていく。グアノ由来のリン鉱石は基盤の岩石が石灰岩の場合はリン酸石灰鉱、一方、基盤がケイ酸塩岩の場合にはリン酸鉄礬土鉱が形成される。北大東島のリン鉱石は主にリン酸鉄礬土鉱のリン鉱石であり、他にはパラオ諸島のペリリュー島などで見られる。
北大東島のように基盤岩がケイ酸塩岩の場合、リン酸質グアノから流出したリン酸はアルミニウム、鉄系の様々な形態の交代鉱床を形成する。リン酸鉄礬土鉱のリン鉱床は火山島や火山島に発達した環礁、また火山灰に覆われた石灰岩の島や火山の噴出物が流入した島などで形成されると考えられている。北大東島の場合、石灰岩の風化によって形成されたテラロッサと島外からもたらされたと考えられる火山性の軽石由来の砂に、リン酸質グアノから流出したリン酸が反応して形成された交代鉱床であると考えられている。
リン酸三石灰の鉱床は太平洋の島々や北アメリカ大陸、アフリカ大陸などに大規模な鉱床があるのに対して、リン酸鉄礬土鉱のリン鉱床は数少ない上に規模も小さいが、北大東島の鉱床は比較的規模が大きい。
一方、リン酸アルミナ肥料は植物の根毛から分泌されるクエン酸などに溶解してから作用するため、即効性では劣るものの水によるリン酸分の流失の恐れが少なく、水田などで利用しやすいというという特徴があった。
リン酸礬土鉱の利用の目途が立ったと判断した東洋製糖は新たに大成化学工業を設立した。大成化学は1920年2月、リン酸礬土鉱を用いた製肥法の特許を取得し、東京府下に工場を設け肥料製造、販売を開始した。リン酸アルミナは当初、製品に欠陥があり、また不況の影響も受けて製造販売ともに振るわなかったが、次第に販路が拓けるようになり、リン酸礬土鉱の需要も増大していった。
また北大東島のリン酸礬土鉱の特徴としてリン酸の含有量が多く、良質鉱では50パーセントを超えるものもあった。また成分的にも電気分解によるリンの分離が比較的容易で電力の消費が少なく済むため、純リンの製造に適していた。そこで1920年6月からはリンの製造業者へのリン酸礬土鉱の販売も始められた。前述のように北大東島のリン酸礬土鉱で製造された純リンは主にマッチの製造に用いられた。
そして北大東島のリン酸礬土鉱の利用法として研究が進められたのがアルミニウム原料としての利用であった。北大東島のリン酸礬土鉱はケイ酸や鉄の含有量が少なく、一般的にアルミニウムの原料とされていたボーキサイトよりもアルミニウム製錬に有利であるとして、アルミニウム製錬の実用化に向けての研究が進められた。