发明创造名称：一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法
外观设计名称：
决定号：200629
决定日：2019-12-10
委内编号：1F258911
优先权日：
申请（专利）号：201611057210.X
申请日：2016-11-26
复审请求人：胡永亮
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：马彩霞
合议组组长：王旭涛
参审员：李旭
国际分类号：C22B3/08,3/44,34/22
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在创造性判断中，判断多篇对比文件是否存在结合启示时，应当分析对比文件所披露的技术特征所要解决的技术问题和所要实现的技术效果是否与权利要求所要求保护的技术方案的相应特征所要解决的技术问题和所要实现的技术效果相同，如果不相同或客观上不存在或者给出了相反的技术启示，则认为对比文件没有给出结合的技术启示，因此权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611057210.X，名称为“一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为胡永亮，申请日为2016年11月26日，公开日为2017年3月15日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年5月3日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是： 权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请人于申请日提交的说明书第1-49段、说明书附图、说明书摘要及摘要附图；2018年3月28日提交的权利要求第1-5。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤是：将含钒石煤粉，农作物秸秆粉、浓硫酸及2%(V/V)高氯酸溶液先后进行混合、搅拌，然后将500～1200吨搅拌好的混合物堆放在一个大型堆积池中，密闭放置24～48 h进行自热炭化反应；将炭化后的渣加水搅拌浸取钒，浸取液调节pH值、用双氧水氧化低价钒后、按传统工艺进行树脂吸附钒、强碱洗脱钒、沉钒焙烧制备出99.5%以上的V2O5；
所述步骤中含钒石煤粉、农作物秸秆粉，两者混合比例按含钒石煤粉:农作物秸秆粉的质量比为1:（0.01～0.05）进行，搅拌30～60 min；
所述步骤中浓硫酸加入量，按含钒石煤粉与浓硫酸的质量比为1：（0.2～0.35）进行，从硫酸罐中用计量泵按量加入，搅拌时间30～60 min。
2. 根据权利要求1所述的一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述步骤中农作物秸秆粉为玉米秸秆、高粱秸秆中的一种或2种，用秸秆粉碎机加工至150目。
3. 根据权利要求1所述的一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述步骤中促进剂为高氯酸溶液（体积浓度为2%），溶液添加质量与石煤粉的质量比为1:（0.08～0.15），通过流量计加入，搅拌时间30～45 min，得湿砂状混合物。
4. 根据权利要求1所述的一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述步骤中进行堆积炭化，是指含钒石煤与浓硫酸、农作物秸秆和2%高氯酸溶液搅拌混合后的湿砂状混合物，用机械传输带送入大型堆积池中进行密闭放置，过程中产生自热；堆积池形状为一大坑，深入地下6米，长17米，宽4米，体积为408m3，池底建有隔热层、上面建有钢构棚遮挡风雨。
5. 根据权利要求1所述的一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述步骤中炭化时间为24-48h(1-2天)。”
驳回决定认为：（1）权利要求1与对比文件1（CN102260792A，公开日为2011年11月30日）相比，区别在于：权利要求1原料中加入农作物秸秆粉，限定秸秆粉、浓硫酸与含钒石煤的配比、搅拌时间；添加剂为2%的高氯酸，限定堆积的设施以及堆积的物料量，限定后续常规提钒的步骤，进而获得较对比文件1纯度更高的V2O5。对于上述区别，对比文件2（“石煤钒矿自热拌硫酸熟化-水浸提钒的试验研究”，蔡晋强等，《稀有金属与硬质合金》，第42卷第6期，第8-10、52页，公开日为2014年12月31日）给出了在石煤钒矿拌浓硫酸熟化过程中添加可与浓硫反应放热的添加物，以增加自热反应热量，同时采用堆放防热量散失的保温措施，以提高Ｖ2Ｏ5的浸出率的技术启示；并且对比文件3（“氧化锰矿还原浸出工艺技术研究进展”，李进中等，《中国锰业》，第29卷第4期，第1-7页，公开日为2011年11月30日）给出了生物质材料可以与浓硫酸作用释放热量的技术启示。因而本领域技术人员出于节约成本、增加石煤熟化浸出的热量、提高钒浸出率的技术问题时，有动机将对比文件2、3公开的内容与对比文件1结合，在熟化酸浸时添加生物质原料作为与浓硫酸反应增加热量的试剂。而其余区别特征是本领域技术人员根据对比文件1和2通过常规选取就可得到的。因此权利要求1不具备创造性；（2）从属权利要求2-5的附加技术特征或被对比文件1或3公开，或是通过有限的试验能够确定的，因此也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年08月13日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1与本申请所属技术领域不同，所解决的技术问题完全不同，不能用来评价本申请的创造性。（2）本申请通过添加秸秆粉以及促进生物质炭化的高氯酸，并给出煤矿石、浓硫酸和秸秆之间的优化量化，以使堆积体系维持在200-320℃范围，在此温度范围能有效破坏矿物结构，从而得到88.64-94.32％的高浸出率；而对比文件2只能将温度维持在120℃左右，浸出率85％左右；而且本申请相比对比文件2还具有环保、无需夯实和熟化后粉碎等繁琐工序等优点；另外，根据文献资料（“石煤钒矿拌酸熟化浸出新工艺”，万洪强等，《过程工程学报》，3013，13（2），第202-206页）可知，对比文件2中外加剂S对钒浸出率的作用效果不明显。（3）对比文件3与本申请的技术领域不同，是用来从氧化锰矿中提取锰的；其次，所用生物质的作用和效果不同。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年8月28日依法受理了该复审请求，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：（1）对比文件1与本申请属于相同的技术领域，有动机基于对比文件1的方案进行改进；（2）使用对比文件2意在说明其给出了在石煤钒矿浓硫酸搅拌熟化浸出中添加“外加剂S”增加自热热量以及采用覆盖保温毡防止热量散失的启示，即对比文件2公开添加“外加剂S”的作用是自热产生反应所需的热量，无需外部供热；至于选取何种外添加剂材质可由对比文件3公开的生物质得到启示；（3）对比文件3与本申请均属于湿法浸取有价金属领域；而且对比文件3给出了生物质与浓硫酸的放热作用的技术启示，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
本案合议组于2019年9月12日向复审请求人发出复审通知书，其中沿用了驳回决定中引用的对比文件1-3，指出：权利要求1-5不具备创造性。并针对复审请求人的意见进行了回复。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年10月12日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文替换页。其中具体的修改方式为：在复审通知书所针对的文件的基础上，将权利要求2和4的附加技术特征补入权利要求1中形成新的独立权利要求1；删除权利要求2和4；并对后续权利要求的编号作了适应性修改。修改后的权利要求1为：
“1. 一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤是：将含钒石煤粉，农作物秸秆粉、浓硫酸及2％(V/V)高氯酸溶液先后进行混合、搅拌，然后将500～1200吨搅拌好的混合物堆放在一个大型堆积池中，密闭放置24～48h进行自热炭化反应；将炭化后的渣加水搅拌浸取钒，浸取液调节pH值、用双氧水氧化低价钒后、按传统工艺进行树脂吸附钒、强碱洗脱钒、沉钒焙烧制备出99.5％以上的V2O5；
所述步骤中农作物秸秆粉为玉米秸秆、高粱秸秆中的一种或2种，用秸秆粉碎机加工至150目；
所述步骤中含钒石煤粉、农作物秸秆粉，两者混合比例按含钒石煤粉：农作物秸秆粉的质量比为1∶(0.01～0.05)进行，搅拌30～60min；
所述步骤中浓硫酸加入量，按含钒石煤粉与浓硫酸的质量比为1∶(0.2～0.35)进行，从硫酸罐中用计量泵按量加入，搅拌时间30～60min；
所述步骤中进行自热炭化，是指含钒石煤与浓硫酸、农作物秸秆和2％高氯酸溶液搅拌混合后的湿砂状混合物，用机械传输带送入大型堆积池中进行密闭放置，过程中产生自热；堆积池形状为一大坑，深入地下6米，长17米，宽4米，体积为408m3，池底建有隔热层、上面建有钢构棚，且堆积池表面盖有石棉布或保温泡沫作为隔热物保温。”
复审请求人认为：（1）对比文件1所述在常温常压下反应2-5天是一个熟化过程；（2）附件4提供的对比文件2的作者（蔡晋强）之前发表的论文（“石煤钒矿工艺及设备进展”，蔡晋强等，稀有金属与硬质合金，第38卷第2期，第67－71页，2010年6月）可作为证据证明对比文件2所述“外加剂S”并不具有与浓硫酸反应释放热量的效果；而且对比文件3中生物质只是在稀硫酸的环境中水解成糖类还原物质，并不是浓硫酸与生物质发生脱水反应产生热量。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年10月12日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定，因此本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日提交的说明书第1-49段、说明书附图图1、说明书摘要及摘要附图；2019年10月12日提交的权利要求第1-3项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
在创造性判断中，判断多篇对比文件是否存在结合启示时，应当分析对比文件所披露的技术特征所要解决的技术问题和所要实现的技术效果是否与权利要求所要求保护的技术方案的相应特征所要解决的技术问题和所要实现的技术效果相同，如果不相同或客观上不存在或者给出了相反的技术启示，则认为对比文件没有给出结合的技术启示，因此权利要求具备创造性。
具体到本案，权利要求1请求保护一种含钒石煤堆积炭化制备V2O5的方法，其中包含含钒石煤粉、农作物秸秆粉、浓硫酸及2%(V/V)高氯酸溶液的反应混合物在密闭的大型堆积池中进行了自热炭化反应。
合议组经核实，查明对比文件1公开了一种含钒石煤加浓硫酸及添加剂堆浸提钒的方法，包括以下步骤：第一步：将含钒工业品位石煤矿石粉碎至-20目以下；第二步：按照重量份的比例配比，其中石煤矿粉：浓硫酸：添加剂水溶液=100:15-22:5-9（经计算，石煤矿粉与浓硫酸的质量比为1：（0.15～0.22））；第三步：将配比好的石煤矿粉、浓硫酸、添加剂水溶液通过机械搅拌至混合均匀，直至有小球团产生，并堆成锥形，堆边矿粉厚度不小于2米，在常温常压下反应2-5天，至堆浸液的PH≥1；第四步：在常温常压下，将堆浸反应完全的石煤矿粉送至搅拌浸出反应釜，按照固液重量比为1：0.8-1.2加水进行机械搅拌浸出25-60分钟，加入还原剂硫代硫酸钠还原，加入碳酸钙调节PH值，控制物料的PH为2.5-3；经还原后的物料通过带式过滤机或板框压滤机进行固液分离，得到蓝色含钒母液；所得母液再经溶剂萃取或离子交换、沉钒、干燥煅烧，即得到含量为98%-99%的五氧化二钒；其中添加剂水溶液为含氯酸钠0.1mol／L-0.5 mol／L 和过氧化氢0.1mol／L-0.5 mol/L 的混合水溶液（参见说明书第6-8段）。
对比文件2公开了一种石煤钒矿自热拌硫酸熟化-水浸提钒的半工业试验方法，其中将外加剂S的水溶液加入石煤钒矿粉中，搅拌10min；再在搅拌下缓慢加入153kg浓硫酸，加完酸后继续搅拌5min。将拌酸料倒到铺有保温毡的地面上，使铁锹使之成堆并稍夯实。并用保温毡将料堆盖上进行熟化反应。熟化过程中记录的料堆的最高温度分别为118、123、117℃。然后将熟化料浸出提取钒。而且从表6和表12可知，随着熟化温度的升高，V2O5的浸出率明显上升（参见第3.2节，表6和表12）。试验发现，外加剂S与浓硫酸及石煤钒矿粉进行熟化反应时产生大量热量；经半工业试验证实，这些热量足以满足此反应过程升温所需。因此仅需稍加保温，拌酸熟化反应即可在自热条件下升温至预定温度而加快熟化反应，而熟化料在常温下用水浸出，可获得令人满意的V2O5浸出率。其中所述外加剂S为可溶于水的无机盐（参见第1节和第2.1节）。
对比文件3公开了一种氧化锰矿生物质直接浸出方法，其中公开了生物质的主要成分是纤维素，是氧化锰矿良好的还原剂，其中含有大量的纤维素、半纤维素、脂肪、树脂和戊多糖等还原成分，加入浓硫酸后发生放热反应，导致纤维素酸解为纤维二糖、纤维三糖等还原糖。这个过程称为水解糖化过程，硫酸在反应前后其量不变，仅起到催化作用。然后还原糖在酸性条件下将四价锰还原为二价可溶性锰。另一方面，体系中的纤维素在浓硫酸的作用下发生炭化、继而生成SO2，促进氧化锰矿的浸出。其中的生物质例如生物质秸秆（参见第1.8节）。
在此基础上，将权利要求1与对比文件1相比，至少存在以下区别技术特征：权利要求1中在反应混合物中添加了农作物秸秆粉，而且所述反应混合物在堆积池中密闭放置进行自热炭化反应。基于上述区别技术特征和本申请对上述区别技术特征所起作用的描述（参见说明书第25段），本申请权利要求1实际所要解决的技术问题是如何提高钒的浸出率。
基于以上分析可知，本申请创造性判断的关键在于：现有技术中是否给出了通过在含钒石煤粉拌酸料的反应混合物中添加农作物秸秆粉引发自热炭化反应，使含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒进而提高钒的浸取率的技术启示，从而得到本申请权利要求1所要保护技术方案。
对此，驳回决定和前置审查意见中认为：对比文件2给出了在含石煤钒矿和浓硫酸的熟化物料中添加“外加剂S”增加了自热热量的启示，即对比文件2添加的“外加剂S”的作用是自热产生反应所需的热量，无需外部供热；而且对比文件3给出了生物质与浓硫酸作用释放热量的技术启示，因而本领域技术人员出于节约成本、增加石煤熟化浸出的热量、提高钒浸出率的技术问题时，有动机将对比文件2、3公开的内容与对比文件1结合，进而在熟化酸浸时添加生物质原料作为与浓硫酸反应增加热量的试剂。
合议组经合议后认为，对于本领域技术人员而言，基于目前的证据，并不能得出本领域技术人员能够显而易见地想到在对比文件1所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物中添加农作物秸秆粉引发自热炭化反应，使含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒进而提高钒的浸取率的技术启示，具体理由如下：
首先，关于对比文件1，在对比文件1公开的含钒石煤加浓硫酸及添加剂堆浸提钒的方法中，是将配比好的石煤矿粉、浓硫酸、添加剂水溶液混合、堆积并在常温常压下反应2-5天至反应完成的。由此可见，该对比文件1所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物仅发生了熟化反应，其中没有涉及通过添加农作物秸秆粉使其发生自热炭化反应的任何相关记载，因而对比文件1没有给出任何有关向所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物中添加农作物秸秆粉可引发自热炭化反应，使含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒进而提高钒的浸取率的技术启示。
其次，关于对比文件2，在对比文件2公开的石煤钒矿自热拌硫酸熟化-水浸提钒的方法中，是将包括石煤钒矿粉、浓硫酸和外加剂无机盐S水溶液的拌酸料堆积进行自热熟化反应，熟化过程中记录的料堆的最高温度仅分别为118、123、117℃。由此可见，该对比文件2所述含钒石煤粉的拌酸料也仅在自热条件下发生了熟化反应；另外，根据对比文件2中所记载的“试验发现，外加剂S与浓硫酸及石煤钒矿粉进行熟化反应时产生大量热量；经半工业试验证实，这些热量足以满足此反应过程升温所需。因此仅需稍加保温，拌酸熟化反应即可在自热条件下升温至预定温度而加快熟化反应”，本领域技术人员无法据此得出对比文件2中所述“外加剂S”的作用是自热产生反应所需的热量，以及该对比文件2给出了所述“外加剂S”增加了自热反应热量的技术启示的结论，因此该对比文件2也没有给出任何有关向所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物中添加农作物秸秆粉引发自热炭化反应，使含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒进而提高钒的浸取率的技术启示。
再次，关于对比文件3，在对比文件3公开的氧化锰矿生物质直接浸出方法中，生物质主要是作为还原剂使用的，而且与生物质发生放热反应的浓硫酸仅起催化剂作用，其量在反应前后不变。因此对比文件3中的生物质以及浓硫酸的作用与本申请中的农作物秸秆粉和浓硫酸的作用均不同，而且对比文件3中的生物质与对比文件2教导的无机盐外加剂S在成分上也存在实质性差异，本领域技术人员根据对比文件2和3的公开内容，没有动机向对比文件1所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物添加农作物秸秆粉，并可合理预期农作物秸秆粉的加入可引发自热炭化反应导致含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒，从而达到提高钒的浸取率的技术效果。此外，也没有证据表明通过向所述含钒石煤粉拌酸料的反应混合物中添加农作物秸秆粉可引发自热炭化反应，使含钒石煤矿物晶格结构被破坏释放出钒进而提高钒的浸取率属于本领域的公知常识。
综上可知，合议组认为，基于现有的证据，本领域技术人员在对比文件1的基础上结合对比文件2和3无法显而易见地获得本申请权利要求1要求保护的技术方案，并合理预期其技术效果。基于权利要求1不具备创造性并进而得出其权利要求2-3不具备创造性的结论也不再成立。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年5月3日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求决定所针对文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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