专利景观报告

专利景观Report 钛的生产和二氧化钛从钛铁矿和相关应用 这项工作是根据CreativeCommonsAttribution4.0International授权的。©WIPO,2023 允许用户复制、分发、改编、翻译和公开执行本出版物，包括用于商业目的，而不显式权限，前提是内容附带一个 承认WIPO是来源，并明确表明如果对原始内容进行了更改。 建议引用：WIPO(2022)。钛和二氧化钛的生产钛铁矿及相关应用.日内瓦:世界知识产权 组织.DOI:10.34667/tind.47029 改编/翻译/衍生品不应带有任何官方标志或 徽标，除非已获得WIPO的批准和验证。请联系我们通过WIPO网站获得许可。 对于任何衍生作品，请包括以下免责声明：“ WIPO秘书处不承担任何责任或义务转换或翻译原始内容。“ 当WIPO发布的内容，如图像、图形、商标或徽标，归因于第三方，则此类内容的用户仅负责与权利人清算权利。 要查看此许可证的副本，请访问 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 根据本许可证产生的任何争议，如果不能友好解决，应根据美国仲裁规则提交仲裁 当时生效的联合国国际贸易法委员会(贸易法委员会)。 Thepartiesshallbeboundbyanyarbitralawardrenderedasaresultof 这种仲裁作为这种争端的最终裁决。 所采用的名称和整个材料的呈现本出版物并不意味着表达任何意见关于任何国家、领土的法律地位 或地区或其当局，或关于其边界的划界或边界。 本出版物无意反映会员国或 WIPO秘书处。 提及特定公司或制造商的产品并不 暗示它们得到WIPO的认可或推荐，优先于其他未提及的类似性质。 世界知识产权组织 34,ChemindesColombettes,P.O.Box18CH-1211Geneva20,Switzerland ISBN：978-92-805-3439-9（打印 ） ISBN：978-92-805-3438-2（在线 ）ISSN：2790-7015（在线）ISSN：2790-7007（打印） 归因4.0国际(CCBY4.0) 封面:Wikimedia,Researchgate.net Contents Acknowledgements4 主要调查结果5 上下文和介绍7 Introduction7 从矿石中提取钛7 钛矿开采与世界生产8 二氧化钛的生产11 钛铁矿的加工11 Overview11 硫酸盐法12 氯化物工艺12 Becher进程12 专利景观13 专利活动13 钛来源、加工和最终产品13 地理覆盖范围和主要参与者16 钛金属的生产20 Processing20 Overview20 Processes20 Kroll进程20 猎人和阿姆斯特朗进程21 专利景观21 专利活动21 钛来源、工艺及产品21 地理覆盖范围和主要参与者23 钛白粉和钛的工业应用27 Overview27 专利景观27 陶瓷27 电池电极31 医疗技术34 化妆品37 涂层41 水处理44 Perspectives47 附件48 方法和搜索策略48 二氧化钛的生产48 钛金属的生产49 钛白粉和钛的工业应用50 术语表53 References54 Acknowledgements 本专利景观报告从钛铁矿生产钛和二氧化钛相关应用是应斯里兰卡的相关请求编写的。 本出版物是在MarcoM.Alemán(助理主任 General,IPandInnovationEcosystemsSector),underthedirectionofAlejandroRocaCampañá (技术和创新支持司高级司长)和AndrewCzajkowski(司长，技术和创新支持部)，在基金的慷慨财政支持下- In-TrustJapanIndustrialPropertyGlobalprovidedbytheJapanPatentOffice. 该报告由最初由IreneKitsara（知识产权信息官， 技术和创新支持部门)，然后由LakshmiSupriya(专利分析技术和创新支持部官员)，包括FanyDiLorenzo、Rayhana Laamiri和NathalieMantrand-Foussadier(QuestelConsulting)，以及CraigDsouza(YoungExpertProfessional,TechnologyandInnovationSupportDivision).Theprojectteamretrieved并分析了数据，准备了可视化并编写了报告。谢谢 HongKan(技术及创新支援部专利分析主任) 可视化。 该报告借鉴了项目概念化期间收到的有益意见，并 在审查NilwalaKottegoda教授的数据和报告时(斯里兰卡大学Jayewardenepura，斯里兰卡）和斯里兰卡国家创新局的团队：AjithdeAlwis教授（Moratuwa大学首席创新官/院长， 斯里兰卡）和高级创新官VindyaWijesinghe，NavodiWickramasinghe，Thidasi来自NIA圈子的Dahanayake和BhagyaHerath。我们还要感谢JulioRaffo（Head，创新经济科)审阅报告并提供宝贵的意见。 最后，我们感谢WIPO编辑和设计团队，包括CharlotteBeauchamp （出版物和设计科科长）的宝贵支持和建议，凡妮莎·哈伍德她的编辑监督和SheydaNavab的报告设计。 更多信息 在线资源：本报告的电子版本可以是 访问https://www.wipo.int/publications/en/details.jsp?id=4648。此网页还包括报告中的数据集。 联系人：patent.information@wipo.int Keyfindings 钛是一种具有很高工业和商业价值的金属。它在许多应用中用于二氧化物、单质金属或合金的形式。钛主要从钛铁矿中提取 （82％），其他来源是炉渣（13％）和金红石矿石（5％）。约94％世界上的钛被用来生产二氧化钛，剩下的6%是 用于钛金属和合金。中国是二氧化钛和钛的最大生产国金属，其次是美国（美国）的二氧化钛和日本的钛金属。本报告提供了与生产 2002年至2022年钛铁矿中的钛，以及部分选定的专利活动钛和二氧化钛的工业应用。 与钛铁矿生产二氧化钛相关的专利活动正在迅速增加 2002年至2022年间，已有459个专利家族描述了 钛铁矿中的二氧化钛，这个数字正在迅速增长。这些专利中的大多数描述预处理过程，例如使用熔炼和磁选来增加 低品位矿石中的钛浓度，导致钛精矿或炉渣。其他专利描述通过直接湿法冶金工艺或 通过两个工业开发的过程，硫酸盐过程和氯化物过程。酸浸可用作预处理或湿法冶金过程的一部分 直接获得二氧化钛或合成金红石(>90%二氧化钛，TiO)。The2 硫酸盐工艺占世界二氧化钛产量的40％，并受到保护 在23％的专利家族中。氯化物工艺仅在8％的专利中提到家庭，尽管它提供了全球60%的钛工业生产 Dioxide.Giventhefindingsfromthispatentlandscapereport,wecanexpecttoseeindustrial 氯化物工艺的使用在未来几年内逐渐减少，并且越来越多地使用直接湿法冶金工艺，所需步骤更少，更方便。 二氧化钛生产专利的主要贡献者是来自中国的公司，澳大利亚和美国，反映了这些国家对工业的重大贡献生产。中国公司攀钢和洛蒙亿万集团是主要贡献者并持有多元化的专利组合，涵盖预处理和导致 最终产品。 与钛铁矿生产钛金属相关的专利活动保持稳定 从2002年到2022年，已有92个专利家族描述了生产钛铁矿中的钛金属，这个数字一直保持相当稳定这些专利描述从矿石如钛铁矿开始生产钛金属， 24 二氧化钛(TiO)和四氯化钛(TiCl)，一种化学物质，以氯化物过程中的中间体。如果需要，可以纯化原料，并然后通过使用还原剂的化学还原法转化为钛金属。 工艺的主要区别在于用于转化起始物料的还原剂材料变成钛金属：镁是最常被引用的还原剂和在工业生产中最容易被利用。 该领域的主要参与者是日本公司，特别是TohoTitanium和OsakaTitanium 技术，都侧重于使用镁还原。攀钢也为 钛金属生产，并持有描述熔盐电解还原的专利。 由于该领域的专利动态缓慢，大多数工业参与者描述了标准在工业过程中，我们预计未来几年这一过程不会有大的转变。一项新兴技术似乎是攀钢开发的熔盐电解。 二氧化钛和钛金属用于广泛的工业应用 2012年至2022年钛白粉和钛的工业应用专利为分析了六个技术领域：陶瓷、电池电极、医疗技术、化妆品、涂料和水处理。 •2,027个专利家族描述了二氧化钛和钛的越来越多的使用 陶瓷中的复合材料.这些材料在电子产品中用作绝缘体，以及用于消费品（烤箱涂料），建筑和装饰（瓷砖）。几个领先的工业演员是顶级玩家之一，显示了这项技术的成熟及其扩展 工业用途。在顶级工业企业中，三家是跨国公司和电子元件和设备的世界领导者：TDK，LG和三星。 •1,874个专利家族保护了二氧化钛在电极中的使用，这个数字是 增长迅速，部分原因是电动汽车的发展.专利主要集中在在锂基二次电池中使用钛基化合物作为阴极 用于电子或汽车。顶级演员中有几家大公司显示了该技术的成熟及其广泛的工业应用。 参与者，电子和汽车行业的几家领先跨国公司目前：LG，三星，东芝，丰田和日产。 •1,182个专利家族引用了钛金属和合金在医疗技术中的用途，原因是 钛的高强度重量比和化学稳定性，数量是 迅速增加。植入式产品，如骨假体，皮质板，支架和 clipsarethemostfrequentlydescribedapplications.Somepatentsalsodescribecoatings 用于此类植入式产品和非植入式手术设备（导向器、机器人）。中文公司和大学主导了这一应用领域，上海交通 大学医学院是最大的贡献者。 •953专利家族保护的含有二氧化钛的化妆品组合物，主要是 用于其不透明度和高覆盖能力，以及紫外线（UV）过滤器.专利封面用于染发/敷料，防晒，牙膏，皮肤美白和化妆的产品 皮肤或嘴唇。大公司在顶级演员中的大量存在反映了这项技术的成熟度。法国跨国公司欧莱雅以53 活跃的专利，紧随其后的是资生堂和花王等几家日本公司。 •908个专利家族描述了二氧化钛和复合材料在涂层中的用途。This领域由中国学术机构和公司主导。康丰材料 国际专业从事半导体涂层材料，肇庆宏旺金属 工业是钢铁制造商，广州UV技术材料是另一种涂料玻璃，光伏和装饰产品制造商。 •719个专利家族保护了二氧化钛在水处理中的使用.这项技术 正在迅速兴起，并有望在未来几年内进一步增长。专利描述水处理工艺，如电化学工艺，其中二氧化钛或 钛复合材料用作电极，或通过紫外线照射纯化，其中钛二氧化碳被用作光催化剂。其他专利描述了一种基于 杂质的沉淀，其中四氯化钛被用作凝结剂。关键参与者主要是中国的大学，中国石油化工除外。缺乏 工业贡献者反映了这项技术的低成熟度及其增长潜力。 Context和介绍 Introduction 从矿石中提取钛 钛是地球上第九大最丰富的元素，约占 Earth’scrust(NgugenandLee,2019)。它被用于多种应用，主要以二氧化钛，但也作为钛金属或合金。二氧化钛在全球范围内存在于 沿海重矿砂矿床，是重工业矿物的来源，如钛铁矿、金红石和白三烯。 本报告提供了与提取钛的过程相关的专利活动的概况 钛铁矿矿石中的二氧化物或钛金属。此外，关于工业应用的部分包括二氧化钛和钛金属，重点是选定的应用，如 陶瓷，电池电极，医疗技术，化妆品，涂料和水处理。 矿物钛铁矿主要由具有理想化学组成的铁和氧化钛组成 32 配方F