Барабанная мельница  представляет собой пустотелый барабан 1, закрытый торцовыми крышками 2 и 3, в центре которых имеются полые цапфы (горловины) 4 и 5. Цапфы опираются на подшипники и служат для приема и выхода измель­чаемого материала. Барабан заполняется на определенный объем дробящей средой (дробящими или мелющими телами) и вращается вокруг горизонтальной оси.

При вращении барабана дробящие тела увлекаются его внутренней поверхностью (благодаря трению), поднимаются на некоторую высоту и свободно или, перекатываясь, падают вниз. Через одну из полых цапф внутрь барабана непрерывно подается измельчаемый материал, который проходит вдоль него и, подвергаясь воздействию дробящих тел, измельчается ударом, истиранием и раздавливанием. Продукт измельчения непрерывно разгружается через другую полую цапфу. При вращении барабана материал непрерывно движется вдоль его оси вследствие перепада уровней загрузки и разгрузки и напора подачи материала.

Измельчение производится мокрым способом в водной среде и сухим – в воздушной среде. На рудных обогатительных фабриках измельчение, как правило, мокрое. Мокрое измельчение более производительно, осуществляется без пылеобразования и позволяет легко транспортировать измельченные продукты.

Стержневая мельница с центральной разгрузкой состоит из цилиндрического барабана с торцовыми крышками, имеющими пустотелые цапфы, посредством которых барабан опирается на коренные подшипники. Барабан и крышки футеруют внутри стальными плитами (применяется волнистая или ступенчатая футеровка барабана внахлестку). В барабан загружают стальные стержни, вес которых зависит от производительности мельницы по руде, а также от начальной и конечной крупности измельчаемого материала.    

Вращение барабану передается от электродвигателя посредством малой шестерни, насаженной на приводном валу, и зубчатого венца на барабане.

Исходный материал загружается в мельницу питателем через полую цапфу, снабженную сменной загрузочной воронкой. Измельченный материал разгружается через другую цапфу, футерованную разгрузочной воронкой. Разгрузочная цапфа делается несколько большего диаметра, чем загрузочная, для создания уклона пульпы в мельнице.

Стержни, раздвигаемые кусками руды, выполняют роль колосникового грохота: через щели проходят мелкие частицы, а более крупные куски задерживаются стержнями, медленно подвергаясь разрушению. В стержневой мельнице наблюдается меньшее истирание материала. Поэтому в продукте измельчения преобладают средние классы, отсутствуют крупные недоизмельченные куски и имеется мало мелочи.

В связи с относительно крупной вкрапленностью калийных руд (от 0,5 до 3мм) в практике флотационного обогащения применяют только стержневые барабанные мельницы, которые позволяют снизить процент переизмельчения и в то же время максимально оттирают глинистую фракцию.

Преимущества мокрого измельчения по сравнению с сухим следующие:

- меньше потребляемая энергия в расчете на 1 т материала;

- выше приблизительно на 15% производительность мельницы;

- возможность применять более высокие частоты вращения барабана мельницы;

- отсутствие пылеобразования;

- облегчение транспортирования и распределения материала;

- возможность использования для классификации мокрого грохочения и гидро-циклонов, более эффективных по сравнению с сухим мелким грохочением и воздушной классификацией.

Недостатки:

- большее изнашивание мелющих тел и футеровки;

- сухой процесс удобнее при работе отделения измельчения с перерывами;

- экономичность в схемах, где следующий за измельчением технологический процесс сухой.