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针对目前铝土矿沉降脱硅设备处理能力低和分选效率差等问题,自制了一种用于铝土矿脱硅的新型水力分选设备,并对河南多种矿样进行了试验室和扩大试验,系统考察了新型水力分选设备的结构参数、工艺参数和工艺流程等因素的影响。确定了设备主要结构参数和工艺参数对设备分选性能的影响规律。采用FLUENT软件模拟了设备内部流场和颗粒的运动,直观分析了设备具备分选性能的原因。设备试验结果表明:对河南汇源2#矿样,铝硅比为3.31,粒度小于0.038mm,经一次脱硅可得到铝硅比4.61,氧化铝回收率为70.38%的精矿,尾矿铝硅比为1.98。对汇源1#矿样,铝硅比为4.70,-0.074mm占90%,经一次脱硅可得到铝硅比6.34,氧化铝回收率为90.64%的精矿,尾矿铝硅比为1.75。对孝义矿样,铝硅比为3.95,-0.074mm占90%,经两次脱硅可得到铝硅比5.45,氧化铝回收率85.01%的精矿。对河南的扩大试验试样,铝硅比为4.18,70～75%-0.074mm,经一次脱硅可得到铝硅比5.90,氧化铝回收率为87.18%的精矿,尾矿铝硅比为1.50。表明该设备对不同矿样具有良好的适应性。斜板高度、搅拌速度、搅拌位置和柱体高度是影响设备性能的主要结构参数。给料量、底流和溢流分配比例是影响设备性能的主要工艺参数。要取得较好的分选指标,搅拌器转速必须随着斜板高度变化而变化。搅拌器转速低则斜板高度要有所降低,搅拌速度快则斜板高度要有所增加。快速搅拌和较大斜板高度可以使设备具有更优的分选性能。搅拌器位置在锥体段时设备的分选性能明显优于设置在柱体段,设备柱体高度的适当增加也有利于提高设备的分选性能。基于FLUENT的流场模拟表明:搅拌产生的紊动可以导致不同固体相体积分布率的变化。搅拌作用降低了密度小、粒度细的含硅矿物相的沉降速度,使其处于较好的分散和悬浮状态,而对密度较大、粒度较粗的含铝矿物系的沉降则影响不大,为实现与一水硬铝石矿物的分离提供了有利条件。搅拌作用使流场的速度和紊动能量均匀化,将给入到设备中的矿浆迅速分散,最大限度利用了设备的有效沉降面积。同时,搅拌作用也增大了靠近排砂区流体的紊动,使沉积后的矿物颗粒再次分散,释放被夹杂携带的脉石矿物。斜板可以明显降低流体的速度和紊动,有利于设备上部矿物颗粒的沉降。