煤炭是我国主要的能源支柱,高硫煤燃烧利用过程中不仅会引起环境污染问题,也会影响设备及产品质量,高硫煤的脱硫研究一直是矿业工程、环境安全、洁净能源等领域的研究热点。针对以上问题,本研究以“低毒代替高毒、无毒代替有毒”为指导思想,提出了高硫煤“还原铁粉+热处理+磁选”燃前脱硫新方法,开展了高硫煤的燃前脱硫实验研究。通过筛分析实验和表征实验分析了高硫煤物理化学特性;分别开展“热处理+磁选”和“还原铁粉+热处理+磁选”脱硫实验,确定影响脱硫效果的关键因素及条件;分析形态硫分布的变化情况,厘清脱硫过程中形态硫迁移变化规律和含硫基团的脱除机制。开展了实地调研,了解重庆市某矿区选煤厂脱硫工艺与现状;选择上二叠系龙潭组4个煤层高硫煤作为研究对象。筛分析实验结果表明硫分保持了统计自相似性,煤中黄铁矿、硫酸盐等相对于煤机质硬度较大,在破碎过程中易分离但不易破碎,聚集在粒度级偏大的产品中,导致0-50mm粒度的高硫煤硫分含量随粒度的减小而降低;煤中无机硫主要包括:Ca SO₄、Fe2(SO4)3、Fe S₂、Fe_1-xS、Fe S等,有机硫主要包括:硫醇、硫醚、噻吩、亚砜、砜、有机磺酸等。脱硫实验结果表明,还原铁粉可以显著提高煤炭磁选脱硫效果,温度在600℃、时间为1 h、煤铁质量比为5:2时脱硫效果最好,全硫脱除率为79.47%,有机硫脱除率达到了75.58%,无机硫脱硫率为85.08%,并且煤的发热量增加了9.8%,脱硫效果较好。但洁净煤回收率较低,仅为66.35%。验证实验结果表明:煤中各形态硫脱除率较高,并且增加了煤的发热量,该脱硫方法较适合高硫煤的洁净利用。洁净煤回收率可以通过改进磁选装置进一步提高。场发射扫描电镜分析结果显示,被分离的煤铁混合物中存在磁性矿物。X射线衍射仪检测分析结果显示,煤中硫酸盐在还原铁粉参与下发生了分解反应,部分硫分以SO₂、SO₃的形式逸出。傅里叶变换红外光谱分析结果显示,还原铁粉可以促进热处理条件下有机质的C-S键断裂。噻吩、硫醚类有机质的碳硫键断裂产生的活性硫被还原铁粉捕捉,形成硫铁化合物附着在还原铁粉上被磁选分离;热处理可以使硫醇、有机磺酸类有机质的碳硫键断裂产生-SH基团与-H基团结合成H₂S气体逸出,还原铁粉可以促进硫醇类有机质分解和亚砜氧化成砜类的过程。