水力分级的概述

    水力分级是根据矿粒在运动介质中沉降速度的不同，将粒度级别较宽的矿粒群，分成若干窄粒度级别产物的过程。按所使用介质不同，分为水力分级和风力分级。它们的分级原理是相同的，本节只讨论水力分级。
    水力分级和筛分的性质相同。但筛分是比较严格地按几何尺寸分开，筛分产物具有严格的粒度界限。而水力分级则是按沉降速度差分开。矿粒的形状、密度以及沉降条件对按粒度分级均有影响，因而分级不是严格按粒级进行的,具有较宽的粒度范围。它们的主要区别见表1。     

下表  筛分和分级的比较

类别	工作原理	产品特性	工作效率	应用范围
筛分	严格按粒度分级	同级产物中粒度大小比较均匀，平均直径相同	对细粒物料筛分效率较低	大于2~3mm的物料
分级	按沉降速度分级，密度对按粒度分级有影响	同级产物中主要是等降颗粒。大密度矿粒平均直径比小密度矿粒平均直径小	处理细粒物料效率比筛分法高	一般用于不小于2~3mm的物料

    分级产物的粒度与分级的界限粒度(分界粒度)是有关联但又是不相同的概念。分级产物的粒度常以该产物的粒度范围(如0.25~0.5mm)表示，或以某特定粒度(如大于或小于0.074mm)在该产物中的含量表示。它仅说明分级产物的粒度范围,而不能表示出两种分级产品的分界粒度。分界粒度常以分级粒度和分离粒度两种方法表示。分级粒度是指按沉降速度计算的分开两种产物的临界颗粒的粒度,而分离粒度则是指实际进入沉砂和溢流中分配率各占50%的极窄粒级的平均粒度。凡大于分离粒度的颗粒大多进入沉砂中,小于分离粒度的颗粒大多进入溢流中。水力分级所用介质可作垂直的、接近水平的或回转运动。上升介质流中颗粒是依据绝对速度的方向分离的，由下式判断    式中  υ0 —矿粒在静止介质中的沉降末速；
            ua — 上升介质流速。
    分级过程的示意图见下图（a）,沉降末速大于上升介质流速的矿粒下沉到分级设备的底部,作为沉砂或底流排出；沉降末速小于上升介质流速的细粒级产物从上端溢出，成为溢流。如果要得到多个粒级产物,则可将溢流(或沉砂)在依次减小（或增大）的上升水流中继续进行分级。

 图中  颗粒在垂直介质流及水平介质流中分级示意图
    (a)垂直上升介质流；（b）在接近水平的介质流

    在接近水平流中进行分级时，颗粒的水平运动速度可认为与水平流速相等，但因颗粒沉降速度的不同,而将有不同的运动轨迹。最粗的颗粒较早地沉降下来，中等及细粒级的颗粒依次沉降下来,故在各分级室可得到不同粒度的沉砂,如上图（b）所示。最细粒级由分级室末端溢出。在回转流中,颗粒根据径向速度差分离。介质的向心运动速度是决定分级粒度的基本因素。
    水力分级在选矿中的应用：
    1.与磨矿作业构成闭路作业，及时分出合格粒度产物，以减少过磨。
    2.在某些重选作业(如摇床选、溜槽选等)之前，作为准备作业，对原料进行分级,分级后的产物,分别给入不同设备或在不同操作条件下进行分选。
    3.对原矿或选后产物进行脱泥或脱水。
    4.在实验室内，测定微细物料的粒度组成。