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本研究课题以汶南华恒选煤厂的高硫煤作为试验煤样，探讨了三锥水介旋流器的脱硫效果及其分选机理。首先通过筛分和浮沉试验分析了汶南华恒高硫煤原煤的性质，讨论了该高硫煤中灰分、全硫、黄铁矿硫和有机硫随粒度和密度的分布情况，并利用Design-Expert8.0试验设计软件确定了汶南华恒高硫煤中黄铁矿硫随粒度和密度分布规律的数学模型，所得到的数学模型对于不同粒度和密度中黄铁矿硫分能较好的拟合和预测。用三锥水介旋流器进行脱硫试验，先进行单因素试验，确定出三锥水介旋流器各操作参数的合理范围，并分析了各操作参数对脱硫指标的影响规律，然后利用Design-Expert8.0设计了Box-Behnken响应面试验，确定出三锥水介旋流器各操作参数对脱硫效果影响的数学模型，得出三锥水介旋流器用于试验煤样脱硫时的最佳操作参数为入料压强0.07MPa，入料浓度164.94g/L，溢流管插入深度为5.24cm，预测得到的全硫脱硫完善度为42.21％，黄铁矿硫脱硫完善度为85.36％，可燃体回收率为93.45％。 由于三锥水介旋流器的分级作用，溢流中含有大量的高灰细泥，导致溢流的整体灰分较高，不能作为合格精煤，因此设计了“三锥水介旋流器-浮选”的联合脱硫降灰工艺。试验结果表明该工艺流程不仅能有效的脱除试验煤样中的黄铁矿，同时还能有效的回收细粒级中精煤。利用“破碎-浮沉”的试验方法分析了汶南华恒高硫煤中13-25mm粒级脱除黄铁矿硫合理的破碎粒度为3mm，在该破碎粒度下小于1.6g/cm3密度的浮物中黄铁矿硫分含量最低。将汶南华恒高硫煤中13-25mm粒级破碎到3mm后利用设计的“三锥水介旋流器-浮选”的联合工艺流程进行了脱硫降灰试验，试验得到的精煤全硫为1.39％，比破碎前理论分选结果的精煤硫分1.95％低了0.56个百分点，可见对于以黄铁矿硫为主的大粒级高硫煤破碎到合适粒度后进行分选能经济有效的提高脱硫效果。 通过对入料、底流、溢流进行筛分和浮沉分析，讨论了三锥水介旋流器的脱硫降灰深度，得到了三锥水介旋流器的降灰深度为0.125mm，脱硫深度为0.075mm。 利用计算流体力学软件FLUENT14.0对三锥水介旋流器内部的清水流场进行了数值模拟，得到了其内部的压力和速度分布情况。讨论了三锥水介旋流器的分选机理，得到了颗粒在三锥水介旋流器内部运动的径向速度与颗粒的粒度和密度，颗粒所处的径向和轴向位置以及颗粒的切向角速度的函数关系。