从专利角度分析浮选选矿的发展

李楠1,王瑾香2（等同第一作者）

2.国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心 四川成都  610213

摘要：浮选是选矿领域常用的选别手段，其适用范围广、生产效率高，被广泛应用于冶金、化工、生物等多领域。为系统了解浮选选矿的发展现状，本文以专利申请为载体，多角度分析浮选选矿发展状态，以期为未来专利申请指出方向。

关键词 ：浮选专利申请 专利分析

一、浮选的基础知识

1.1 选矿概述

选矿，即根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生（伴生）的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。选矿过程主要由解离和选别两个基本部分构成，它是整个矿产品生产过程中最重要的环节，能够使矿物中的有用组分富集，降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗，使低品位的矿石能得到经济利用。应用选矿技术能变废为宝，综合回收各种有价成分，对国民经济的发展意义重大。

1.2选矿手段-浮选

根据不同的矿石类型和对选矿产品的要求，在实践中常可采用不同的选矿方法。常用的选矿方法有重选法、磁选法、电选法和浮选法，其中浮选是应用最广泛的选矿方法。

浮选主要是利用各种矿物原料颗粒表面对水的润湿性(疏水性或亲水性）的差异进行选别，通常指泡沫浮选。天然疏水性矿物较少,常向矿浆中添加捕收剂，以增强欲浮出矿物的疏水性；加入各种调整剂，以提高选择性；加入起泡剂并充气，产生气泡，使疏水性矿物颗粒附于气泡，上浮分离。浮选通常能处理小于0.2～0.3mm的物料，原则上能选别各种矿物原料，因此是一种用途最广泛的方法。浮选也可用于选别冶炼中间产品、溶液中的离子（见）和处理废水等。浮选除采用大型浮选机外,还出现回收微细物料(小于5～10m)的一些新方法。例如选择性絮凝-浮选，用絮凝剂有选择地使某种微细粒物料形成尺寸较大的絮团，然后用浮选（或脱泥）方法分离；剪切絮凝-浮选,加捕收剂等后高强度搅拌，使微细粒矿物形成絮团再浮选，及载体浮选、油团聚浮选等。

浮选作为一种效率高的“分离过程”，近半个世纪以来，向矿物加工以外的领域发展，包括冶金工业产品浮选、化学工业中的应用、造纸工业中的应用、农产品及食品工业中的应用、医药微生物方面的应用、工业废水及废渣的处理【1】。

二、浮选的专利技术分析

目前选矿中采用浮选的专利申请较多，且专利申请涉及浮选过程中的药剂、设备、工艺、与混合其它选矿手段等多个方向，要深入了解，需大量统计分析申请数据，下面就基于针对浮选的检索情况对其专利技术进行分析。

2.1浮选的国内外申请概况

在专利检索数据库中，通过检索1990年1月1日-2022年12月31日的国内外专利申请量，对涉及浮选的专利技术的发展情况进行分析，分析侧重国内外专利申请量的发展趋势（具体涉及申请量数量仅供参考）。统计分析结果如图2.1所示：

图2.1  1990年-2022年国内外浮选选矿专利申请量趋势图

从图2.1中可得，国外涉及选矿学较早，同时针对浮选选矿的的研究开发也较早，其中在1990年-2004年期间国外申请占据主导地位，且取得较大进步，总体而言国外针对浮选选矿的专利申请数量都较平稳，国外各国年申请量均在200件以下；而从中国历年专利申请量分布，可以看出浮选选矿在中国的申请量重点分布在2004年以后，出现此原因，主要是因为我国矿产资源本就丰富，近年来在矿产的合理开发及有效开发上都有长足的发展，而浮选作业不仅可以处理有色金属还可以处理非金属矿物和一些黑色金属矿物，同时也是细粒和极细粒物料分选中应用最广、效果最好的一种选矿方法，这些都促进了我国申请量的激增，而在2019年，针对浮选选矿的申请量达到峰值，此后进入衰减期，这首先得益于近年来国内对知识产权宣传力度增大，相应的法律法规逐渐健全，公民的专利意识逐渐提高，专利申请量也稳步增长，但随着浮选技术的研究开发，其手段日益成熟，可突破性变弱，因此申请量也随之降低。

2.2国内浮选选矿申请地域分布及主要申请人

2.2.1地域分布

为了解国内浮选选矿发展概况与技术主体在各省份的技术分布情况，本文使用浮选的分类号在数据库中进行检索，共得到专利申请9766个专利族，其中涉及主要省市为33个，经过筛选，得到前几名分别为湖南1520个、江苏1029个、北京1028个、云南945个、河南687个、安徽621个，可见，针对浮选选矿的研究湖南、江苏、北京都较多，专利申请量都达到千件以上，主要由于上述地区涉及的与矿业相关的研究院所及高校较多，且各高校与相应企业联系紧密，校企联合平台较好，且上述各地经济发展都较为领先，各地都已经形成各种具有特色的专业大市场，并已形成各种产业链，在经济发展的带动下，知识产权普及度也较高，对专利申请的需求就逐渐增高，专利研发积极性日渐增长，从而成为国内专利申请量名列前茅的地区之一。

2.2.2主要申请人分析

为了得到主要申请人信息，本文使用浮选的分类号在数据库中进行检索，共得到专利申请9766个专利族，其中涉及主要申请人几十位，经过筛选，得出占比较多的为企业申请6269件、大专院校2436件、个人747件、科研单位596件，可见在浮选选矿的专利申请中，申请量最多的是企业申请，占总量的62%， 大专院校也占据较大的比重，占总量的百分之24%，由此可以看出，在浮选选矿中，由于也矿业生产实际联系较紧密，造成企业人对其研究较深入，实用性较强，创造热情较高，同时浮选选矿专业性较强，我国涉及矿业的高校较多，校企联合较紧密，故院校申请量也较高，同时矿业生产利润明显，应运而生的研究院所也较多，因此科研单位也是申请量的一大来源。其中主要申请人信息及申请量举例：中南大学，申请量445件；昆明理工大学，申请量308件；西北矿冶研究院，申请量129件。

中南大学以445件申请位居首位，主要由于中南大学具有矿业工程这一王牌专业，同时昆明理工大学、中国矿业大学等各类高校也紧随其后，进一步印证了该领域的发展与高校研究紧密相关，除去高校外，各矿产类研究研究及矿业公司也对浮选选矿有相应的研究，并提出了专利申请。

三、展望

经济的快速发展催生了对矿产资源不断增长的需求，而浮选作业作为矿产开发的重要手段，在其理论、工艺、设备、药剂等多方面都取得了可观的成绩。但随着矿产的开发，日益恶化的原矿条件，对浮选作业提出了更高的要求，同时由于浮选药剂的引入及环境保护要求，对浮选作业的成本也提出了新的挑战，未来如何以更低成本、更绿色药剂实现对较恶化原矿的浮选作业是我们亟待解决的问题。

参考文献

【1】张泾生.现代选矿技术手册 第2册 浮选与化学选矿.冶金工业出版社.2011年2月。