水力分析(简称水析)是借测定颗粒的沉降速度间接测量颗粒粒度组成的方法。常用于小于0.1mm物料的粒度组成测定。常用水析法有三种：重力沉降法、上升水流法和离心沉降法。测定对象是小于0.1mm的物料。测定条件在自由沉降条件下进行，悬浮液的固体容积浓度小于3%，按斯托克斯沉降速度公式计算，即
式中 h —沉降距离，m;
t —沉降时间，s；
其他符号意义同前。
为了防止水析过程中固体颗粒团聚，通常加入水玻璃等分散剂，它们在水中的浓度是0.01%~0.2%。
（一）沉降水析法
沉降法中比较简单而又可靠的方法是淘析法，淘析法的基本原理是利用逐步缩短沉降时间的方法，由细至粗、逐步地将各粒级物料从试料中淘析出来。
淘析法水析装置也称萨巴宁沉降分析仪,如图1所示,淘析过程是在一个直径为70~100mm、高度为150~170mm的玻璃杯1中进行的。杯内装有一根直径约为6~10mm的虹吸管2。虹吸管的短管部分应插入杯内,使其管口下端距固体沉淀物料面留有5mm的距离。虹吸管另一端带有管夹3，插入到溢流收集槽4内。
图1 淘析法水析装（萨巴宁沉降分析仪）
1.玻璃杯；2.虹吸管；3.夹子；4.溢流收庥槽；
5.玻璃杯座；6.标尺；7.虹吸管架
实验前，选将分级粒度为d的矿粒在水中沉降，A距离所需时间，t按斯托克斯公式计算出来，再将一定量(准确称量50~100g)配成液固比等于6：1（泥质物料为10：1）的矿浆倒入玻璃杯中，补加清水到规定的刻度零处(补加清水后最大固体容积浓度应小于3%)，然后用带橡皮头的玻璃棒充分搅拌。停止搅拌后使矿浆静置沉降，经过所计算的分级粒度为d的矿粒沉降h距离所需时间t,便产即用虹吸管将A上部的矿浆全部吸出。显然吸出的矿浆中全是粒度小于分级粒度的矿粒，但是遗留在杯中的沉淀物内，还会有一部分未能吸出的小于分级粒度的矿粒,应再往杯中补加清水,然后重复上述操作，直到吸出的液体中不含小于分级粒度矿粒为止。
设预定的分级粒度为d，在水中的自由沉降速度为υ0，则沉降h距离所需时间t为：
将每次吸出的矿浆汇合烘干后，即为试料中全部小于分级粒度的粒级产物。把获得的细粒产物称重、化验后,即可标出该粒级在试样中的含量及其品位。若要求进行几个粒级的分析时，则需首先按预定的几个分级粒度分别算出沉降h距离所需的时间t值，由细到粗依次进行上述操作，将各个粒级全部淘析完为止，即可以获得该试样的粒度组成。
由淘析法测定微细物料的粒度组成虽然比较简单、准确，但费时、费工，因此，淘析法多用来对其他水析法校核,或没有连续水析仪器时使用。
（二）上升水流法
上升水流法典型的装置是连续水析器，其基本原理是利用相同的上升水量，在不同直径的分级管中,产生不同的上升水速，粒度不同的矿粒按其不同沉降速度,分成若干粒级。该水析器除主要工作部件分级管外,还有给水装置、水玻璃添加装置、给矿装置和溢流接收装置等。如图2所示为一组四管水析器。[next]
图2 连续水析器的结构
1.清水滴管；2、7.漏斗；3.浮标；4.水阀；5.盛水玻璃锥瓶；6.水玻璃调节滴管；
8.进气中心管；9.水玻璃液排放管；10.盛矿锥形漏斗；11.搅拌器；12.矿浆吸管；
13、14、15、16.分别为74、37、19、10μm的分级管；17.调节液面的锥瓶；
18.盛明矾漏斗；19.盛-10μm粒级的锥瓶；20.气泡排放管；21.虹吸管；
22.矿浆排放阀；23、24.溢流管；25、26、27、28.乳胶管
分级管的直径由给水量和分级粒度确定。如分级管断面积为A,给水量为Q,分级管的内径为D,则存在如下关系：
在每个分级管中，沉降速度υ0大于管内上升水流速度ua的颗粒便沉降下来，小于ua的颗粒便进入下一个分级管内依次进行分级。在每个分级管内保持悬浮的颗粒即是该次分级的临界粒度。
每次水析的试粒约为50g，装入带搅拌器的玻璃杯内，给矿前各分级管及连续管内均充满水，打开管夹使矿浆流入各分级管内。在一般情况下给料时间约1.5h,2h后停止搅拌，大约6h后停止给水（以溢流水是否清澈为准）。然后用夹子夹住各分级管下端的软胶管，按粗细顺序将各粒级产物清洗排出，进行澄清、过滤、烘干、称重、化验等一系列处理。
这种连续水析器一次可获得多级产品，操作简便，只要保持工作正常(及时放出管内气泡且不使矿粒堵塞胶管),所得结果就较为准确，但水析时间较长。
（三）离心沉降法
离心沉降法所用装置是串联旋流分级器，也称旋流水析器,其基本原理是使分级过程在离心力场中进行。旋流水析器内颗粒的径向沉降速度依然可按斯托克斯公式求出，仅需用离心加速度取代重力加速度。其结构如图3所示。它是由五个倒置（底流口垂直向上）水力旋流器互相串联并平行排列所组成的。
图 3 旋流水析仪的工作系统
每个旋流器的沉砂口都与装有排料阀的接料槽相通，试验时排料阀是关闭的。水经水泵从水槽抽出，控制转子流量计保持一定流量，通过流量控制阀给人第1号旋流器，因沉砂口排料阀关闭，底流存留在锥体底部，而溢流则进入第2号旋流器。以此类推，由第1到第5号旋流器溢流口和进料口直径依次逐渐减小，旋流器分级粒度也相应逐渐减小。因此，物料分级完成后，第一个旋流器底流产品粒级最粗，最细粒级产物则是最后一个旋流器的溢流。
试样须小于75μm，每次用量以小于100g为宜，从试料容器中给入，约经30min，分级过程完毕,取出存留在各旋流器内的底流经过滤、烘干、称重和化验。可见旋流水析仪比连续水析器分级速度快。
QQ交流群
