Применение наноразмерных частиц в качестве модифицирующих добавок открывает новые возможности в создании материалов с уникальными свойствами. В основе эффективного механизма качественного совершенствования структуры ВВП России лежит утилизация техногенных минеральных образований (ТМО) и производство высокотехнологичной продукции. Исследования показывают, что эффективность утилизации ограничена высокими требованиями к фракционному составу, медианным размерам и дисперсности частиц ТМО, несовершенством техники и технологии и их классификации. При разработке способов классификации по дисперсии медианных размеров микрочастиц ТМО в условиях вероятностного распределения физико-механических параметров исходного сырья необходимо учитывать жесткие требования к классификации. Приведенные в статье исследования основаны на положении о существенно большем влиянии инерционных сил на траекторию гидродинамически не установившегося движения дисперсной системы микрочастица – капля жидкости в процессе гидровихревой стратификации по отношению к аэродинамическим силам их перемещения в кипящем слое. Показано, что в диапазоне кинетической энергии поступательного движения капель жидкости, обеспечивающем преодоление аэродинамического барьера коагуляции гидрофобных частиц ТМО, минимальный диаметр поглощаемых микрочастиц в процессе гидровихревой коагуляции зависит только от величины угловой скорости вращения капель жидкости. Получены уравнения для критериев Эйлера и Рейнольдса, их средних значений, времени релаксации капель жидкости с интегрированными в них микро- и наночастицами ТМО в зависимости от их медианного размера в процессе гидровихревой стратификации. Разработанная математическая модель гидровихревой инерционной стратификации в кипящем слое тонкодисперсных ТМО позволяет определять оптимальные геометрические параметры и энергетические характеристики стратификатора Вентури, его аэратора, положения приемных бункеров. Проведенные испытания подтвердили возможность классификации тонкодисперсных отходов горно-металлургического производства в диапазоне медианных размеров (0,5-5)∙10^–6 м по фракциям с дисперсией не более 20 %.