为高效分选铜矿,基于离心重选技术,结合反向流化与台阶流原理,在Knelson选矿机基础上提出了一种叠式台阶流分选模型,在离心分选的基础上实现二次分选。利用Fluent软件对叠式台阶流模型分选流场的压强、切向速度与轴向速度的分布规律进行分析;研究了转速与反向流流速对铜矿分选特征的影响。结果表明,流场压强分布从中心到壁面逐渐增大,但由于存在反向流作用力,压强最大值并未完全贴合壁面;切向速度在台阶处发生突变,表明有涡旋产生,有利于轻颗粒分选;轴向速度整体呈现上升流,有利于分选后的轻颗粒从上出口排出;Cu颗粒的轴向体积浓度分布呈现由下到上递减的趋势,靠近壁面处径向体积浓度最高,SiO₂颗粒在轴向方向顶部体积浓度最高,径向方向壁面处体积浓度较低;当进料速度为0.5 m/s、转速为50 r/min、反向流流速为0.012 m/s时,Cu颗粒的回收率为87.70%,富集比为13.45,叠式台阶流模型对SiO₂颗粒与Cu颗粒的分选效果最佳。颗粒体积分数云图表明,Cu颗粒富集在台阶流内壁凹面处,SiO₂颗粒由于涡旋与反向流作用力分选后,在壁面凹处体积分数低,更加直观体现了叠式台阶流模型的分选效果。研究结果可为离心选矿设备的改进提供参考。