宋 娜，杜文成

（銅仁市化工冶金科研所，貴州 銅仁 554300）

中國是典型的地少人多的國家[1]，糧食安全問題是關(guān)系中國長期穩(wěn)定發(fā)展的重要問題，施用鉀肥是提升糧食產(chǎn)量、應對世界糧食安全風險的有效途徑[2]。中國鉀肥自給率為50%左右，近年來每年鉀肥進口需求為700萬t以上[3]，然而中國制備鉀肥的可溶鉀資源緊缺，僅占世界儲量的1.6%，難溶性鉀資源豐富，僅貴州銅仁萬山遠景儲量就達50億t[4]，國內(nèi)此類礦產(chǎn)資源總量保守估計也達百億噸級[5]。開發(fā)利用難溶鉀資源對緩解中國鉀鹽鉀肥供需矛盾、推動中國鉀化工可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

對難溶性鉀資源進行產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)，需要對難溶鉀開發(fā)利用技術(shù)的可行性進行論證分析，發(fā)明專利反映實用技術(shù)質(zhì)量狀況，通過對實用技術(shù)專利信息的檢索，可以掌握該實用技術(shù)在經(jīng)濟、技術(shù)、法律及戰(zhàn)略等方面的信息。對技術(shù)領(lǐng)域發(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，全面了解該技術(shù)領(lǐng)域技術(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。希望能幫助地方產(chǎn)業(yè)布局及制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、核心技術(shù)引進、企業(yè)制定知識產(chǎn)權(quán)預警機制、研發(fā)人員進行技術(shù)創(chuàng)新提供思路。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以Soopat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1978—2020年期間國家知識產(chǎn)權(quán)局公布的難溶性鉀資源開發(fā)利用技術(shù)發(fā)明專利。初次檢索共檢索出841條專利數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)去重，整合合并為461條專利。

1.2 研究方法

對檢索結(jié)果的標題、摘要、申請人、申請日、專利分類號等必要的字段進行保存和數(shù)據(jù)加工。利用專利統(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)下載時間截至2020-12-31。由于發(fā)明專利從申請到公開一般需要18個月時間（要求提前公開的除外），因此檢索專利僅限于在該檢索截止日之前已公開或授權(quán)公布的專利文獻。

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果與討論

下面分別對1978—2020年中國難溶性鉀資源開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利的年度分布、地區(qū)分布、區(qū)域IPC、發(fā)明人等進行分析。

2.1 專利申請總體發(fā)展趨勢分析

專利申請總體發(fā)展趨勢如圖1所示。由圖1可知，難溶性鉀開發(fā)利用專利申請可分為以下2個階段：①1978—2010年為起始階段。該領(lǐng)域開始出現(xiàn)專利，但并未形成規(guī)模，該階段為該技術(shù)的起步階段。②2011年以來，隨著難溶性鉀產(chǎn)業(yè)不斷受到關(guān)注和重視，尤其是2011年12月，洛陽氟鉀科技有限公司難溶鉀開發(fā)利用項目通過了河南省科技廳的成果鑒定。2012年1月，貴州遠盛鉀業(yè)科技有限公司引進的難溶鉀開發(fā)利用技術(shù)通過了貴州省科技廳的成果鑒定，達到先進水平，此后幾年專利數(shù)量快速增加。

圖1 總體趨勢分析圖

2.2 技術(shù)生命周期分析

技術(shù)生命周期如圖2所示。由圖2可知，難溶性鉀資源開發(fā)利用領(lǐng)域?qū)＠暾埩恳?guī)模適中，2010年之前年申請量均在10件以內(nèi)；近10年來年度申請量基本保持在10～90件之間。2009—2016年各年申請人數(shù)量均有不同幅度的增加，2015—2016年增加幅度較大，2017年后申請人數(shù)量有一定程度的回落。中國難溶性鉀開發(fā)利用領(lǐng)域整體技術(shù)取得一定進展，但專利總體規(guī)模不大，專利申請量和專利申請人數(shù)量在1985—2011年呈現(xiàn)第1次循環(huán)，2011—2014年呈現(xiàn)第2次循環(huán)，2014年至今呈現(xiàn)第3次循環(huán)，總體出現(xiàn)了螺旋式上升趨勢，該領(lǐng)域技術(shù)產(chǎn)出尚有很大空間。

圖2 技術(shù)生命周期圖

2.3 專利區(qū)域構(gòu)成分析

各省市申請量分布如圖3所示。安徽、山東、河南、貴州、四川為主要的技術(shù)發(fā)源地。安徽省的專利申請量處于領(lǐng)先地位，占比為16%，說明安徽省申請人的專利布局意識較強；其次是山東省和河南省，其申請占比分別達到了12%和11%；貴州省的專利申請占比達8%，申請量排名位于全國第四位；四川作為最早的技術(shù)發(fā)源地，處于國內(nèi)第五的位置，專利申請占比達6%，目前主要從事C05G1/00（肥料混合物）及C05G3/04（土壤調(diào)理劑）方面技術(shù)開發(fā)。

圖3 各省市申請量分布

總之，在難溶鉀開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)主要集中在安徽、山東、河南、貴州、四川等中西部地區(qū)，這與難溶性鉀資源主要分布情況基本一致。

2.4 區(qū)域趨勢分析

2008年世界金融危機發(fā)生后，國際鉀鹽鉀肥供需格局發(fā)生重大變化，國際鉀肥行業(yè)壟斷持續(xù)加劇，僅加拿大鉀鹽公司（Canpotex）和白俄羅斯鉀肥公司（BPC）2家公司就控制了全球鉀鹽產(chǎn)量的64%。他們經(jīng)常通過限制產(chǎn)量、集中出口等壟斷方式來抬高價格，刺激了中國難溶性鉀資源開發(fā)技術(shù)的研發(fā)。

主要技術(shù)產(chǎn)出地趨勢分析如圖4所示。從2010年起難溶鉀開發(fā)利用領(lǐng)域?qū)＠暾堥_始活躍，2012—2019年進入相對快速發(fā)展階段，2020年專利申請再次下降。初始階段山東在該技術(shù)領(lǐng)域較為領(lǐng)先，其他各省市相差不大，隨著該技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)受到關(guān)注及人們的難溶性鉀開發(fā)利用意識逐漸增強，安徽和河南省發(fā)展較快，總體技術(shù)產(chǎn)出情況優(yōu)于全國平均水平。貴州、四川、廣西、廣東整體運行呈現(xiàn)平穩(wěn)上升趨勢，湖南、北京、湖北處于低位運行狀態(tài)。

圖4 主要技術(shù)產(chǎn)出趨勢分析圖

2010—2020 年期間難溶鉀開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域申請趨勢占比分布如圖5所示，山東、安徽、河南3省2010—2020年技術(shù)產(chǎn)出占比高但整體波動較大，貴州、四川、廣西、廣東4省發(fā)展較為平穩(wěn)，湖南、北京2省市保持低位運行，湖北省處于低位運行狀態(tài)且呈現(xiàn)一定波動性。

圖5 主要技術(shù)產(chǎn)出地區(qū)趨勢占比分布圖

2.5 區(qū)域申請人對比分析

主要申請人分布如圖6所示。國內(nèi)排名前5的專利申請人分別是安徽永冠農(nóng)業(yè)科技有限公司、洛陽氟鉀科技有限公司、貴州遠盛鉀業(yè)科技有限公司、馬鞍山科邦生態(tài)肥有限公司、陳鋒（山東省臨沂市蒙陰縣舊寨鄉(xiāng)山東禾坤農(nóng)業(yè)科技有限公司），主要以生產(chǎn)C05大類產(chǎn)品為主，創(chuàng)新主體類型以企業(yè)為主；排名后5位中，四川大學在難溶鉀制備鉀肥領(lǐng)域、中國科學院青海鹽湖研究所在難溶鉀制備鉀鹽方面均掌握了一定技術(shù)。通過對主要申請人進行分析可以判斷在該技術(shù)領(lǐng)域具備技術(shù)優(yōu)勢的創(chuàng)新主體，便于確定技術(shù)合作對象和方向。

圖6 主要申請人分布圖

2.6 IPC技術(shù)構(gòu)成分析

IPC技術(shù)構(gòu)成分布如圖7所示。在難溶性鉀專利IPC構(gòu)成中，相關(guān)專利技術(shù)涉及最多的都屬于C05（肥料）大類，主要由C05G（肥料混合物）和C05D（無機肥料）小類構(gòu)成，其中C05G有256項，C05D有38項，該大類集中了74%的專利，說明目前難溶性鉀資源開發(fā)利用方面的研究方向在肥料領(lǐng)域，該研究方向是國內(nèi)難溶鉀資源利用的主流方向，其次是C01D（堿金屬）有40項，主要分為C01D5/00（鉀、鈉硫酸鹽）、C01D7/00（鉀、鈉碳酸鹽）2類，主要集中在生產(chǎn)鉀鹽方向。C01B大類（非金屬元素及其化合物）有39項，集中于C12N7/00（具有分子篩和堿交換特性的化合物），最少的是C12N（含微生物的植物生長調(diào)節(jié)劑），有22項。

圖7 IPC技術(shù)構(gòu)成分布圖

2.7 專利維持年限分析

通過專利維持年限可以從側(cè)面了解專利的品質(zhì)和質(zhì)量并識別出核心專利。專利壽命大于10年的專利信息如表1所示，目前國內(nèi)在難溶鉀開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域維持年份大于等于10年的專利共有22件，專利維持年限與專利質(zhì)量、專利市場價值、技術(shù)創(chuàng)新能力和研發(fā)實力正相關(guān)，建議對上述專利進行研究、引進和借鑒。

表1 （續(xù)）

表1 專利壽命大于10年的專利信息表

3 總結(jié)

通過對1978—2020年難溶性鉀資源開發(fā)利用技術(shù)發(fā)明專利的分析，可得出以下結(jié)論：在專利法頒布實施前，該領(lǐng)域就已經(jīng)出現(xiàn)了發(fā)明專利，其技術(shù)生命周期呈螺旋式上升趨勢，該技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)出尚有較大空間。難溶鉀利用技術(shù)集中分布在安徽、山東、河南、貴州、四川等，從發(fā)展趨勢來看安徽和河南省發(fā)展較快，總體技術(shù)產(chǎn)出情況優(yōu)于全國平均水平。貴州、四川等地呈平穩(wěn)上升趨勢。C05G（肥料混合物）和C05D（無機肥料）是目前鉀資源開發(fā)利用的主要技術(shù)方向，集中了約74%的專利技術(shù)。難溶鉀資源開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利維持年份大于等于10年的專利共22件，建議開發(fā)利用鉀資源發(fā)展鉀化工產(chǎn)業(yè)的地區(qū)可將該類專利作為重點研究、引進和借鑒的對象。