金屬銦提取回收技術領域專利申請現狀分析及發展對策研究

李義芬

（廣西科學技術情報研究所，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，主要應用于電子工業、航空航天、合金制造等高科技領域，尤其在液晶顯示行業，全球約75%的銦都用于生產液晶平板顯示器所需的銦錫氧化物（ITO），銦已成為現代電子工業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。銦的第一消費領域是ITO濺射用靶材，約占75%，從ITO生產廢料和含銦廢舊電子產品中回收金屬銦，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，是解決當前乃至今后銦資源匱乏的有效途徑之一。

銦提取回收領域專利技術的發展水平代表了該技術領域的自主創新能力和科技水平。而專利分析則是基于專利數據，對該領域技術的發展態勢、區域分布、競爭對手、法律狀態等方面進行分析，形成專利情報，可使企業提早且合法地消化吸收競爭對手的技術并在此基礎上研發出新的技術，從而在市場競爭中贏得主動。從長遠來看，加強對專利信息分析也是國內企業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國和銦消費國，因此，對銦提取回收技術領域的中國專利進行分析，找出該領域的技術發展趨勢、技術熱點、技術空白點、技術瓶頸和主要競爭對手等，促使該領域的企業和院所進行技術創新，研究開發出新的銦提取、分離、回收技術，形成擁有自主知識產權的技術優勢，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業的可持續發展都將具有重要的意義。

2 金屬銦提取回收技術領域專利現狀分析

本文以國家知識產權局中國專利數據庫為檢索對象，在1985年9月至2012年10月時間范圍內，檢索到相關中國專利156件，采用北京中獻智泉信息技術有限公司的專利信息分析系統（PIAS3.1版），對我國金屬銦提取回收技術領域的中國專利進行了分析。

2.1 專利申請態勢分析

我國有關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，其他年份有關銦提取、分離、回收的中國專利申請均為0，當時我國幾個銦資源大省，靠著銦資源儲量的優勢，在銦提取分離回收等領域技術創新不多，沒有憂患意識，也沒有技術保護意識，幾乎都沒有申請專利保護。第二階段是2002年以后，隨著金屬銦在高新電子領域尤其是在液晶顯示領域需求的劇增，國內幾大銦生產公司開始出現競爭，尤其是日本等國外公司開始在中國申請相關專利后，才激發了國內相關公司、院所等開始申請專利保護自己的技術，到2009年該技術領域的專利申請達到了峰值，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定，發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年公開的專利數據不能反映當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中國專利申請方面，專利申請量卻最多，達45件；銦儲量較少的江蘇省，有關專利申請量亦達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；廣東省相關專利申請量為11件，主要是進行原生銦的提取，且大多數是在廣東韶關進行生產；日本來華相關專利申請達到了18件，在該領域其專利主要集中在再生銦的生產，即從含銦廢料（如ITO廢料）中回收金屬銦，見圖2。

圖1 銦提取回收技術中國專利申請趨勢圖

圖2 區域專利申請量圖

2.3 國內專利和國外來華專利申請分析

在檢索到的156件相關中國專利中，國內專利申請136件，國外來華專利20件，占12.8%，其中日本在華申請相關專利就有18件，在該領域日本第一件來華專利申請出現在2005年。在國內專利申請中大多數主要集中在原生銦提取分離生產粗銦產品方面，只有江蘇省的少數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開始來華申請相關專利，“狼來了”的同時，也促進了我國相關專利的申請。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的時候，開始來我國布置相關從含銦廢料中回收金屬銦的專利，為搶占中國這一領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，也促使我國相關公司企業在這方面加大了研發力度，在從含銦廢料中回收金屬銦方面申請了系列專利。

2.4 相關專利法律狀態分析

在所檢索到的156件專利中（包括發明專利和實用新型專利），授權專利69件，占44%；公開專利54件，占35%；無效專利33件，占21%，見圖3。在該技術領域，授權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，全都為國內專利，國外來華20件專利申請中沒有無效專利，其法律狀態均處于授權或公開狀態。可見，我國在該技術領域申請的專利總體上質量不高，無效專利多，授權率低，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。

圖3 相關專利法律狀態分析圖

3 金屬銦提取回收領域專利申請存在的主要問題分析

3.1 銦資源儲量與銦提取分離回收專利產出不成比例據文獻報道，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%）、內蒙古（占8.2%）、青海（7.8%）、廣東（7%），而在檢索時間范圍內，檢出的相關專利數量分別是云南（25件）、廣西（23件）、內蒙古（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，相關專利產出分別達到了45件和15件，尤其是湖南省，相關專利產出更是名列全國第一。另據文獻報道，中國銦的生產主要集中在湖南（株洲、郴州、湘潭）、廣西（柳州、南丹）、江蘇（南京）、廣東（韶關）、云南和遼寧，其中湖南原生銦產量最大，而江蘇則再生銦產量第一。作為銦資源儲量全國第一第二的云南廣西，相關專利產出數量比湖南省少，原生銦產量也低于湖南。

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，即進行原生銦的生產。我國銦資源儲量全球第一，正是因為靠著銦儲量優勢，多年來，我國的銦生產企業對原生銦的提取生產研究較多，大多數都是從含銦礦物中進行原生銦的提取生產（銦的上游加工產業），再將銦錠（粗銦）出口國外，再由日本等國外企業生產含銦高端電子產品出口到我國。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、廢電子產品等）中回收銦的研究與應用我國目前還是較少，從專利檢索結果來看，目前只有江蘇省的極少數企業和個人申請有一些相關專利，在從含銦廢料中回收金屬銦方面，倒是日本的企業在我國申請了較多的相關專利。

3.3 專利申請競爭激烈，但在專利申請數量上優勢不明顯

從檢索到的專利數量和分布來看，在原生銦提取方面的競爭主要集中在湖南、云南、廣西、廣東等的幾家企業和院校之間，但各企業和院校在專利申請數量上優勢不明顯，單個企業或院校在該技術領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，且在廣西出現了較多以個人名義申請的非職務發明專利。在再生銦提取回收方面，國內以江蘇省最有競爭優勢，其中的個別企業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企業，再生銦產量位居全國第一，目前其在國內其最大的專利申請競爭對手是日本企業，和國外企業相比，我國在該領域的技術創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的發展提出一些對策建議

4.1 加強技術創新，提高銦提取回收領域的專利產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，雖然一些銦生產企業在生產提取分離金屬銦，但多數只是傳統簡單地從伴生礦中提取分離銦，技術含量不高，提取率低，造成銦資源浪費較嚴重。對于再生銦的回收，我國也是處于起步階段，且該領域的一些技術也被國外企業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，國家應采取一系列措施鼓勵銦加工企業加強研發，進行技術創新，產出專利，形成自主知識產權的技術，掌握銦提取回收核心技術，從而提高有限銦資源的利用率。

4.2 組建銦產業聯盟，加大銦深度加工力度，延長銦材料產業鏈

我國目前有100多家銦廠，約95%的生產廠家年生產量都在1～5t左右，且多數只能加工銦粗級原料產品，主要向國外出口技術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，通過進口我國的粗銦和銦錠，利用在銦深加工方面絕對的技術壟斷優勢，生產出銦的最終高端電子消費產品，再進入我國，占據銦產品的高端市場，從而形成了目前我國銦低水平發展的循環陷井。

針對上述情況，第一，我國很有必要通過組建銦產業聯盟，建立我國銦資源的戰略儲備和商業儲備，改變過去企業單打獨斗的局面，統一口徑對外出口；第二，加大對銦產業深加工技術的研發投入，把銦深加工技術作為國家重點應用研究項目立項，集中國家的人力和財力，進行重點攻關研究，實現銦深加工技術突破，掌握銦深加工產品的核心技術，自行生產ITO靶材、高端電子產品等，扭轉只會出口粗銦產品的局面，從而延長銦產業鏈，使我國銦資源優勢轉變為銦產品優勢。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靶材生產方面具有了一定的基礎，故我國應該在一定程度上主動改變只生產和出口粗銦的發展思路，進一步發展銦深加工產業，帶動我國ITO靶材的國產化生產，這也是對我國家電和液晶顯示器等產業發展的大力支持。

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，同時也是銦產品消費大國，消費產品主要是高端電子產品如液晶顯示器等。銦的再生資源主要有ITO靶材廢料、半導體切磨拋廢料、半導體廢器件、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專利，廣西也有一些從事再生銦回收利用的企業，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方面的專利陷井。作為銦資源大國和銦消費大國，我們應從銦資源長遠發展戰略考慮，在生產原生銦的同時，要大力加強再生銦回收技術的研究與應用，借鑒日本等的做法，申請系列再生銦回收專利，為今后進行再生銦回收生產打下專利技術基礎。

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