二氧化鎂的熔煉需要重點關(guān)注溫度控制和還原劑的選擇，特別是需要在極高溫環(huán)境下進行操作。通常采用電弧爐或感應爐作為熔煉設(shè)備，工作溫度需維持在2852℃（MgO熔點）以上，這對耐火材料提出了極高要求，氧化鋯或石墨是常見的爐襯選擇。實際操作中常加入碳質(zhì)還原劑（如焦炭或石油焦）來促進還原反應，其反應機理為MgO+C→Mg+CO。

為了提升熔煉效率，工藝上往往采用兩步法處理。第一步在相對低溫區(qū)（約1200℃）完成碳熱還原的初始反應，此時需要嚴格控制CO分壓；第二步將生成的鎂蒸氣導入冷凝系統(tǒng)，采用快速冷卻技術(shù)（冷卻速率＞200℃/s）來收集金屬鎂。值得注意的是，爐內(nèi)需要保持惰性氣氛（通常用氬氣保護）以防止鎂的再氧化，同時真空環(huán)境（壓力＜10Pa）有助于降低反應溫度。

工業(yè)實踐中會遇到若干技術(shù)難點，比如鎂蒸氣的高溫腐蝕問題會導致設(shè)備壽命縮短，這就需要選用特殊合金（如鎳基高溫合金）制作關(guān)鍵部件。另一個常見問題是冷凝效率不足，可通過設(shè)計多級冷凝器（工作溫度梯度500-200℃）來優(yōu)化。現(xiàn)代工藝還嘗試添加氟化鈣（CaF2）作為助熔劑，能有效將體系共晶點降低約150℃。

從安全角度考慮，整個系統(tǒng)必須配備完善的防爆裝置，因為鎂粉塵在濃度超過30g/m3時存在爆炸風險。同時要監(jiān)控尾氣中CO含量（不得超過50ppm），這對環(huán)保排放提出嚴格要求。隨著技術(shù)進步，新型微波熔煉法和等離子體還原法等綠色工藝正在逐步替代傳統(tǒng)方法，這些技術(shù)能顯著降低能耗（電能消耗減少40%以上）并提高鎂回收率（可達92%）。