本实用新型公开了一种复合式分级沉降装置，包括内分级沉降装置、搅拌装置、外分级沉降装置和振动装置。搅拌装置位于内分级沉降装置的外部，其下部位于内分级沉降装置的上部下方，其顶部位于外分级沉降装置的顶部上方；外分级沉降装置用于实现微细矿物颗粒的快速聚团、分级和沉降，外分级沉降装置位于搅拌装置的外部；振动装置位于外分级沉降装置的下部，为外分级沉降装置的振动提供激振动力。本实用新型中离心力和重力协同作用，可以在同一个装置实现矿物颗粒的先分级沉降后聚团沉降，有效提高药剂的使用效率、减少药剂的浪费，能有效避免筛网堵孔现象的发生，具有占地面积小、能耗小、分级效率高、易于操作、成本低等优点。