基于专利的难溶性钾资源利用技术分析＊

宋 娜，杜文成

（铜仁市化工冶金科研所，贵州 铜仁 554300）

中国是典型的地少人多的国家[1]，粮食安全问题是关系中国长期稳定发展的重要问题，施用钾肥是提升粮食产量、应对世界粮食安全风险的有效途径[2]。中国钾肥自给率为50%左右，近年来每年钾肥进口需求为700万t以上[3]，然而中国制备钾肥的可溶钾资源紧缺，仅占世界储量的1.6%，难溶性钾资源丰富，仅贵州铜仁万山远景储量就达50亿t[4]，国内此类矿产资源总量保守估计也达百亿吨级[5]。开发利用难溶钾资源对缓解中国钾盐钾肥供需矛盾、推动中国钾化工可持续发展具有重要意义。

对难溶性钾资源进行产业化技术开发，需要对难溶钾开发利用技术的可行性进行论证分析，发明专利反映实用技术质量状况，通过对实用技术专利信息的检索，可以掌握该实用技术在经济、技术、法律及战略等方面的信息。对技术领域发明专利的年度分布、地区分布、区域IPC、发明人等情况进行分析，全面了解该技术领域技术发展趋势、专利布局特点、重点创新机构、核心技术分布等创新资源。希望能帮助地方产业布局及制定产业发展战略、核心技术引进、企业制定知识产权预警机制、研发人员进行技术创新提供思路。

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

本研究以Soopat专利数据库为数据来源，利用主题词检索的方法，检索并下载了1978—2020年期间国家知识产权局公布的难溶性钾资源开发利用技术发明专利。初次检索共检索出841条专利数据，经过数据清洗、数据去重，整合合并为461条专利。

1.2 研究方法

对检索结果的标题、摘要、申请人、申请日、专利分类号等必要的字段进行保存和数据加工。利用专利统计分析系统对其进行数据清洗整理、数据挖掘和可视化分析。数据下载时间截至2020-12-31。由于发明专利从申请到公开一般需要18个月时间（要求提前公开的除外），因此检索专利仅限于在该检索截止日之前已公开或授权公布的专利文献。

2 数据分析结果与讨论

下面分别对1978—2020年中国难溶性钾资源开发利用技术领域发明专利的年度分布、地区分布、区域IPC、发明人等进行分析。

2.1 专利申请总体发展趋势分析

专利申请总体发展趋势如图1所示。由图1可知，难溶性钾开发利用专利申请可分为以下2个阶段：①1978—2010年为起始阶段。该领域开始出现专利，但并未形成规模，该阶段为该技术的起步阶段。②2011年以来，随着难溶性钾产业不断受到关注和重视，尤其是2011年12月，洛阳氟钾科技有限公司难溶钾开发利用项目通过了河南省科技厅的成果鉴定。2012年1月，贵州远盛钾业科技有限公司引进的难溶钾开发利用技术通过了贵州省科技厅的成果鉴定，达到先进水平，此后几年专利数量快速增加。

图1 总体趋势分析图

2.2 技术生命周期分析

技术生命周期如图2所示。由图2可知，难溶性钾资源开发利用领域专利申请量规模适中，2010年之前年申请量均在10件以内；近10年来年度申请量基本保持在10～90件之间。2009—2016年各年申请人数量均有不同幅度的增加，2015—2016年增加幅度较大，2017年后申请人数量有一定程度的回落。中国难溶性钾开发利用领域整体技术取得一定进展，但专利总体规模不大，专利申请量和专利申请人数量在1985—2011年呈现第1次循环，2011—2014年呈现第2次循环，2014年至今呈现第3次循环，总体出现了螺旋式上升趋势，该领域技术产出尚有很大空间。

图2 技术生命周期图

2.3 专利区域构成分析

各省市申请量分布如图3所示。安徽、山东、河南、贵州、四川为主要的技术发源地。安徽省的专利申请量处于领先地位，占比为16%，说明安徽省申请人的专利布局意识较强；其次是山东省和河南省，其申请占比分别达到了12%和11%；贵州省的专利申请占比达8%，申请量排名位于全国第四位；四川作为最早的技术发源地，处于国内第五的位置，专利申请占比达6%，目前主要从事C05G1/00（肥料混合物）及C05G3/04（土壤调理剂）方面技术开发。

图3 各省市申请量分布

总之，在难溶钾开发利用技术领域，国内相关技术主要集中在安徽、山东、河南、贵州、四川等中西部地区，这与难溶性钾资源主要分布情况基本一致。

2.4 区域趋势分析

2008年世界金融危机发生后，国际钾盐钾肥供需格局发生重大变化，国际钾肥行业垄断持续加剧，仅加拿大钾盐公司（Canpotex）和白俄罗斯钾肥公司（BPC）2家公司就控制了全球钾盐产量的64%。他们经常通过限制产量、集中出口等垄断方式来抬高价格，刺激了中国难溶性钾资源开发技术的研发。

主要技术产出地趋势分析如图4所示。从2010年起难溶钾开发利用领域专利申请开始活跃，2012—2019年进入相对快速发展阶段，2020年专利申请再次下降。初始阶段山东在该技术领域较为领先，其他各省市相差不大，随着该技术领域持续受到关注及人们的难溶性钾开发利用意识逐渐增强，安徽和河南省发展较快，总体技术产出情况优于全国平均水平。贵州、四川、广西、广东整体运行呈现平稳上升趋势，湖南、北京、湖北处于低位运行状态。

图4 主要技术产出趋势分析图

2010—2020 年期间难溶钾开发利用技术领域主要技术产出区域申请趋势占比分布如图5所示，山东、安徽、河南3省2010—2020年技术产出占比高但整体波动较大，贵州、四川、广西、广东4省发展较为平稳，湖南、北京2省市保持低位运行，湖北省处于低位运行状态且呈现一定波动性。

图5 主要技术产出地区趋势占比分布图

2.5 区域申请人对比分析

主要申请人分布如图6所示。国内排名前5的专利申请人分别是安徽永冠农业科技有限公司、洛阳氟钾科技有限公司、贵州远盛钾业科技有限公司、马鞍山科邦生态肥有限公司、陈锋（山东省临沂市蒙阴县旧寨乡山东禾坤农业科技有限公司），主要以生产C05大类产品为主，创新主体类型以企业为主；排名后5位中，四川大学在难溶钾制备钾肥领域、中国科学院青海盐湖研究所在难溶钾制备钾盐方面均掌握了一定技术。通过对主要申请人进行分析可以判断在该技术领域具备技术优势的创新主体，便于确定技术合作对象和方向。

图6 主要申请人分布图

2.6 IPC技术构成分析

IPC技术构成分布如图7所示。在难溶性钾专利IPC构成中，相关专利技术涉及最多的都属于C05（肥料）大类，主要由C05G（肥料混合物）和C05D（无机肥料）小类构成，其中C05G有256项，C05D有38项，该大类集中了74%的专利，说明目前难溶性钾资源开发利用方面的研究方向在肥料领域，该研究方向是国内难溶钾资源利用的主流方向，其次是C01D（碱金属）有40项，主要分为C01D5/00（钾、钠硫酸盐）、C01D7/00（钾、钠碳酸盐）2类，主要集中在生产钾盐方向。C01B大类（非金属元素及其化合物）有39项，集中于C12N7/00（具有分子筛和碱交换特性的化合物），最少的是C12N（含微生物的植物生长调节剂），有22项。

图7 IPC技术构成分布图

2.7 专利维持年限分析

通过专利维持年限可以从侧面了解专利的品质和质量并识别出核心专利。专利寿命大于10年的专利信息如表1所示，目前国内在难溶钾开发利用技术领域维持年份大于等于10年的专利共有22件，专利维持年限与专利质量、专利市场价值、技术创新能力和研发实力正相关，建议对上述专利进行研究、引进和借鉴。

表1 （续）

表1 专利寿命大于10年的专利信息表

3 总结

通过对1978—2020年难溶性钾资源开发利用技术发明专利的分析，可得出以下结论：在专利法颁布实施前，该领域就已经出现了发明专利，其技术生命周期呈螺旋式上升趋势，该技术领域产出尚有较大空间。难溶钾利用技术集中分布在安徽、山东、河南、贵州、四川等，从发展趋势来看安徽和河南省发展较快，总体技术产出情况优于全国平均水平。贵州、四川等地呈平稳上升趋势。C05G（肥料混合物）和C05D（无机肥料）是目前钾资源开发利用的主要技术方向，集中了约74%的专利技术。难溶钾资源开发利用技术领域发明专利维持年份大于等于10年的专利共22件，建议开发利用钾资源发展钾化工产业的地区可将该类专利作为重点研究、引进和借鉴的对象。