煤系高岭土是我国独有的高岭土矿产资源，赋存于煤层夹矸中，与煤共生。在煤炭的采选过程中，煤矸石多被作为尾矿废弃堆置，不仅对环境造成了污染，更是高岭土矿产资源的巨大浪费。煤系高岭土均或多或少含有碳及铁、钛杂质，煅烧、磁选、浮选、分级是其最常用的加工手段。煤系高岭土经选矿后，其煅烧产品具有矿物组成单一、化学成分纯净、耐火性良好、分散性优良、化学性质稳定、电绝缘性好等特点，因而应用范围比水洗高岭土更广。以内蒙古鄂尔多斯地区选煤尾矿为研究对象，对其中蕴含的煤系硬质高岭土进行选矿回收。通过采用XRD、XRF、热分析、化学分析、显微镜等测试手段从化学组成、矿物组成、物相结构和晶体结构等方面对鄂尔多斯煤尾矿中硬质高岭土进行工艺矿物学分析。分析表明：矿样主要矿物为高岭石，杂质主要为非粘土硅酸盐、铁矿物、钛矿物和含碳杂质。选矿主要目的是提高铝含量，脱除硅、铁、钛、含碳杂质，从而得到高品质的高岭土产品。针对矿样中杂质与目的矿物的性质差异选择不同的除杂手段。采用分级去除难磨细粗粒硅质；磁选除去磁性铁、钛矿物；浮选脱除硫铁矿和煤分；炭质和残存铁、钛杂质则通过浮选、煅烧除去。矿样经磨矿、分级、浮选脱碳、浮选脱硫、磁选，再经高温煅烧后即可得到较高白度产品。通过磨矿细度试验，确定浮选分离的最佳磨矿细度为-0.074mm90.03%，-0.045mm83.57%。试验确定的适宜浮选药剂制度为：脱碳煤油600g/t，2#油150g/t，水玻璃为2.5kg/t，模数为2.5；除铁阶段pH值为6，硫酸1kg/t，黄药120g/t，2#油120g/t。适宜的煅烧制度为：煅烧时间4h，弱氧化气氛，煅烧温度950℃，入炉温度750℃，NaCl用量2%。原矿Al2O3含量27.90%，Fe2O3含量0.94%，TiO2含量0.90%，煅烧白度69%，经选矿提纯可得到产率52.82%，Al2O3含量34.65%，Al2O3回收率65.60%，Fe2O3含量0.58%，TiO2含量0.53%，煅烧白度84.20%的精矿产品。该产品达到橡塑工业用煅烧优级高岭土、涂料工业用煅烧三级高岭土的质量标准。分析表明：硬质高岭土矿样中碳质，主要为残留煤粒，煤油以“油滴”形式在矿浆中分散，与煤粒吸附形成油团，从而团聚上浮；黄药与黄铁矿的吸附，主要以双黄药和黄原酸盐的形式存在，同时存在着分子吸附和化学吸附，视矿浆环境不同，占主导地位的吸附形式不同；NaCl的增白主要是高温下反应生成Cl2，从而与铁、钛杂质反应生成低沸点产物高温挥发的结果，NaCl对致色离子的遮盖也对煅烧白度的提升有一定作用。