随着全球镁行业的快速发展，以皮江法为主的炼镁过程中产生大量冶炼废渣（镁渣）不断堆积，对环境的威胁与日俱增。那么如何大规模无害化处理镁渣，并实现镁渣的资源化利用，对推进金属镁行业的发展和环境的保护至关重要。通过总结镁渣的基本特性和应用现状，分析了镁渣的膨胀和胶凝特性机理。鉴于镁渣活性低，大多数镁渣的应用常常配合粉磨、急冷和添加激活剂等激活方式，但是仍然没有根本解决镁渣活性低和膨胀的问题。因此，本文提出了使用化学稳定剂对镁渣进行改性处理，阐明了改性原理和改性过程，并通过室内实验和工业实验成功获得了一种改性镁渣（MMS）。MMS呈完整球团状，硬度高且性质稳定，富含β-Ca2SiO4，具有良好的水化活性。在此基础上，研究使用MMS混合粉煤灰作为胶凝剂，并以风积沙为骨料制备了一种新型膏体充填材料（MFPB），发现MFPB具有良好的基本性能。其中，MFPB的mini-坍落度值在127～141 mm之间，28 d强度可达5.249～7.491 MPa，并且具有良好的环境稳定性。基于以上理论和实验研究，在麻黄梁煤矿开展了工业试验，成功将MFPB用于井下充填，井下28 d取芯平均强度可达6.23 MPa。如将该技术推广，不仅能把镁渣、粉煤灰等固废进行大规模产业化处理，还可以大幅度降低矿山充填的成本，这无论是对行业还是经济的发展都具有重要的战略意义。