在眾多的水力分級設備中，具有提升運輸沉砂 的分級機，稱為機械分級機。這并不是意味著分級過程是靠機械來完成，其分級過程同所有分級設備管一樣，仍是借顆粒在水介質中的沉降速度差異而 的。
機械分級機主要作為磨礦的輔助設備，對物料進行預先分級和 分級，除此之外，有時也可用于含粘土礦石的洗礦以及對礦漿脫泥和脫水。
根據運輸沉砂的 不同，機械分級可分為螺旋分級機、耙式分級機和浮槽分級機等。螺旋分級機是利用轉動的螺旋連續排出沉砂。它與后兩者相比，構造簡單，操作方便，分級槽的傾斜角度大，便于同磨礦機作自流連接，故應用較為普遍。該機是當今國內外使用最廣泛的機械分級機，最早是由美國丹佛公司1904年制造的。
在上述三種機械分級機中，耙式分級機是最早的機械分級機。由于該分級機分級表面積小，耙子運動對分級表面影響大，若分級粒度較細（小于0.15mm）時，效率太低，結構比較復雜，而且又是間斷性工作，難與大型磨礦機配套，現在已經基本淘汰，我國雖還有使用，但已經停止制造生產。浮槽分級機出現提前晚，其結構實質是一個小型耙式濃縮機與一個小型耙式輸送機組合而成。雖然分級表面積增大，分級粒度可達0.043（325目）mm，但按沉砂計其生產能力太低，結構更復雜，在返砂量少時才便于使用，現在除建材工業尚有應用外，選礦廠已經極少使用，已經停止制造。
螺旋分級機的結構及類型
螺旋分級機的結構如圖5-5所示。
分級槽2呈傾斜安置，傾角一般為12度～18.5度，槽的底部為半圓形。礦漿從槽的中間部位進料口7給入，在分級槽鋼下端的分級帶完成分級。細泣級經槽子下端溢流堰8隨水滸從溢流排出口9排走。粗粒級產物在分級帶沉降，然后由螺旋1將其運至槽子上端的沉砂排出口10排出機外。螺旋安裝在中空主軸3上，主軸兩端由軸承4支承，軸的上端設有傳動裝置5，軸的下端置于提升 之內，必要時可調節螺旋在槽內的高度。
連續不斷給礦漿，則溢流與沉砂也就連續分別排出。若分級機與磨礦 成閉路，則分級機的沉砂經溜槽進入磨礦機再磨，送回磨礦機的沉砂曰“返砂”。
根據螺旋數目的不同，可分為單螺旋分級機和雙螺旋分級機。根據分級機溢流堰的高低，又可分為高堰式、低堰式、沉沒式三種。
高堰式分級機的溢流堰高于螺旋軸下端軸承的中心，而低于溢流端螺旋葉片的上緣，見圖5-6a所示。由于分級液面的長度不大，液面可直接感受到螺旋葉片的攪動作用，故適用于粗粒級分級使用，分級粒度多在0.15mm以上。
低堰式分級機的溢流堰低于下端螺旋軸的中心(見圖5-6b)，分級興衰成敗長度短，分級面積小，螺旋挑動對于分級興衰成敗的影響很大。主要用于含泥礦石的洗礦，一般不作為分級機使用。
沉沒式分級機的下端螺旋葉片完全浸入在液面以下，如圖5-6c所示。分級面積大而又平衡，適用于細粒級的分級，分級粒度均在0.15mm以下。
螺旋分級機的規格以螺旋的個數和螺旋直徑表示。國產螺旋分級螺旋直徑最小的為300mm， 的為3000mm。
螺旋分級機生產能力的計算
螺旋分級機的生產能力因與許多因素有關，故在實際應用時，分兩種情況，均根據經驗公式計算。
按返砂量（指固體重量）計算分級機的生產率q1時，為q1=5.625mk1d3n t/h (5-4) 式中m——螺旋個數；
k1——礦石密度修正系數（見表5-1）
d——螺旋直徑，m；
n——螺旋轉數，r/min；
為了避免因分級機生產率偏低而限制磨礦機生產能力的發揮，應選擇偏大一些型號的分級設備，有時還常常需要參考類似廠型的選礦廠所用分級機生產情況，給予最終確定。
影響螺旋分級機工藝 的因素
分級機工藝 的優劣，主要有兩個方面，一是分級機的工作質量，如沉砂中小于分級粒度的細粒級含量及溢流中大于分級粒度的粗粒級含量，再有就是深耕水分的高低；二是分級機的生產能力，包括按溢流中固體含量計算的生產量，該項很重要，因溢流量分級機的產品，再就是按深耕中固體含量計算的生產量。深砂雖然不是成品，但有時是限制分級機處理能力的主要矛盾。
影響分級機上述工藝 的因素很多，但歸納起來有三個方面，即礦石性質、分級機的結構及分級機的操作條件。
1、礦石性質對分級機工藝 的影響
礦石性質是指礦石的密度，粒度組成及含泥量。
礦石密度成正比地影響按重量計的分級機的生產能力。按重量計，顯然，礦石密度越大，生產能力也就越高。
礦石的粒度組成和僦量的影響，是反映在礦漿的沾度上。粘度增大，礦粒沉降速度減小，處理能力和分級的精確性均降低。所以在給礦中僦量多時，應預先脫泥。有時在生產過程中，當發現礦泥含量增設時，常采用降低分級濃度的 ，這又導致生產能力的下降。應該看到，給礦中含有適量的礦泥，對分級并非完全不利，因可借助礦泥增加礦漿的粘性，從而抵制螺旋挑動時引起礦漿紊動度的發展，使礦粒有一個比較 沉降環境，避免分級粒度發生過分敏感的變化。如含泥量多和細粒級礦石的分級，應在低濃度下進行，有助于提高分級效率。
2、分級機結構因素對分級機工藝 的影響
分級機中礦粒群沉降的液面面積，稱為分級面積。分級面積的大小影響分級機處理能力和決定的分級粒度因素。由于分級過程是發生在靠近表面層的水平礦漿流中，如圖5-7所示。礦粒在這層水平流中，一方面以自身的沉降速度v向下沉降，同時又被水平介質流帶動，以迫近礦漿水平流速u的速度向溢流端進行。因此，它的運動方向是兩個速度的矢量和。粒度不同的兩個礦粒（假定密度和形狀相同）處于同一分級槽中，其水平流速一致，而兩礦粒沉降速度有別，于是合速度與水平面的夾角b也有差異。粗顆粒的b角度大，運行到分級槽終端被溢流堰擋住，故留在槽內成沉砂；細顆粒的b角度小，運行到分級槽終端時，依然位于溢流堰上面，隨水平流從溢流口排出到機外。
從分級面積對分級過程的影響中可以看出，分級面積大，分級機處理能力也大，但分級粒度減小。按圖5-7所示，分級液面長為l，分級槽寬若為b、分級槽下端高度若為h，傾角為a，則分級機積a為a=b*l-bh/sin a （5-9）
可見增大分級槽的寬度，提高溢流堰的調試或減小槽體的傾角，都可使分級面積增大。分級槽的payab取決于運送沉砂的螺旋直徑d（即分級機的規格），應比螺旋直徑大100～200mm。如果其它尺寸不變，僅僅寬度增加，則分級機面積a增大后，按沉砂計的生產能力提高。槽體傾角a，決定返砂的必要提升高度，當然以返砂不過分沿槽底下滑為限。其它尺寸固定若只加大傾角時，沉砂中的水分必然降低，僦量也隨之減少。顯然，如僅使溢流堰加高，分級面積增大，這導致分級液面更趨平衡，從而分級粒度減小。同理，槽體長度l的變化，對生產能力及分級粒度并沒有影響，它主要影響沉砂中的水分及泥質的含量。槽體長度l越長，排除沉砂的的過程中脫水時間也越長。為了保證沉砂水分在20%～25%范圍內。槽底露出礦漿面長度應為1.5～1.8m。具體多長為宜，主要決定與磨礦機的配置。在實際上生產中能夠改變的結構參數公是溢流堰的調試，但是這項因素在生產初期一經確定，平時極少變動。溢流堰高h習慣上是指從螺旋軸中心線到溢流堰頂端的斜高，對于高堰式分級機為400～800mm，對于沉沒式分級機為930mm～2000mm。
螺旋的轉速影響液面的攪動程度和輸送返砂的能力。轉數與螺旋直徑有關，直徑小轉數高，直徑大轉數小。國產螺旋分級機的轉數在2～30r/min。
3、操作條件對分級機工藝 的影響
分級機操作時的主要調節因素是給礦濃度。給礦濃度不公影響分級粒度，而且還影響在該分級機粒度下的處理能力。
當分級粒度不變時，按固體體積計算的沉淀量，隨容積濃度的變化有一個 沉淀量值，與 沉淀量相對應的容積濃度稱為臨界容積濃度。給礦的容積濃度若等于臨界容積濃度時，分級機的生產能力達到 。
臨界濃度與礦石的密度，含泥量及規定的分級。礦石的密度大，按重量計的臨界濃度也高。但含泥量增多，臨界濃度將下降。分級粒度對臨界濃度的影響與含泥量相同，即隨分級粒度的降低，臨界濃度也減小。不同性質的礦石，在不同分級粒度下的臨界濃度值列于表5-3中，可供參考。
實際生產過程中，保持給礦濃度穩定，溢流濃度也穩定，分級產物的粒度也就不變。所以，控制分級機的給礦濃度，是控制溢流粒度（分級機的最終產品）的有效手段。當分級機與磨礦 成閉路工作時，磨礦產物進入分級機之前，由定壓水池補加定量的清水，以保證給礦濃度穩定在最適宜的數值。
但是在實際生產中，由于受到下步分選作業對礦漿濃度的要求的限制，分級機的入料濃度常比臨界濃度高，此時若再增加給水量，仍可使溢流粒度變細，不過在閉路磨礦分級作業中，這只是暫時的現象，隨著分級粒度變細，返砂量增大，循環負荷增加，大義凜然濃度又復以提高，最終導致分級粒度又變粗。可見，歸根結底，分級粒度的粗細取決于磨礦機的細粒級生成量，分級機的料液產物就是磨礦作業的最終產物。，磨礦機應磨出足夠的合格產品，分級機要及時分離出合格的粒級，減少過磨碎，借以提高磨礦效率，則溢流粒度才能有限度地降低。所以對螺旋分級機工作條件的選擇，既要服從分選作業的要求，又要為磨礦機分離合格產品的原則。
為了了解分級機的工作情況，生產中對分級機溢流濃度一般每隔二十到三十 測定一次，以確保對分級粒度的控制。為了提高分級效率，近年來有的選礦廠開始使用篩分設備取代粗粒級的螺旋分級機。在細粒級分級作業中，水力旋流器將獲得普遍的推廣應用。
