旋流器作为通用的分级分选设备在诸多领域得到了广泛应用，但普通两产品旋流器分离精度低，为了解决溢流粒级宽，粒度粗的问题，设计了一种新型四产品水力旋流器，并对其流场及分离性能进行了数值模拟和实验研究。该研究对减少旋流器溢流跑粗和减小产物粒径范围具有一定的意义。　　四产品旋流器采用一段双溢流母旋流器与二段常规柱锥结构旋流器串联方式组成，一次分级可以得到四种不同粒级产物。以四产品旋流器为研究对象，利用Mixture模型和雷诺应力模型对其流场进行了模拟研究，结果表明：减小一段旋流器锥角，旋流器的溢流粗颗粒明显减少；减小内溢流口直径，空气柱直径减小，最大切线速度轨迹面内迁，溢流粒度变细；溢流管插入深度影响流场切向速度，内、外溢流管插入深度一致时分级效果较好；增大二段底流口直径，一段径向速度增大，一段旋流器压力降增大，内溢流中粗颗粒减少。　　采用正交试验对四产品旋流器进行结构优化，得到了以溢流细度、底流浓度、底流产率、处理量为目标的最优参数组合，同时得到：进料浓度对底流浓度影响较大；对底流产率、溢流细度影响较大的参数为锥体角度；对旋流器处理量有较大影响的则是进料压力。单因素试验研究了结构参数和操作参数对四产品旋流器分离性能的影响规律，结果表明：随锥角增大，底流产率降低，内溢流-400目含量由87%降低到79%，内溢流变细；内溢流口直径由12mm增大到24mm，内溢流产率增大，-400目含量由98%减少到74%；随底流口直径增大，底流浓度降低，底流产率增大，由33%增加至59%；进料压力增大，底流浓度增大，旋流器处理量增大，处理量与压力降的平方根成正比；进料浓度由10%增大到25%，一段底流浓度由16%增大到50%，底流中-400目含量由18%增加至32%；二段底流口直径增大，旋流器综合分级效率提高。实验结果与模拟结果吻合。　　最后针对现场溢流中低品位粗颗粒较多的问题，进行了铁矿精细分级工业运行试验，采用四产品旋流器与磁选机组合工艺，使精矿回收率提高了7个百分点。