Um moinho de bolas é um cilindro horizontal parcialmente preenchido com bolas de aço (ou ocasionalmente outras formas) que gira em seu eixo, conferindo uma ação de queda e cascata às bolas. O material alimentado através do moinho é esmagado pelo impacto e moído pelo atrito entre as esferas.
Os meios de moagem são geralmente feitos de aço com alto teor de cromo. Os graus menores são ocasionalmente cilíndricos ("pebs") em vez de esféricos. Existe uma velocidade de rotação (a "velocidade crítica") na qual o conteúdo do moinho simplesmente passaria sobre o teto do moinho devido à ação centrífuga.
A velocidade crítica (rpm) é dada por:nC = 42.29/√d, Ondedé o diâmetro interno em metros. Os moinhos de bolas são normalmente operados a cerca de 75% da velocidade crítica, portanto, um moinho com 5 metros de diâmetro girará em torno de 14 rpm.
O moinho geralmente é dividido em pelo menos duas câmaras (embora isso dependa do tamanho da entrada de alimentação - os moinhos, incluindo uma prensa de rolos, são em sua maioria de câmara única), permitindo o uso de diferentes tamanhos de mídia de moagem. Bolas grandes são usadas na entrada, para triturar nódulos de clínquer (que podem ter mais de 25 mm de diâmetro). O diâmetro da esfera aqui está na faixa de 60 a 80 mm. Em um moinho de duas câmaras, a mídia na segunda câmara está normalmente na faixa de 15 a 40 mm, embora às vezes sejam encontradas mídias de até 5 mm. Como regra geral, o tamanho da mídia deve corresponder ao tamanho do material sendo moído: a mídia grande não pode produzir as partículas ultrafinas necessárias no cimento acabado, mas a mídia pequena não pode quebrar as partículas grandes de clínquer. Moinhos com até quatro câmaras, permitindo uma segregação apertada de tamanhos de mídia, já foram usados, mas agora isso está se tornando raro. As alternativas aos moinhos multicâmaras são:
pares de moinhos, executados em conjunto, carregados com mídia de diferentes tamanhos.
uso de tecnologia alternativa (veja Roll-presss abaixo) para triturar o clínquer antes da moagem fina em um moinho de bolas.
Uma corrente de ar passa pelo moinho. Isso ajuda a manter o moinho resfriado e varre a umidade evaporada que, de outra forma, causaria hidratação e interromperia o fluxo de material. O ar de exaustão empoeirado é limpo, geralmente comfiltros de saco.
