纸是人类文明传承的重要载体，也是现代社会不可或缺的消费品。在从木材到纸张的转变过程中，化学制浆是最核心的工序——用化学药剂将木材中的木质素溶解，使纤维素纤维分离出来。这一过程消耗大量的碱，而这些碱的循环再生，离不开生石灰的参与。可以说，没有生石灰，就没有现代造纸工业的碱回收系统，也就没有规模化、可持续的纸张生产。
化学制浆主要采用硫酸盐法和烧碱法，两者的共同点是以氢氧化钠（NaOH）为主要蒸煮药剂。在蒸煮过程中，氢氧化钠与木质素反应后被消耗，转化为碳酸钠（Na₂CO₃）和硫化钠（Na₂S，硫酸盐法特有）。蒸煮废液（黑液）经蒸发浓缩后送入碱回收炉燃烧，有机物燃烧产生热能，无机物则以熔融态碳酸钠和硫化钠（绿液的主要成分）的形式从炉底排出。将绿液溶解于水后，加入生石灰（CaO）进行苛化反应：Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2NaOH + CaCO₃↓。反应生成的氢氧化钠溶液（白液）返回蒸煮工段循环使用，沉淀的碳酸钙（白泥）则排出系统。这一碱回收循环使制浆企业的碱回收率达到95%以上，极大地降低了生产成本和环境污染负荷。
苛化工艺是碱回收系统的核心单元，苛化效率直接决定了白液的质量和碱回收率。苛化反应在搅拌反应器（苛化器）中进行，操作温度控制在85-95℃，反应时间约1.5-2.5小时。影响苛化效率的关键因素包括石灰质量、绿液浓度、石灰用量、反应温度和停留时间等。石灰的质量是首要因素——有效氧化钙含量应不低于85%，活性度（以4N盐酸滴定至pH值4.0的毫升数计）应在200-300mL以上，细度要求0.2mm筛余小于5%，且氧化镁含量低于2%。劣质石灰不仅苛化效率低，还会增加白泥产量和处理难度。绿液浓度一般控制在80-120g/L（以Na₂CO₃计），浓度过低会降低设备利用率，浓度过高则增加溶液粘度，影响反应速率。石灰用量按CaO/Na₂CO₃摩尔比控制，理论值为0.5-0.6，实际生产中常过量5%-10%以保证反应完全。苛化产物白液中氢氧化钠浓度可达80-110g/L，总碱度中活性碱（NaOH+Na₂S）占比超过80%，可直接用于蒸煮工段。
苛化过程产生的大量白泥（每吨浆约产生0.8-1.0吨绝干白泥）是造纸工业的主要固体废物。白泥的主要成分是碳酸钙（含量85%-95%），还含有少量未反应的石灰、氢氧化钠、硫化钠和硅酸盐等杂质。白泥的pH值通常在10-12之间，属于碱性固体废物。白泥的资源化利用是造纸企业面临的重要环保课题。目前主要的利用途径包括：用作水泥生产的钙质原料，替代部分石灰石；用作燃煤电厂的烟气脱硫剂，替代商品石灰石粉；用作酸性土壤改良剂，中和土壤酸度；用作矿山采空区的填充材料；经洗涤、筛选、煅烧处理后回用于苛化工段（白泥再生石灰技术）。其中，白泥用作水泥原料是最成熟、消纳量最大的途径，一个日产5000吨熟料的水泥生产线每年可消纳白泥15-20万吨。
生石灰在造纸工业中的另一重要应用是沉淀碳酸钙（PCC）的生产。碳酸钙是造纸工业用量最大的无机填料和涂布颜料，可提高纸张的白度、不透明度、平滑度和印刷适性，同时降低植物纤维用量，节约成本。沉淀碳酸钙是通过化学合成方法制得的碳酸钙产品，与研磨碳酸钙（GCC，由天然大理石或石灰石机械粉碎而得）相比，具有纯度更高、白度更好、晶型和粒径可控等优点。沉淀碳酸钙的生产工艺为：将石灰石高温煅烧生成生石灰，生石灰消化为石灰乳，石灰乳与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀：
CaCO₃（石灰石）→ CaO + CO₂↑
CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
通过控制反应条件（二氧化碳通入速率、温度、搅拌强度、添加剂种类等），可以制备出不同晶型的碳酸钙产品。纸用沉淀碳酸钙主要有三种晶型：方解石（菱形或偏三角面体）、文石（针状）和球霰石（球形）。方解石型PCC用于纸张填料，可以改善纸张的不透明度、透气性和印刷适性；文石型PCC的针状晶体可以充填纤维间隙，提高纸张的强度和表面平滑度；球形PCC用于高级涂布纸，可以改善涂层的均匀性和光泽度。沉淀碳酸钙在纸张中的填充量可达10%-30%，视纸张品种和质量要求而定。与研磨碳酸钙相比，沉淀碳酸钙的白度更高（ISO白度96-98，GCC为90-94），粒径更细（平均粒径0.5-3微米可控），晶形更规整，特别适用于高级文化纸、涂布纸和特种纸的生产。
值得一提的是，造纸白泥和沉淀碳酸钙生产之间存在技术联系。部分造纸企业采用“白泥精制PCC”技术，将苛化白泥经洗涤、除杂、研磨、分级处理后，转化为可用于纸张填料的轻质碳酸钙产品。这一技术实现了白泥在企业内部的资源化循环，既减少了固体废物排放，又节约了外购填料的成本，是循环经济理念在造纸工业中的良好实践。
在造纸废水处理方面，生石灰也有一定应用。造纸废水含有大量悬浮物（纤维、填料）、有机物（木质素衍生物、糖类）和色素，具有COD高、色度高的特点。生石灰用于废水处理的主要作用包括：中和酸性废水（某些特种纸生产过程中产生的酸性废水）、调节pH值促进混凝沉淀、沉淀部分有机酸和色素、以及污泥脱水调理。石灰处理通常作为生化处理的预处理措施，不能单独达到排放标准。
生石灰在造纸工业中的应用也存在一些技术和管理难点。苛化工艺中，石灰中的二氧化硅和镁盐等杂质会影响苛化效率和白泥品质；绿液中的硅、铝等成分会在设备表面形成结垢，影响传热和物料输送；白泥的洗涤和脱水难度大，残碱过高会影响后续利用；白泥精制PCC的技术经济性取决于企业规模、白泥品质和产品定位等因素。
随着造纸工业向大型化、清洁化、循环化方向发展，生石灰及其衍生产品的应用技术也在不断进步。高效苛化反应器、白泥洗涤-过滤一体化设备、白泥精制PCC生产线等新技术的应用，提高了碱回收系统的运行效率和资源利用率。生石灰这一传统工业原料，在造纸工业的绿色转型中持续发挥基础性支撑作用。
