金屬銦提取回收技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埇F(xiàn)狀分析及發(fā)展對策研究

李義芬

（廣西科學(xué)技術(shù)情報研究所，廣西 南寧530022）

1 概述

銦（Indium）是一種全球分布極不均衡的稀散金屬，主要應(yīng)用于電子工業(yè)、航空航天、合金制造等高科技領(lǐng)域，尤其在液晶顯示行業(yè)，全球約75%的銦都用于生產(chǎn)液晶平板顯示器所需的銦錫氧化物（ITO），銦已成為現(xiàn)代電子工業(yè)中最重要的支撐材料之一。銦沒有獨立的礦床，主要伴生在鋅、鉛等礦中。除了從伴生礦物中提取原生銦外，從含銦廢料中回收再生銦也是銦材料的來源之一。一般來說，原料中銦含量大于0.002%就有提取回收價值。根據(jù)銦的來源不同，其提取回收方法也不盡相同。第一是從含銦伴生礦物中提取、分離銦。原生銦90%來自鉛鋅冶煉廠副產(chǎn)物，主要從鉛、鋅、銅的冶煉浮渣、熔渣、煙塵及陽極泥中通過富集加以回收，通常的工藝技術(shù)有：溶劑萃取、酸浸萃取、萃取電解、氧化造渣、金屬置換、電解富集、離子交換、電解精煉等。第二是從含銦廢材料（ITO廢靶材）中回收銦。銦的第一消費領(lǐng)域是ITO濺射用靶材，約占75%，從ITO生產(chǎn)廢料和含銦廢舊電子產(chǎn)品中回收金屬銦，也是銦的主要來源之一。銦作為一種不可再生的戰(zhàn)略性金屬資源，在金屬銦總儲量不變但市場需求不斷增加的情況下，提高銦從礦物中的提取率及從含銦廢棄物中的回收率，是解決當(dāng)前乃至今后銦資源匱乏的有效途徑之一。

銦提取回收領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的發(fā)展水平代表了該技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和科技水平。而專利分析則是基于專利數(shù)據(jù)，對該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢、區(qū)域分布、競爭對手、法律狀態(tài)等方面進(jìn)行分析，形成專利情報，可使企業(yè)提早且合法地消化吸收競爭對手的技術(shù)并在此基礎(chǔ)上研發(fā)出新的技術(shù)，從而在市場競爭中贏得主動。從長遠(yuǎn)來看，加強對專利信息分析也是國內(nèi)企業(yè)突破國外來華專利重圍的一個重要方向。中國是世界上最大原生銦生產(chǎn)國和銦消費國，因此，對銦提取回收技術(shù)領(lǐng)域的中國專利進(jìn)行分析，找出該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢、技術(shù)熱點、技術(shù)空白點、技術(shù)瓶頸和主要競爭對手等，促使該領(lǐng)域的企業(yè)和院所進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，研究開發(fā)出新的銦提取、分離、回收技術(shù)，形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)優(yōu)勢，對提高不可再生銦資源的提取率、回收率和利用率，甚至對整個銦材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都將具有重要的意義。

2 金屬銦提取回收技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠F(xiàn)狀分析

本文以國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利數(shù)據(jù)庫為檢索對象，在1985年9月至2012年10月時間范圍內(nèi)，檢索到相關(guān)中國專利156件，采用北京中獻(xiàn)智泉信息技術(shù)有限公司的專利信息分析系統(tǒng)（PIAS3.1版），對我國金屬銦提取回收技術(shù)領(lǐng)域的中國專利進(jìn)行了分析。

2.1 專利申請態(tài)勢分析

我國有關(guān)銦提取回收的專利申請可分為兩個階段。第一階段為1987～2001年，我國首件銦提取回收的專利出現(xiàn)在1987年，從1987年至2001年，除1987年、1997年、1998年、1999年各有1件專利申請外，其他年份有關(guān)銦提取、分離、回收的中國專利申請均為0，當(dāng)時我國幾個銦資源大省，靠著銦資源儲量的優(yōu)勢，在銦提取分離回收等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新不多，沒有憂患意識，也沒有技術(shù)保護(hù)意識，幾乎都沒有申請專利保護(hù)。第二階段是2002年以后，隨著金屬銦在高新電子領(lǐng)域尤其是在液晶顯示領(lǐng)域需求的劇增，國內(nèi)幾大銦生產(chǎn)公司開始出現(xiàn)競爭，尤其是日本等國外公司開始在中國申請相關(guān)專利后，才激發(fā)了國內(nèi)相關(guān)公司、院所等開始申請專利保護(hù)自己的技術(shù)，到2009年該技術(shù)領(lǐng)域的專利申請達(dá)到了峰值，為34件／a。2009年以后專利申請量下降，并不一定代表著實際的專利申請量下降，而是由于我國專利法規(guī)定，發(fā)明專利一般自申請日起滿十八個月才予以公布，專利的公開比申請有所滯后，故2010年、2011年公開的專利數(shù)據(jù)不能反映當(dāng)年的實際專利申請情況，見圖1。

2.2 專利申請地域分析

在相關(guān)中國專利申請地域分布方面，排名前六的分別為：湖南、云南、廣西、日本、江蘇和廣東。湖南省銦礦藏資源儲量不如云南、廣西，但在金屬銦提取分離回收相關(guān)中國專利申請方面，專利申請量卻最多，達(dá)45件；銦儲量較少的江蘇省，有關(guān)專利申請量亦達(dá)15件，其專利主要集中在再生銦的回收方面，即從含銦廢料中回收銦；廣東省相關(guān)專利申請量為11件，主要是進(jìn)行原生銦的提取，且大多數(shù)是在廣東韶關(guān)進(jìn)行生產(chǎn)；日本來華相關(guān)專利申請達(dá)到了18件，在該領(lǐng)域其專利主要集中在再生銦的生產(chǎn)，即從含銦廢料（如ITO廢料）中回收金屬銦，見圖2。

圖1 銦提取回收技術(shù)中國專利申請趨勢圖

圖2 區(qū)域?qū)＠暾埩繄D

2.3 國內(nèi)專利和國外來華專利申請分析

在檢索到的156件相關(guān)中國專利中，國內(nèi)專利申請136件，國外來華專利20件，占12.8%，其中日本在華申請相關(guān)專利就有18件，在該領(lǐng)域日本第一件來華專利申請出現(xiàn)在2005年。在國內(nèi)專利申請中大多數(shù)主要集中在原生銦提取分離生產(chǎn)粗銦產(chǎn)品方面，只有江蘇省的少數(shù)專利提到從含銦電子廢料中回收金屬銦；在國外來華專利中，大多數(shù)集中在從含銦廢料（ITO廢靶材）中回收銦，尤其是日本，其18件來華專利申請中，就有14件是有關(guān)從含銦廢料中回收金屬銦的專利。

從以上分析可知：第一，從2005年開始國外一些企業(yè)開始來華申請相關(guān)專利，“狼來了”的同時，也促進(jìn)了我國相關(guān)專利的申請。第二，由于銦資源的不斷消耗，原生銦資源逐步趨于枯竭，從含銦廢料中回收金屬銦已成為全球的共識，日本趁中國還在守著原生銦資源全球儲量第一這一光環(huán)的時候，開始來我國布置相關(guān)從含銦廢料中回收金屬銦的專利，為搶占中國這一領(lǐng)域市場布下專利陷阱。第三，來華專利的申請，尤其是日本從含銦廢料中回收金屬銦專利的申請，也促使我國相關(guān)公司企業(yè)在這方面加大了研發(fā)力度，在從含銦廢料中回收金屬銦方面申請了系列專利。

2.4 相關(guān)專利法律狀態(tài)分析

在所檢索到的156件專利中（包括發(fā)明專利和實用新型專利），授權(quán)專利69件，占44%；公開專利54件，占35%；無效專利33件，占21%，見圖3。在該技術(shù)領(lǐng)域，授權(quán)專利所占比例不到一半，無效專利過多，且在33件無效專利中，全都為國內(nèi)專利，國外來華20件專利申請中沒有無效專利，其法律狀態(tài)均處于授權(quán)或公開狀態(tài)?？梢姡覈谠摷夹g(shù)領(lǐng)域申請的專利總體上質(zhì)量不高，無效專利多，授權(quán)率低，尤其是一些個人申請的專利，只顧專利的量而沒有重視專利的質(zhì)。

圖3 相關(guān)專利法律狀態(tài)分析圖

3 金屬銦提取回收領(lǐng)域?qū)＠暾埓嬖诘闹饕獑栴}分析

3.1 銦資源儲量與銦提取分離回收專利產(chǎn)出不成比例據(jù)文獻(xiàn)報道，在我國銦資源儲量排名前五的省

份分別是云南（占40%）、廣西（占31.4%）、內(nèi)蒙古（占8.2%）、青海（7.8%）、廣東（7%），而在檢索時間范圍內(nèi)，檢出的相關(guān)專利數(shù)量分別是云南（25件）、廣西（23件）、內(nèi)蒙古（0）、青海（3件）、廣東（11件），而在銦資源儲量未列入全國前五的湖南省、江蘇省，相關(guān)專利產(chǎn)出分別達(dá)到了45件和15件，尤其是湖南省，相關(guān)專利產(chǎn)出更是名列全國第一。另據(jù)文獻(xiàn)報道，中國銦的生產(chǎn)主要集中在湖南（株洲、郴州、湘潭）、廣西（柳州、南丹）、江蘇（南京）、廣東（韶關(guān)）、云南和遼寧，其中湖南原生銦產(chǎn)量最大，而江蘇則再生銦產(chǎn)量第一。作為銦資源儲量全國第一第二的云南廣西，相關(guān)專利產(chǎn)出數(shù)量比湖南省少，原生銦產(chǎn)量也低于湖南。

3.2 原生銦提取研究較多，再生銦回收研究較少

從湖南、云南、廣西、廣東等省申請的專利可以看出，這些專利基本上是圍繞從伴生礦物中提取分離金屬銦，即進(jìn)行原生銦的生產(chǎn)。我國銦資源儲量全球第一，正是因為靠著銦儲量優(yōu)勢，多年來，我國的銦生產(chǎn)企業(yè)對原生銦的提取生產(chǎn)研究較多，大多數(shù)都是從含銦礦物中進(jìn)行原生銦的提取生產(chǎn)（銦的上游加工產(chǎn)業(yè)），再將銦錠（粗銦）出口國外，再由日本等國外企業(yè)生產(chǎn)含銦高端電子產(chǎn)品出口到我國。我國是銦資源儲量大國，同時也是銦資源消耗大國，含金屬銦的電視、手機、電腦等的液晶顯示屏我國消費量全球第一，但從含銦廢料（廢ITO靶材、廢電子產(chǎn)品等）中回收銦的研究與應(yīng)用我國目前還是較少，從專利檢索結(jié)果來看，目前只有江蘇省的極少數(shù)企業(yè)和個人申請有一些相關(guān)專利，在從含銦廢料中回收金屬銦方面，倒是日本的企業(yè)在我國申請了較多的相關(guān)專利。

3.3 專利申請競爭激烈，但在專利申請數(shù)量上優(yōu)勢不明顯

從檢索到的專利數(shù)量和分布來看，在原生銦提取方面的競爭主要集中在湖南、云南、廣西、廣東等的幾家企業(yè)和院校之間，但各企業(yè)和院校在專利申請數(shù)量上優(yōu)勢不明顯，單個企業(yè)或院校在該技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量均不超過10件，沒有形成專利申請的壟斷局面，且在廣西出現(xiàn)了較多以個人名義申請的非職務(wù)發(fā)明專利。在再生銦提取回收方面，國內(nèi)以江蘇省最有競爭優(yōu)勢，其中的個別企業(yè)申請了系列從含銦廢料中回收銦的專利，是我國主要的再生銦回收生產(chǎn)企業(yè)，再生銦產(chǎn)量位居全國第一，目前其在國內(nèi)其最大的專利申請競爭對手是日本企業(yè)，和國外企業(yè)相比，我國在該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和專利申請還得加強。

4 基于專利分析角度，對金屬銦提取回收行業(yè)的發(fā)展提出一些對策建議

4.1 加強技術(shù)創(chuàng)新，提高銦提取回收領(lǐng)域的專利產(chǎn)出率和銦資源利用率

我國金屬銦儲量世界第一，含銦電子產(chǎn)品消費量也第一，故無論是原生銦或再生銦，我國都是銦資源大國。銦作為一種不可再生的資源，做為伴生礦物沒有獨立的礦床，過去我國在礦產(chǎn)開采加工過程中只是注重鋅、鉛、銅、錫等大含量金屬的提取，而對伴生的低含量金屬銦的提取重視不夠，雖然一些銦生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)提取分離金屬銦，但多數(shù)只是傳統(tǒng)簡單地從伴生礦中提取分離銦，技術(shù)含量不高，提取率低，造成銦資源浪費較嚴(yán)重。對于再生銦的回收，我國也是處于起步階段，且該領(lǐng)域的一些技術(shù)也被國外企業(yè)來我國布置了專利陷井，處于較被動的局面。因此，要提高金屬銦的提取率、回收率和利用率，國家應(yīng)采取一系列措施鼓勵銦加工企業(yè)加強研發(fā)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)出專利，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，掌握銦提取回收核心技術(shù)，從而提高有限銦資源的利用率。

4.2 組建銦產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加大銦深度加工力度，延長銦材料產(chǎn)業(yè)鏈

我國目前有100多家銦廠，約95%的生產(chǎn)廠家年生產(chǎn)量都在1～5t左右，且多數(shù)只能加工銦粗級原料產(chǎn)品，主要向國外出口技術(shù)含量低的粗銦和銦錠，其中80%出口到日本和韓國。同時這些中小企業(yè)又因資金缺乏，迫于生存的壓力，競相壓價出貨，造成我國銦資源大量低價流失。而日本、韓國等國家，通過進(jìn)口我國的粗銦和銦錠，利用在銦深加工方面絕對的技術(shù)壟斷優(yōu)勢，生產(chǎn)出銦的最終高端電子消費產(chǎn)品，再進(jìn)入我國，占據(jù)銦產(chǎn)品的高端市場，從而形成了目前我國銦低水平發(fā)展的循環(huán)陷井。

針對上述情況，第一，我國很有必要通過組建銦產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建立我國銦資源的戰(zhàn)略儲備和商業(yè)儲備，改變過去企業(yè)單打獨斗的局面，統(tǒng)一口徑對外出口；第二，加大對銦產(chǎn)業(yè)深加工技術(shù)的研發(fā)投入，把銦深加工技術(shù)作為國家重點應(yīng)用研究項目立項，集中國家的人力和財力，進(jìn)行重點攻關(guān)研究，實現(xiàn)銦深加工技術(shù)突破，掌握銦深加工產(chǎn)品的核心技術(shù)，自行生產(chǎn)ITO靶材、高端電子產(chǎn)品等，扭轉(zhuǎn)只會出口粗銦產(chǎn)品的局面，從而延長銦產(chǎn)業(yè)鏈，使我國銦資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)殂煯a(chǎn)品優(yōu)勢。廣西已于2007年組建了廣西銦谷有色金屬交易中心，并在銦深加工ITO靶材生產(chǎn)方面具有了一定的基礎(chǔ)，故我國應(yīng)該在一定程度上主動改變只生產(chǎn)和出口粗銦的發(fā)展思路，進(jìn)一步發(fā)展銦深加工產(chǎn)業(yè)，帶動我國ITO靶材的國產(chǎn)化生產(chǎn)，這也是對我國家電和液晶顯示器等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大力支持。

4.3 加強從含銦電子廢料中回收再生銦的研究

我國是銦資源大國，同時也是銦產(chǎn)品消費大國，消費產(chǎn)品主要是高端電子產(chǎn)品如液晶顯示器等。銦的再生資源主要有ITO靶材廢料、半導(dǎo)體切磨拋廢料、半導(dǎo)體廢器件、含銦合金加工廢料、含銦廢儀器、硒鼓、鍺和硒整流器等。在目前全球銦礦資源匱乏的情況下，從含銦廢料中提取回收再生銦已成為了全球的共識，日本對銦的回收率已達(dá)到了70%。我國再生銦資源的回收利用研究起步較晚，從檢索到的專利申請來看，主要集中在江蘇省和日本來華申請的相關(guān)專利，廣西也有一些從事再生銦回收利用的企業(yè)，但尚未見有該方面的專利申請。日本已來我國申請了系列再生銦回收專利，其主要目的就是在原生銦資源枯竭前我國銦企業(yè)還未意識到銦資源危機的時候，即來我國布下再生銦回收技術(shù)方面的專利陷井。作為銦資源大國和銦消費大國，我們應(yīng)從銦資源長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略考慮，在生產(chǎn)原生銦的同時，要大力加強再生銦回收技術(shù)的研究與應(yīng)用，借鑒日本等的做法，申請系列再生銦回收專利，為今后進(jìn)行再生銦回收生產(chǎn)打下專利技術(shù)基礎(chǔ)。

［1］ 伍贈玲.銦的資源、應(yīng)用與分離回收技術(shù)研究進(jìn)展［J］.銅業(yè)工程，2011（1）：25－30.

［2］ 李俊萌.中國銦工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀［J］.中國金屬通報，2009（40）：36－37.

［3］ 韋巖松，張燕娟，覃全倫，等.廣西銦資源及產(chǎn)業(yè)綜述［J］.南方國土資源，2008（1）：31－33.

［4］ 陳原，廖錦成.發(fā)揮資源優(yōu)勢 打造河池強勢銦產(chǎn)業(yè)［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009（31）：59－60.

［5］ 韓旗英，白煒.從ITO靶材廢料中回收提取金屬銦工藝的研究［J］.湖南有色金屬，2009，25（5）：32－36，52.

［6］ 李俊萌.銦產(chǎn)業(yè)：信息時代的朝陽產(chǎn)業(yè)［J］.中國有色金屬，2009（18）：40－41.

［7］ 鄒俊義.支持我國銦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策研究［J］.有色金屬加工，2007，36（6）：1－3，32.

［8］ 李俊萌.中國銦工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀［J］.中國金屬通報，2009（40）：36－37.

［9］ 李有桂，王輝，張文立.廢棄LCD中銦回收的研究進(jìn)展［J］.淮南師范學(xué)院學(xué)報，2010，12（5）：1－2.

［10］ 劉大春，楊斌，戴永年，等.云南省銦資源及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展［J］.廣東有色金屬學(xué)報，2005，15（1）：1－3.

［11］ 柳州高新區(qū).發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)打造中國銦谷（新華網(wǎng)廣西頻道，www.GX.xinhuanet.com，2007－07－26）

［12］ 2008～2010年中國金屬銦市場調(diào)研及前景預(yù)測分析報告［EB／OL］慧典市場研究報告網(wǎng)，http：∥www.hdcmr.com／17763.html.