磨机大型化磨机直径越大，所装的钢球就越少，大直径的磨机中钢球的位能较大可以弥补球径的不足。因此，国外绝大部分厂矿的球径都比较小，很少超过100mm的。目前，国外厂矿的磨机直径大都已达4～6m，如HydraliftScanmee设计的φ9.65×6.5m大型磨机，自1980年投入生产后，连续工作13年，与传统的小磨机相比，磨矿费用减少30％。磨机大型化对于介质的一个最大优势就是可以减少钢球的充填率及降低钢球的尺寸大小。但是大型球磨机的利用系数却不如中小型磨机高。在挪威的克里舍斯正在试运转的φ6.5×9.61m球磨机，虽然运转未出现不正常情况，但该机功率8100kW，钢球充填率仅20％，处理能力1000t／h，算下来利用效率不高。Harris.C.
C等在分析Bougaiualle选矿厂φ5.5m大型球磨机的基础上，与Pinto－Valley等矿进行对比，认为大直径球磨机的经济优越性可能被磨机内混合效果降低所抵消。Rougaiualle选厂的生产表明，处理每吨矿石的动力消耗比小规格磨机小1／3，建议球磨机直径不超过5m。李启衡教授总结了国内外磨机比功耗的情况后指出，大磨机经济上有利的因素主要是简化设备的配置及利于自动化。实际上国外大型磨机的功耗指标（kWh／t）普遍比国内直径2.7～3.2m的磨机高，因为大型磨机转速及球荷充填率低。A.C公司的C.A.Rowland也指出，磨矿效率随直径增加的趋势实际上到13.5ft（3.81m）直径已经停止。所以从节能角度看，采用过大的磨机并无多少好处。
介质运动规律模型利用照相机、摄影机等记录球磨机中球的运动，并通过离散元方式分析球的运动规律，然后再通过试验验证。这一方法可较好的预测球的冲击力、速度、磨损及能量消耗等，且与工业试验结果相吻合。通过磨机转速、处理量及球径等不同磨矿条件的单体解离度测试结果，确定矿物解离的最佳条件。还用简单的磨矿模型计算破裂速度并用影像分析技术来分析矿物的解离，建立解离模型。B.K.Misra和Raj.K.Rajamai利用离散元数学法和计算机对磨机介质运动形态进行了模拟研究，并且建立了介质运动的数学模型。
合理平衡装球法以前选矿厂在补球时为图方便省事，常常只补加一种大球，造成磨机内球荷平均粒度的增大、磨矿细度不够等缺点。意识到这一问题的严重性，国外厂矿在加球时也趋向合理化加球。如巴布亚新几内亚布干维铜矿公司利用9台5.5×6.4m及2台5.5×7.3m大直径溢流型磨机将－12.5mm给矿磨至17％～19％＋300μm，磨机补加φ80mm和φ50mm钢球各一半；金阳光公司用4.5×6.1m磨机将金矿磨至35％＋150μm，磨机补加φ64mm和φ50mm钢球各占一半；美国田纳西洲马戈托克斯公司研究的球磨机自动添加系统有助于改善磨矿过程和显著提高效益。
球磨机的装补球方法以前苏联研究的最多也最系统，20世纪40年代前苏联的选矿工作者研究出合理平衡装球法。50年代初，我国从东北地区开始，曾掀起推广合理平衡装球的热潮，普遍取得了提高磨机生产率10％左右的显著效果。直到六七十年代，还有厂矿进行合理平衡装球的工业试验。但是，由于此方法过程繁琐，试验工作量大，试验周期也长，加上取得的效果不太显著，因此，风行一时以后也就停用了。
自磨代替常规磨矿对于常规磨矿来说，介质的磨损及添加是一个不易把握的问题，有人就在想，如果在磨机内不加任何的介质，让矿石磨矿石，应该可以解决介质的问题，于是产生了自磨。自磨工艺始于20世纪50年代，而且在六七十年代获得大的发展。80年代有人作过统计，自磨机的使用占碎磨设备的1／3左右［10］。
介质材质合理化磨球是球磨机中最常用的研磨介质，也是各种易磨损件中消耗量最大的零件。据有关部门统计，在我国仅金属矿山湿式球磨机所消耗的磨矿介质约40万～50万t／a.磨球的巨额消耗引起了人们的重视，故提高磨球的耐磨性、延长使用寿命具有重要的经济意义和社会意义。目前的许多研究者都采用高质量合金钢球或经复杂热处理技术的高质量锻钢球作为磨矿介质，但是由于各类高质量合金钢球及热处理优质钢球价格都很高，采用它们可以显著降低钢球单耗，但是介质成本降低并不显著。