辽宁鑫达滑石集团有限公司——曹心愚

系列第一篇我们解析了滑石粉磨浆节能的四大潜在机制，本篇将基于鑫达滑石集团的全套实验研究与工业化中试，用真实数据验证机制有效性，同时分析其工业化应用的价值、挑战与未来方向。

四、辽宁鑫达滑石集团的相关研究与实践

鑫达滑石集团依托自身高品质滑石资源和先进的粉体加工技术，针对上述机制假设，开展了一系列实验室小试和工业化中试研究，旨在验证滑石粉降低磨功耗的实际效果，并探索其作用规律。

4.1实验材料与方法

原料：选用鑫达滑石集团生产的三种不同规格的造纸级滑石粉：SD9043-A（中位径 D50=10μm，片状结构良好）、SD9043-B（中位径 D50=5.0μm，片状度一般）、SD9043-C（中位径 D50=10μm，经表面改性处理）。对比组为市售普通重质碳酸钙（GCC，中位径 D50=10μm）和不加填料的空白组。所有实   验用浆料为漂白硫酸盐针叶木浆（NBKP）和漂白硫酸盐阔叶木浆（LBKP）按 7:3 比例混合的化机浆。方法：实验室磨浆实验：采用 PFI 磨（或实验室标准磨浆机），在固定浆浓（10%）、磨浆转数（如 10000 转）的条件下，分别加入不同种类和比例的滑石粉（相对于绝干浆的质量百分比，分别为 0%、5%、10%、15%），测定磨浆前后的打浆度（°SR，衡量浆料滤水性能的核心指标）、纤维长度分布（FQA 分析）以及单位磨浆能耗。

能耗监测与分析：精确记录磨浆过程中的电流、电压和时间，计算实际消耗的电能。采用热成像仪监测磨盘表面温度变化，间接反映无效能耗。

纤维形态观察：通过扫描电子显微镜（SEM）观察添加不同填料后纤维的表面形态、细纤维化程度以及滑石粉的分布状态。

工业化中试：在某合作造纸厂的双盘磨浆机上进行中试，处理量为 5-10 t/d，考察连续生产过程中滑石粉对磨浆能耗、成浆质量及后续抄纸性能的影响。

4.2 实验结果与分析

磨功耗变化规律：实验室结果表明，与不添加填料相比，适量添加鑫达滑石集团 SD9043-A 滑石粉（5%—10%）可显著降低磨浆能耗，降幅最高可达 5%—12%。SD9043-B 由于片状度较差，节能效果略逊一筹（5%—7%）。SD9043-C 经表面改性后，分散性提高，与纤维的相容性增强，其节能效果与 SD9043-A 相当，且在较高添加量（15%）下仍能保持较好的节能效果，而未改性细粉则易产生团聚，导致能耗略有上升或出现 “增耗” 现象。相比之下，重质碳酸钙（GCC，中位径 D50=10μm），在同等添加量下，磨浆能耗基本无变化甚至略有增加（约 + 2%—3%），这可能与 GCC 的棱角形貌和较高硬度有关 [3]。

成浆质量与纤维形态：添加滑石粉的浆样，其打浆度与空白组相近或略有提高，但纤维平均长度损失率显著低于空白组，长纤维比例更高。SEM 观察显示，添加滑石粉的纤维表面细纤维化良好，而滑石粉片层主要附着在纤维表面或填充于纤维网络间隙，未见明显的纤维切断现象。这表明滑石粉的加入，在达到相近打浆度的情况下，减少了纤维的无效切断，保护了纤维长度，这与 “应力分散与缓冲” 效应相符。

工业化中试结果：在中试线上，持续添加 10% 的 SD9043-A 滑石粉，双盘磨浆机的电机电流平均下降约 6.5%，吨浆电耗降低约 5.8 kWh/t。同时，成浆的滤水性能有所改善，后续抄造的文化纸在保持原有强度指标的前提下，不透明度和白度略有提升，松厚度增加，印刷适性良好。

4.3 作用机制的初步验证

结合实验结果，鑫达滑石集团研究认为，滑石粉的 “润滑与隔离” 效应和 “应力分散与缓冲” 效应是其降低磨功耗的主要机制。片状滑石粉的润滑作用减少了摩擦生热和无效功，而低硬度特性则有效保护了纤维，减少了因纤维过度切断和损伤造成的能量损失。表面改性的滑石粉（SD9043-C）通过改善其与纤维的界面结合，进一步增强了润滑和缓冲效果，从而在较高添加量下仍能有效节能。

五、滑石粉降低磨功耗的工业化应用前景与挑战

5.1 应用前景

直接经济效益显著：磨浆是造纸厂的主要能耗单元，即使磨功耗仅降低 5%—10%，对于一个中型造纸厂而言，年节约电费可达数十万甚至上百万元。

提升成纸质量与生产效率：在降低能耗的同时，滑石粉还能改善成纸的某些关键性能，如松厚度、不透明度和印刷适性，有助于企业开发高附加值产品。

符合绿色制造与可持续发展战略：降低能耗意味着减少碳排放，符合当前国家 “双碳” 目标对制造业的节能减排要求，提升企业的社会责任感和绿色形象。

拓展滑石粉在造纸领域的应用价值：将滑石粉从单纯的 “填料” 提升为 “功能性助剂 / 节能材料”，有助于巩固和扩大其在造纸工业的市场份额。

5.2 面临的挑战

最佳添加量与配方的确定：滑石粉的节能效果受其自身特性（粒径、片形、硬度、表面处理）、浆种、磨浆设备参数等多种因素影响，需要针对不同纸种和生产条件进行精细化的配方优化和工艺调整。

对后续工段的影响评估：虽然前期研究表明对成纸质量有积极影响，但长期大规模应用仍需系统评估其对纸机湿部化学、助留助滤体系、纸张耐久性等方面可能产生的潜在影响。

成本效益的综合考量：虽然滑石粉本身价格较高，但考虑其带来的节能收益，综合成本效益需进行精确核算。

市场认知与接受度：将滑石粉的 “节能” 功能作为新的卖点，需要行业内的广泛宣传和成功案例的示范推广，以改变传统认知。

六、结论与展望

本文以辽宁鑫达滑石集团有限公司的研究实践为核心，系统探讨了滑石粉在造纸磨浆过程中降低磨功耗的 “隐形” 作用。研究表明，滑石粉并非仅仅是造纸过程中的惰性填料，其独特的片状结构、低硬度和表面性质，通过 “润滑与隔离”、“应力分散与缓冲” 等机制，能够有效减少磨浆过程中的无效摩擦和纤维损伤，从而显著降低磨浆能耗。鑫达滑石集团的实验数据证实，在特定条件下，添加优质滑石粉可使磨功耗降低 5%—12%，同时兼顾成纸质量的提升。

这一发现为造纸工业的节能降耗开辟了新的途径，也为滑石粉在造纸领域的应用价值赋予了新的内涵。未来，鑫达滑石集团将继续深化相关研究，重点在于：1）建立滑石粉特性 - 磨浆工艺－节能效果之间的定量关系模型；2）开发针对不同纸种和磨浆设备的专用滑石粉产品及配套应用技术；3）开展长期工业化应用的效果跟踪与全面评估。同时，也期待与更多造纸企业合作，共同推动这一绿色节能技术在行业内的广泛应用，为实现造纸工业的可持续发展贡献力量。

参考文献

[1]陈克复. 制浆造纸工程全书[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2001.

[2]刘温霞, 邱化玉. 造纸湿部化学原理及其应用[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2010.

[3]张美云, 等. 造纸填料与颜料[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2015. 

从滑石粉磨浆节能的理论机制解析，到实验室与工业化的双重实验验证，再到行业落地的前景与挑战分析，本次系列内容基于鑫达滑石集团的研究实践，完整拆解了滑石粉在造纸磨浆过程中的 “隐形” 节能作用。这一研究不仅让滑石粉从传统造纸填料升级为 “节能型功能材料”，更为造纸行业降本增效、实现绿色可持续发展提供了全新的实践路径，期待这一技术在行业内的广泛落地与深化应用。