在众多的水力分级设备中，具有提升运输沉砂 的分级机，称为机械分级机。这并不是意味着分级过程是靠机械来完成，其分级过程同所有分级设备管一样，仍是借颗粒在水介质中的沉降速度差异而 的。
机械分级机主要作为磨矿的辅助设备，对物料进行预先分级和 分级，除此之外，有时也可用于含粘土矿石的洗矿以及对矿浆脱泥和脱水。
根据运输沉砂的 不同，机械分级可分为螺旋分级机、耙式分级机和浮槽分级机等。螺旋分级机是利用转动的螺旋连续排出沉砂。它与后两者相比，构造简单，操作方便，分级槽的倾斜角度大，便于同磨矿机作自流连接，故应用较为普遍。该机是当今国内外使用最广泛的机械分级机，最早是由美国丹佛公司1904年制造的。
在上述三种机械分级机中，耙式分级机是最早的机械分级机。由于该分级机分级表面积小，耙子运动对分级表面影响大，若分级粒度较细（小于0.15mm）时，效率太低，结构比较复杂，而且又是间断性工作，难与大型磨矿机配套，现在已经基本淘汰，我国虽还有使用，但已经停止制造生产。浮槽分级机出现提前晚，其结构实质是一个小型耙式浓缩机与一个小型耙式输送机组合而成。虽然分级表面积增大，分级粒度可达0.043（325目）mm，但按沉砂计其生产能力太低，结构更复杂，在返砂量少时才便于使用，现在除建材工业尚有应用外，选矿厂已经极少使用，已经停止制造。
螺旋分级机的结构及类型
螺旋分级机的结构如图5-5所示。
分级槽2呈倾斜安置，倾角一般为12度～18.5度，槽的底部为半圆形。矿浆从槽的中间部位进料口7给入，在分级槽钢下端的分级带完成分级。细泣级经槽子下端溢流堰8随水浒从溢流排出口9排走。粗粒级产物在分级带沉降，然后由螺旋1将其运至槽子上端的沉砂排出口10排出机外。螺旋安装在中空主轴3上，主轴两端由轴承4支承，轴的上端设有传动装置5，轴的下端置于提升 之内，必要时可调节螺旋在槽内的高度。
连续不断给矿浆，则溢流与沉砂也就连续分别排出。若分级机与磨矿 成闭路，则分级机的沉砂经溜槽进入磨矿机再磨，送回磨矿机的沉砂曰“返砂”。
根据螺旋数目的不同，可分为单螺旋分级机和双螺旋分级机。根据分级机溢流堰的高低，又可分为高堰式、低堰式、沉没式三种。
高堰式分级机的溢流堰高于螺旋轴下端轴承的中心，而低于溢流端螺旋叶片的上缘，见图5-6a所示。由于分级液面的长度不大，液面可直接感受到螺旋叶片的搅动作用，故适用于粗粒级分级使用，分级粒度多在0.15mm以上。
低堰式分级机的溢流堰低于下端螺旋轴的中心(见图5-6b)，分级兴衰成败长度短，分级面积小，螺旋挑动对于分级兴衰成败的影响很大。主要用于含泥矿石的洗矿，一般不作为分级机使用。
沉没式分级机的下端螺旋叶片完全浸入在液面以下，如图5-6c所示。分级面积大而又平衡，适用于细粒级的分级，分级粒度均在0.15mm以下。
螺旋分级机的规格以螺旋的个数和螺旋直径表示。国产螺旋分级螺旋直径最小的为300mm， 的为3000mm。
螺旋分级机生产能力的计算
螺旋分级机的生产能力因与许多因素有关，故在实际应用时，分两种情况，均根据经验公式计算。
按返砂量（指固体重量）计算分级机的生产率Q1时，为Q1=5.625mK1D3n t/h (5-4) 式中m——螺旋个数；
K1——矿石密度修正系数（见表5-1）
D——螺旋直径，m；
n——螺旋转数，r/min；
为了避免因分级机生产率偏低而限制磨矿机生产能力的发挥，应选择偏大一些型号的分级设备，有时还常常需要参考类似厂型的选矿厂所用分级机生产情况，给予最终确定。
影响螺旋分级机工艺 的因素
分级机工艺 的优劣，主要有两个方面，一是分级机的工作质量，如沉砂中小于分级粒度的细粒级含量及溢流中大于分级粒度的粗粒级含量，再有就是深耕水分的高低；二是分级机的生产能力，包括按溢流中固体含量计算的生产量，该项很重要，因溢流量分级机的产品，再就是按深耕中固体含量计算的生产量。深砂虽然不是成品，但有时是限制分级机处理能力的主要矛盾。
影响分级机上述工艺 的因素很多，但归纳起来有三个方面，即矿石性质、分级机的结构及分级机的操作条件。
1、矿石性质对分级机工艺 的影响
矿石性质是指矿石的密度，粒度组成及含泥量。
矿石密度成正比地影响按重量计的分级机的生产能力。按重量计，显然，矿石密度越大，生产能力也就越高。
矿石的粒度组成和僦量的影响，是反映在矿浆的沾度上。粘度增大，矿粒沉降速度减小，处理能力和分级的精确性均降低。所以在给矿中僦量多时，应预先脱泥。有时在生产过程中，当发现矿泥含量增设时，常采用降低分级浓度的 ，这又导致生产能力的下降。应该看到，给矿中含有适量的矿泥，对分级并非完全不利，因可借助矿泥增加矿浆的粘性，从而抵制螺旋挑动时引起矿浆紊动度的发展，使矿粒有一个比较 沉降环境，避免分级粒度发生过分敏感的变化。如含泥量多和细粒级矿石的分级，应在低浓度下进行，有助于提高分级效率。
2、分级机结构因素对分级机工艺 的影响
分级机中矿粒群沉降的液面面积，称为分级面积。分级面积的大小影响分级机处理能力和决定的分级粒度因素。由于分级过程是发生在靠近表面层的水平矿浆流中，如图5-7所示。矿粒在这层水平流中，一方面以自身的沉降速度v向下沉降，同时又被水平介质流带动，以迫近矿浆水平流速u的速度向溢流端进行。因此，它的运动方向是两个速度的矢量和。粒度不同的两个矿粒（假定密度和形状相同）处于同一分级槽中，其水平流速一致，而两矿粒沉降速度有别，于是合速度与水平面的夹角b也有差异。粗颗粒的b角度大，运行到分级槽终端被溢流堰挡住，故留在槽内成沉砂；细颗粒的b角度小，运行到分级槽终端时，依然位于溢流堰上面，随水平流从溢流口排出到机外。
从分级面积对分级过程的影响中可以看出，分级面积大，分级机处理能力也大，但分级粒度减小。按图5-7所示，分级液面长为l，分级槽宽若为B、分级槽下端高度若为H，倾角为a，则分级机积A为A=B*L-BH/sin a （5-9）
可见增大分级槽的宽度，提高溢流堰的调试或减小槽体的倾角，都可使分级面积增大。分级槽的payaB取决于运送沉砂的螺旋直径D（即分级机的规格），应比螺旋直径大100～200mm。如果其它尺寸不变，仅仅宽度增加，则分级机面积A增大后，按沉砂计的生产能力提高。槽体倾角a，决定返砂的必要提升高度，当然以返砂不过分沿槽底下滑为限。其它尺寸固定若只加大倾角时，沉砂中的水分必然降低，僦量也随之减少。显然，如仅使溢流堰加高，分级面积增大，这导致分级液面更趋平衡，从而分级粒度减小。同理，槽体长度L的变化，对生产能力及分级粒度并没有影响，它主要影响沉砂中的水分及泥质的含量。槽体长度L越长，排除沉砂的的过程中脱水时间也越长。为了保证沉砂水分在20%～25%范围内。槽底露出矿浆面长度应为1.5～1.8m。具体多长为宜，主要决定与磨矿机的配置。在实际上生产中能够改变的结构参数公是溢流堰的调试，但是这项因素在生产初期一经确定，平时极少变动。溢流堰高h习惯上是指从螺旋轴中心线到溢流堰顶端的斜高，对于高堰式分级机为400～800mm，对于沉没式分级机为930mm～2000mm。
螺旋的转速影响液面的搅动程度和输送返砂的能力。转数与螺旋直径有关，直径小转数高，直径大转数小。国产螺旋分级机的转数在2～30r/min。
3、操作条件对分级机工艺 的影响
分级机操作时的主要调节因素是给矿浓度。给矿浓度不公影响分级粒度，而且还影响在该分级机粒度下的处理能力。
当分级粒度不变时，按固体体积计算的沉淀量，随容积浓度的变化有一个 沉淀量值，与 沉淀量相对应的容积浓度称为临界容积浓度。给矿的容积浓度若等于临界容积浓度时，分级机的生产能力达到 。
临界浓度与矿石的密度，含泥量及规定的分级。矿石的密度大，按重量计的临界浓度也高。但含泥量增多，临界浓度将下降。分级粒度对临界浓度的影响与含泥量相同，即随分级粒度的降低，临界浓度也减小。不同性质的矿石，在不同分级粒度下的临界浓度值列于表5-3中，可供参考。
实际生产过程中，保持给矿浓度稳定，溢流浓度也稳定，分级产物的粒度也就不变。所以，控制分级机的给矿浓度，是控制溢流粒度（分级机的最终产品）的有效手段。当分级机与磨矿 成闭路工作时，磨矿产物进入分级机之前，由定压水池补加定量的清水，以保证给矿浓度稳定在最适宜的数值。
但是在实际生产中，由于受到下步分选作业对矿浆浓度的要求的限制，分级机的入料浓度常比临界浓度高，此时若再增加给水量，仍可使溢流粒度变细，不过在闭路磨矿分级作业中，这只是暂时的现象，随着分级粒度变细，返砂量增大，循环负荷增加，大义凛然浓度又复以提高，最终导致分级粒度又变粗。可见，归根结底，分级粒度的粗细取决于磨矿机的细粒级生成量，分级机的料液产物就是磨矿作业的最终产物。，磨矿机应磨出足够的合格产品，分级机要及时分离出合格的粒级，减少过磨碎，借以提高磨矿效率，则溢流粒度才能有限度地降低。所以对螺旋分级机工作条件的选择，既要服从分选作业的要求，又要为磨矿机分离合格产品的原则。
为了了解分级机的工作情况，生产中对分级机溢流浓度一般每隔二十到三十 测定一次，以确保对分级粒度的控制。为了提高分级效率，近年来有的选矿厂开始使用筛分设备取代粗粒级的螺旋分级机。在细粒级分级作业中，水力旋流器将获得普遍的推广应用。
