硅肥是一种优质、高效、无毒、广谱的新型矿物肥料。目前市场上的硅肥,普遍存在着有效硅含量低,价格偏高的问题,难于大面积推广使用。 本文紧紧围绕粉煤灰硅肥料的制备与应用展开了研究,力图在实现将粉煤灰及造纸黑液两大污染物变废为宝的同时,为农业的可持续发展做出贡献。 首先用正交试验对粉煤灰硅肥料的制备工艺条件如粉煤灰粒度、马弗炉温度、加热时间、碱度、添加剂等因素进行了研究。试验表明粉煤灰粒度越小,活化剂KOH浓度越高越有利于粉煤灰中有效硅含量的提高,但当碱度过高时,碱浸后的粉煤灰容易受潮,影响后续试验;使用固体添加剂K₂CO₃和CaCO₃则不会出现上述情况,且能提高有效硅的量;焙烧后的粉煤灰可进行自然冷却处理。 根据初步研究考虑使用造纸黑液为活化剂,利用其强碱性及所蕴含的高能量来制备硅肥料。研究表明:将催化剂C₃及配比为5∶1～8∶1黑液与粉煤灰均匀混合后,先在电阻炉上进行干燥,然后在750～800℃马弗炉中煅烧10min即可制得有效硅含量≥30%的硅肥。 对粉煤灰中的有益微量元素（Cu、Zn、Mn、Se）和有害重金属元素（Cr、Cd、Hg、Pb）的最大排放量和淋溶规律进行了研究,考察粉煤灰制硅肥的可行性。研究表明:粉煤灰中的有害微量元素含量低,溶出量更低于《GB 8173-87农用粉煤灰中污染物控制标准》,不会给环境带来负面影响,更不会通过食物链危及人类的健康,因此,粉煤灰制硅肥具有可行性;粉煤灰中的有益微量元素含量分布不均匀差别较大,酸性条件下比中性条件下更易溶出,制硅肥时可根据土壤的不同对有益元素进行调配,使其稳定在一个合理的保有值。 对黑液、粉煤灰及不同配比的硅肥进行了X射线衍射测试（XRD）和扫描电镜测试（SEM）,研究它们之间的不同,为硅肥制备工艺的进一步优化和硅肥的应用、机理研究提供一定的理论依据。 最后研究了施用硅肥后对土壤和农作物的影响,研究表明:施用硅肥不会造成土壤碱化,能促进作物生长,提高作物产量。