煤系高岭土中往往富含黄铁矿和炭质物等，导致COD值通常高于市场需求的数倍乃至数十倍。为满足水泥、玻璃纤维、工程塑料填料等应用领域对煤系高岭土COD的技术需求，本文重点研究煤系高岭土中黄铁矿和炭质物的选矿分离与低温焙烧降低COD技术，揭示煤系高岭土中炭质物结构、类型与热分解特性，解析COD降低过程中的微观机制与反应历程。研究结论主要包括四个方面：　　一、煤系高岭土工艺矿物学研究与COD系统分析　　借助XRD、IR、TG-DTA、SEM-EDS、光学薄片显微分析等手段对煤系高岭土进行矿物学表征分析。原矿中高岭石约占85％，黄铁矿、锐钛矿等约占4%，其中铁以黄铁矿形式与高岭石伴生，主要分布在60~74μm粒级。高岭石含量在不同粒级中差别不明显。系统分析了各粒级煤系高岭土COD值，认为COD值大小与赋存于煤系高岭土中黄铁矿、炭/碳质物含量密切相关。　　二、煤系高岭土中黄铁矿、炭质物选矿分离　　在对煤系高岭土原矿进行磨矿、浮选与高梯度磁选等条件试验基础上，系统研究并优化了各分离作业的最佳工艺参数。优化的反浮选试验条件为磨矿细度-74μm占95.7%，六偏磷酸钠用量2.0kg/t，矿浆自然pH值（pH值约6.2）；脱炭作业捕收剂煤油用量200g/t，起泡剂2＃油用量20g/t；脱硫作业捕收剂黄药用量110g/t，起泡剂2＃油用量15g/t；高梯度磁选工艺参数为磁场强度B=1.2T，脉冲转速200r/min，矿浆流速1.0cm/s。经过一段闭路磨矿筛分分级，两段浮选，—次高梯度磁选的选矿分离后，煤系高岭土中黄铁矿、炭质物等杂质矿物得到了有效分离。　　三、低温焙烧降低COD研究　　煤系高岭土原矿中COD主要赋存于60~150μm粒级，且在60~74μm粒级含量最高（27517μg/g）。在焙烧温度450℃、升温时间3h、保温时间5h时，煤系高岭土COD值最低可降至589μg/g，较原矿下降97%以上，低温焙烧能显著降低煤系高岭土COD。　　浮选泡沫产物能有效富集煤系高岭土的炭质物和黄铁矿，对降低煤系高岭土COD极为重要。其中脱炭和脱硫泡沫产物COD值分别为216202μg/g、200513μg/g，分别为原矿近十倍，浮选后高岭土精矿COD值3533μg/g，仅为煤系高岭土原矿的18%。浮选高岭土精矿在300℃焙烧时即能满足玻璃纤维对煤系高岭土COD的指标要求，对COD值有更低要求时，氧化焙烧温度400~450℃最为适宜，COD值最低可降至290μg/g。　　四、煤系高岭土热分解机理与降低COD理论模型　　基于不同粒级COD分析及热力学计算，不同粒级中COD与表观活化能Ea具有一定的线性相关度（R2=0.932）。建立了可描述煤系高岭土热分解机理的函数关系式此处为公式。　　基于主成分分析方法，对煤系高岭土COD的影响因素建立了能定量描述的理论模型，其中焙烧温度、TOC含量和黄铁矿含量在主成分分析模型中累计贡献率超过96%，能较好地概括降低COD的主要影响因素。　　首次深入系统地揭示了煤系高岭土中炭质物组成类型与分子结构。炭质物大分子主要由芳环结构组成，且多为1~2个苯环单元，含氧官能团主要为酚羟基，且多以双酚A、苯酚的形式存在。研究和调控煤系高岭土中炭质物热分解，解析COD降低过程中的微观机制与反应历程，为煤系高岭土在水泥、玻璃纤维、工程塑料填料等领域大规模应用提供了低碳节能新技术途径。