Однокамерные мельницы в настоящее время заменены многокамерными шаровыми мельницами, представляющими собой длинный металлический барабан, состоящий из трех, четырех или даже пяти камер. В этой мельнице объединяется несколько стадий помола, что значительно упрощает обслуживание и снижает затраты на здание и вспомогательную аппаратуру. Многокамерные мельницы широко применяются в цементной промышленности для помола как сырьевой смеси, так и клинкера. В первую камеру такой мельницы загружаются крупные стальные шары и в ней производится предварительный размол материала. Вторая камера загружена стальными шарами меньшего диаметра. Здесь происходит тонкий помол поступающего из первой камеры материала. Последующие камеры, служащие для окончательного помола материала в тончайший порошок, загружаются стальными цилиндриками (цильпебсом). Материал, пройдя мельницу, измельчается настолько тонко, что нет нужды его просеивать. Передвигается материал в горизонтально расположенной мельнице вследствие того, что со стороны загрузочного конца мельницы создается подпор материала. Мелющие тела, прижатые при вращении центробежной силой к стенке мельницы, поднимаются до определенной высоты и падают, разбивая зерна материала и разбрасывая порошок в разные стороны. Порошок стремится занять менее загруженное пространство выгрузочной стороны мельницы. Таким образом, подвергающийся помолу материал продвигается вдоль мельницы и переходит из одной камеры в другую через отверстия в перегородках. Шары изготовляются из углеродистой, марганцовистой или хромистой стали.
Многокамерные мельницы бывают различных конструкций. Приводятся они во вращение насаженной на корпус зубчатой шестерней от тихоходного мотора, или через редуктор - от быстроходного. Изготовляются мельницы и с центральным приводом, при котором имеется непосредственное эластичное соединение мотора с мельницей через редуктор с гибким валом.
Мельницы с загрузкой материала и мелющих тел имеют большой вес, воспринимаемый в большинстве случаев на двух опорах, что требует надлежащей смазки подшипников. Поэтому современные мельницы снабжены автоматической принудительной смазкой от специального насоса.
В многокамерных мельницах могут размалываться известняк, мергель, уголь, клинкер, шлак и другие материалы, которые предварительно измельчают до кусков размером 10-30 мм. При помощи тарельчатого питателя или какого-либо другого дозатора куски подают в мельницу, которая представляет собой стальной цилиндр 1, закрытый с обеих сторон торцовыми крышками 2. Крышки снабжены полыми цапфами 3, через которые загружается и выгружается материал. Цапфы эти служат также опорами для вращения мельницы в подшипниках 4. Камеры отделяются одна от другой поперечными перегородками с решетками 5.
В конце мельницы установлена перегородка 6, задерживающая мелющие тела и пропускающая материал. Между перегородкой и торцовой крышкой помещены лопатки 7. Они поднимают материал и подают его в полую цапфу, после чего он выгружается из мельницы и направляется далее по ходу производства.
Корпус мельницы имеет люки для загрузки шаров в отдельные камеры.