Эффективность диспергирования пигментов в шаровых мельницах зависит от трех основных факторов: конструкции мельницы, объема загрузки (шарами и диспергируемой пастой) и физических свойств пасты.

Наиболее широкое применение нашли мельницы со стальной броней и стальными шарами. Однако в результате намола металла белые пасты в таких мельницах загрязняются. Поэтому для обработки белых паст применяются мельницы, внутренняя полость которых футерована фарфором, стеатитом или другими материалами, намол которых не будет значительно влиять на изменение цвета пасты. Соответственно выбирается и материал для изготовления шаров. Считается, что размер загружаемых шаров должен быть различным для увеличения поверхности контакта и лучшего диспергирования пигмента.

Величина усилий сдвига, развиваемых в шаровой мельнице, зависит от веса шаров. Поэтому применять шары малого диаметра, как имеющие небольшой вес, очевидно, нецелесообразно. Однако диаметр шаров можно уменьшить при изготовлении их из материалов большей плотности.

В результате трения происходит сильное истирание шаров и футеровки барабана, о чем свидетельствует изменение формы шаров. Для уменьшения износа в барабане устанавливают продольные брусья квадратного или круглого сечения, приваренные к поверхности брони, или установленные с зазором меньше диаметра шаров. Это способствует также повышению производительности мельниц. Брусья «запирают» прилегающий к футеровке барабана слой шаров, создавая для остальных шаров подложку, по которой они перекатываются, а не скользят по футеровке.