宋娜 杜文成
摘 要:難溶性含鉀巖石的開發(fā)和利用對提高我國鉀肥產(chǎn)能,保障糧食生產(chǎn)安全有重要意義。該文圍繞難溶性含鉀巖石生產(chǎn)鉀肥技術(shù),通過專利數(shù)據(jù)庫和專利分析系統(tǒng),統(tǒng)計了本行業(yè)相關(guān)的專利數(shù)據(jù),并對其進行了各種指標的分析,從而揭示了該技術(shù)領(lǐng)域中一些非常有價值的情報信息,為科研立項、課題選擇、產(chǎn)品攻關(guān)、建立知識產(chǎn)權(quán)預警制度等提供一定參考。
關(guān)鍵詞:專利 難溶性含鉀巖石 鉀肥技術(shù) 分析
中圖分類號:P619 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)06(a)-0039-02
我國人口約占世界總?cè)丝诘?9%,但耕地面積僅為世界總量的7%左右,必須通過施用化肥等方式大力提高糧食產(chǎn)量[1]。我國嚴重缺少常規(guī)生產(chǎn)鉀肥的可溶性鉀資源,因此鉀肥產(chǎn)量僅為最低需求的50%左右,缺口達到500萬噸以上。與此同時,我國難溶性鉀資源極其豐富,儲量達百億噸以上,僅貴州銅仁一地遠景儲量就有50億噸左右,因此開發(fā)利用難溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥的意義就十分巨大。
要想大規(guī)模開發(fā)難溶鉀性資源,除了需要在技術(shù)上有可行性之外,在經(jīng)濟上同樣需要有可行性,而最能代表實用技術(shù)水平的就是發(fā)明專利。專利是反映科技發(fā)展及其應用最新動態(tài)的情報文獻,據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計,95%的科研成果是通過專利文獻的形式公布的。[2]因此要充分認識我國在難溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥領(lǐng)域的處境和地位,就必須從專利分析入手,全面了解其技術(shù)發(fā)展趨勢、專利布局特點、重點創(chuàng)新機構(gòu)、核心技術(shù)分布等創(chuàng)新資源。本文對相關(guān)專利進行了檢索和分析,希望能幫助我國研發(fā)人員開拓創(chuàng)新思路突破核心技術(shù),引導企業(yè)制定合理的專利策略,并在此基礎(chǔ)上制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略。
1 數(shù)據(jù)來源與分析方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
本研究數(shù)據(jù)來源以佰騰中國專利數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源,利用主題詞檢索的方法,檢索并下載了1985-2014年期間國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的難溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥技術(shù)發(fā)明專利,共計248件。檢索策略為:ad:([1985 to 2015]) and ab:(難溶鉀or不溶鉀or鉀長石or鉀礦or鉀巖) and ic2:(C05*)。
1.2 研究方法
對檢索結(jié)果的標題、摘要、申請人、申請日、以及專利分類號等必要的字段進行了保存和數(shù)據(jù)加工。利用佰騰專利統(tǒng)計分析系統(tǒng)對其進行數(shù)據(jù)清洗整理、數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析。數(shù)據(jù)下載截止日期是2014年12月31日。由于發(fā)明專利從申請到公開一般需要十幾個月的時間,因此2013-2014年的數(shù)據(jù)僅供參考。
2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果與討論
下面分別對1985-2014年我國難溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥技術(shù)發(fā)明專利的年度分布、地區(qū)分布、區(qū)域IPC、發(fā)明人等情況進行分析。
2.1 專利數(shù)量年度分布
如圖1所示,我國從20世紀60年代初起就有了利用鉀長石制鉀肥的研究,因此在《中華人民共和國專利法》頒布實施的1985年就已經(jīng)出現(xiàn)了2件相關(guān)發(fā)明專利;從1985年到2000年的16年間,鉀肥施用量缺口較小,相關(guān)研究進展一直緩慢,專利較少,每年均為4件或以下;隨著我國鉀肥缺口的不斷加大,對難溶鉀資源開發(fā)利用的研究也逐漸升溫,從2001年到2009年的9年間,專利申請量均在4~10件之間;隨著新技術(shù)的發(fā)展,從2010年開始,專利申請量發(fā)生了較大規(guī)模的提升,2013年達到了62件之多;由于發(fā)明專利公開的滯后性,實際上2013年實際申請量應該在62件以上,2014年申請量也會遠高于39件。
2.2 專利的地區(qū)分布
從圖2中可看到:難溶性鉀資源生產(chǎn)鉀肥技術(shù)發(fā)明專利僅分布在我國的山東、安徽、貴州、河南、湖南、北京、廣東、四川八個省份,與國內(nèi)難溶鉀資源主要分布在貴州、安徽、內(nèi)蒙古、新疆、四川、山西等省份存在一定的相關(guān)性。其中山東省目前處于領(lǐng)先的地位,其專利數(shù)量達到54件,遠遠超出其他地區(qū),占到了總量的1/5強;作為資源大省的安徽省和貴州省處于第二梯隊,專利量在20~30件左右;河南、湖南、北京、廣東、四川等省份在第三梯隊,專利量在20件以下。
2.3 區(qū)域IPC分析
專利區(qū)域IPC分析反映了專利申請的內(nèi)容特征,通過對專利數(shù)據(jù)的國際專利分類(IPC)分類號進行統(tǒng)計分析,可以幫助識別難溶性鉀資源開發(fā)利用技術(shù)的研發(fā)重點。圖3顯示了技術(shù)領(lǐng)域排名前8位的技術(shù)類別(IPC小類)。排在第一位的是C05G小類,共有139件,占全部專利的56.05%,是目前的主流技術(shù),其技術(shù)領(lǐng)域為:分屬于C05大類下各小類中肥料的混合物;由一種或多種肥料與無特殊肥效的物質(zhì)所組成的混合物。這類技術(shù)主要是將含鉀巖石與酸、堿或鹽在高溫條件下反應,直接制取土壤調(diào)理劑類鉀肥。排在第二位的是C05D小類,共有67件,占全部專利的27.02%,其技術(shù)領(lǐng)域為:不包含在C05B、C05C小類中的無機肥料。這類技術(shù)主要是利用化學方法,直接生產(chǎn)純凈的硫酸鉀、硫酸銨鉀、氯化鉀、硝酸鉀等鉀肥。排在第三位的是C05F小類,共有16件,占全部專利的6.45%,其技術(shù)領(lǐng)域為:不包含在C05B、C05C小類中的有機肥料。這類技術(shù)主要是將鉀礦石與有機廢物堆積在一起,利用微生物發(fā)酵的方法來生產(chǎn)含鉀有機肥。
2.4 專利發(fā)明人活動年期圖
發(fā)明人活動年期從專利角度反應了發(fā)明人在本領(lǐng)域從事創(chuàng)新活動的時間,從中我們可以找到本領(lǐng)域的主要發(fā)明人。如圖4所示,薛彥輝、謝和平、朱云勤、馬武權(quán)、馬鴻文、韓成、李樹春、石林等人為本領(lǐng)域最活躍的發(fā)明人。他們的技術(shù)主要分為以下幾類:謝和平、朱云勤、馬武權(quán)、石林為火燒法;薛彥輝為氟硅酸低溫循環(huán)法;馬鴻文、韓成為水熱法;李樹春為生物法。
3 主要技術(shù)概況
3.1 火燒法
以石林技術(shù)為例,主要是將難溶性含鉀巖石、鈣基固體工業(yè)廢棄物和添加劑等混合造粒后,在旋轉(zhuǎn)窯爐中900 ℃下煅燒,一步形成鉀鈣硅礦物復合肥。endprint
其技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點:一是鉀鈣硅礦物復合肥產(chǎn)品兼具提供鉀肥、改良酸化土壤、提供礦物質(zhì)等多重功效,肥力極強;二是能循環(huán)利用多種鈣基工業(yè)廢棄物,減輕環(huán)境承載壓力,降低二次污染風險;三是生產(chǎn)工藝簡單,生產(chǎn)成本較低。
3.2 氟硅酸低溫循環(huán)法
以薛彥輝技術(shù)為例,主要是用硫酸和氟硅酸,在90~150 ℃下將難溶性含鉀巖石分解為四氟化硅氣體和可溶性鹽類,再用四氟化硅氣體生產(chǎn)各類白炭黑,用可溶性鹽類生產(chǎn)硫酸銨鉀復合肥、聚合硫酸鋁等產(chǎn)品。
其技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點:一是能提供純凈的鉀肥產(chǎn)品,后期還可以對其進行精深加工,生產(chǎn)多種高純度的鉀化工產(chǎn)品;二是能耗較低,反應溫度最高僅為150 ℃;三是副產(chǎn)品豐富,可以供開發(fā)的下游產(chǎn)品較多。
3.3 水熱法
以馬鴻文技術(shù)為例,主要是將難溶性含鉀巖石堿溶預脫硅后,用脫硅濾餅生產(chǎn)農(nóng)用硝酸鉀和礦物聚合材料,用脫硅濾液生產(chǎn)超細硅酸鈣粉體。
其技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點:一是能提供純凈的鉀肥產(chǎn)品,后期還可以對其進行精深加工,生產(chǎn)多種高純度的鉀化工產(chǎn)品;二是用副產(chǎn)的礦物聚合材料生產(chǎn)的新型墻體材料,具有抗壓強度大、體積密度低、保溫性能好的特點,可應用于節(jié)能城市建設(shè)。
3.4 生物法
以李樹春技術(shù)為例,主要是將鉀長石粉、麥飯石粉、雞糞、骨粉、酵素菌等混合后發(fā)酵,再摻入狼毒、苦參、煙干等藥材攪拌、造粒、烘干。
其技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點:一是所產(chǎn)肥料符合有機農(nóng)業(yè)的要求;二是能耗低、成本少、無污染、條件溫和和方法簡單。
4 結(jié)語
通過對1985-2014年間難溶性含鉀巖石生產(chǎn)鉀肥發(fā)明專利進行分析,可以得出以下結(jié)論。從1985年專利法頒布實施開始,本領(lǐng)域就已經(jīng)出現(xiàn)了發(fā)明專利,并隨著我國鉀肥缺口逐漸加大,其研究也逐漸增多。相關(guān)技術(shù)集中在山東、安徽、貴州、河南、湖南、北京、廣東、四川等省份,并與國內(nèi)難溶鉀資源主要分布存在一定的相關(guān)性。C05G小類、C05D小類是目前的主流技術(shù),兩者合計占到全部的83.07%。目前主要技術(shù)為謝和平、朱云勤、馬武權(quán)、石林為代表的火燒法,薛彥輝為代表的氟硅酸低溫循環(huán)法,馬鴻文、韓成為代表的水熱法和李樹春為代表的生物法。
參考文獻
[1] 王情,岳天祥,盧毅敏,等.中國食物供給能力分析[J].地理學報,2010,65(10):1229-1240.
[2] 毛金生,馮小兵,陳燕,等.專利分析和預警操作實務[M].北京:清華大學出版社,2009.endprint