1、項目背景

粉煤灰是火力發電廠燃煤鍋爐排放出的細塵。目前我國粉煤灰年排放量近6億噸，我國粉煤灰綜合利用率不足70%，由此造成了粉煤灰的大量堆存，累計堆存量已達30億噸，導致了一系列的環境、安全、土地占用等問題。

粉煤灰目前主要消納途徑是建筑、建材行業，用于混凝土摻合料、或者用于生產砌塊、燒結陶粒、燒結磚等。由于這些產品附加值低，而粉煤灰本身容重低，運輸困難，粉煤灰只能就地消納。因此，粉煤灰消納量過度依賴于當地基本建設的增長速度。一旦粉煤灰產生量大且產地集中，基本建設跟不上，粉煤灰大量堆存就難以避免。為了解決粉煤灰占地堆存問題，必須開拓粉煤灰其他大宗利用途徑，或生產高附加值產品，突破粉煤灰產品受限于銷售半徑的桎梏。

內蒙、山西、陜西、寧夏等地是我國重要的煤炭生產基地，也是我國重要的火電能源供應基地。由于經濟結構單一，人口密度低基建量有限，我國粉煤灰主要堆存在這些地區。而上述這些地區位于我國生態系統最脆弱的干旱半干旱區域。如果既能大量消納能源支柱產業固廢，又能緩解區域干旱半干旱問題，則不失為粉煤灰綜合利用的一大良策。

另一方面，農業部2015年印發了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，旨在解決我國目前存在的化肥過量施用、盲目施用、化肥利用率不高以及由此帶來的土壤板結、酸化等問題。上述多重壓力使得未來糧食穩產增產、農業可持續發展面臨嚴峻挑戰。

土壤調理劑是指用于保持和改善植物營養和土壤物理化學性質及生物活性的各種物料。據了解，目前我國土壤調理劑年需求量在4000萬噸以上，而產量只有200～300萬噸，且質量參差不齊、市場缺口大。以保水性為主要特點的土壤調理劑目前主要以有機材料為主，存在降解困難的嚴重問題。以肥料緩釋、平衡土壤營養元素為主要特點的土壤調理劑是解決化肥用量過大和土壤板結的重要途徑，但目前該領域研究在國內進展緩慢，遠遠不能滿足實際需求。

粉煤灰主要化學成分為氧化鋁和二氧化硅，二者總質量分數達80%以上，其中氧化鋁的含量一般在15%-30%，二氧化硅含量一般在40%-60%，與普通土壤成分極為相似。除此之外，粉煤灰還含有少量鈣、鎂、鐵、硫、鉬、磷、鉀、氯等近二十種元素。除氧化鋁外，上述其他元素均為植物生長所需元素，但活性低，直接利用時植物吸收量有限。

為此，該技術提出以粉煤灰為主要原料，借助于活化劑，制備具有高強保水性能且富含中量營養元素的粉煤灰基土壤保水·調理劑的新思路、新技術。通過改變粉煤灰內部主要元素賦存狀態和微觀結構，大幅提高其持水、保水性能，增加土壤的抗干旱能力；深度活化其中有益元素，大幅提高其生理活性，有效補給土壤中微量元素，平衡土壤營養元素水平。同時，由于改性粉煤灰特定的微觀結構，其對傳統氮磷鉀肥料具有良好的緩釋功能。

2017年，新產品已在赤峰、呼倫貝爾等地完成17畝的玉米種植大田試驗，證實了其對土壤保墑、玉米增產、肥料緩釋的突出效果，獲得了可大面積推廣的改性粉煤灰基土壤調理劑制備及施用技術，在有效改善干旱地區土壤性狀的同時，有望為粉煤灰的大宗高值利用開辟一條新途徑。此外，該新技術的推廣應用，不僅可有效緩解我國北部、西部地區土地干旱、沙漠化的嚴重局面，而且隨著我國“一帶一路”世界性戰略的推進和實施，可為干旱缺水的西亞地區帶來福音，助力提升我們國家的大國地位。

2、技術特點

1）吸水率高，可達到自身重量的4～9倍；

2）保水能力強，土壤吸水飽和后，可保水50天左右；

3）減少傳統氮磷鉀施用量20-40%。由于緩釋效果突出，氮肥緩釋60%，磷肥緩釋20%； 

4）提供植物生長所需的中微量元素，平衡土壤營養元素水平；

5）原料來源廣，以當地褐煤粉煤灰為原料，原料充足，供應穩定，成本低廉；

3、技術成熟度

本項目技術成熟，工藝穩定，容易實施，已有五年以上的實驗室小試、放大試驗、中試生產的經驗。產品于2017年在呼倫貝爾格尼河農場和赤峰喀喇沁旗完成了17畝、三塊玉米種植大田試驗，在傳統氮磷鉀復合肥減量20-40%的情況下，玉米最高增產36%，平均增產20%以上，增產效果顯著，且玉米品質穩定。

4、項目效益分析

經濟效益：根據市場調研分析，目前市場上土壤保水調理劑售價每噸在1500元～4000元之間。若年銷售達到20萬噸，則產值可達到4-5億元，實現稅前利潤3億元。

社會效益：產品的推廣應用，除可大量消納粉煤灰外，還可以在創造就業機會（每條生產線可提供就業50人）、帶動當地相關產業（如設備加工、測土施肥等）發展等方面，助力于地區經濟發展，最終取得環境和社會效益雙贏。據初步估算，若全盟土地全部施用，預計每年消納粉煤灰300萬噸。