球磨机是依靠研磨介质在筒体内的运动来实现磨矿作业的，磨矿系统控制着球磨机，因此研究磨矿理论的首要内容就是研究研磨介质的运动状态。研磨介质在球磨机筒体内的运动是一个复杂的过程，它主要由球磨机的转速率和介质的充填率来决定，同时还受到介质的形状、尺寸配比、球料比、衬板形状和磨矿浓度等其他因素的影响。因此，分析研磨介质的运动状态有利于进一步弄清球磨机的工作原理，以便使球磨机在最优化工作状态下运行。
球磨机出现至今，国内外学者对研磨介质的运动状态进行了大量的试验研究工作，包括对球磨机磨矿介质配比的研究，其中以E.W.戴维斯等人提出的钢球运动理论最为严密和完整。后来的许多研究者进一步修正了这一理论，甚至提出了许多与之不同的观点。综合上述的各种研究，根据球磨机内介质的运动形态不同，磨矿理论主要分为三种，即纯二相运动理论、三相混合运动理论和肾形蠕动区运动理论。
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所谓纯二相运动理论就是指在球磨机正常工作过程中，破碎介质在筒体内的运动轨迹由两部分组成，即圆周运动轨迹和抛落式（或泻落式）运动轨迹。在球磨机的正常工作过程中，破碎介质首先随筒体一起旋转，沿圆周运动轨迹上升。当破碎介质运动至一定高度后，由于筒体转速的不同，会沿球荷层表面自由滑落，形成滑落运动轨迹;或者以某一初速度抛出，在重力作用下做抛落运动，形成抛落运动轨迹。三相混合运动理论是在纯二相运动理论的基础上提出的，该理论认为破碎介质在球磨机中的运动状态是由圆周运动、泻落式运动和抛落式运动混合而成的。
球磨机在某一转速下工作时，在脱离筒体后除了外层和内层的破碎介质分别做二相纯抛落式和纯泻落式运动外，中间层破碎介质的运动状态为以上两种形式的混合，即破碎介质首先沿圆周运动轨道上升，然后沿抛物线轨迹下落至某一区域，最后沿滑落轨迹运动至筒体。由此可以看出，球磨机筒体中各层介质运动轨迹并不相同，不过大致分为圆周、抛落、滑落三种形态，故称为三相运动理论。肾形蠕动理论认为在球磨机的正常工作过程中，破碎介质会在中心区域形成一个缓慢蠕动的肾形内核，此肾形内核只会影响到磨矿能耗、钢耗及磨矿效率，对磨矿作业基本上不起任何作用。
