一種石墨烯增強炭黑及其制備方法，其技術特征在于將富含碳源的物質與含氧氣體、無機鹽分別引入燃燒反應爐，先高溫燃燒，再缺氧燃燒后形成氣液固三相流，同時通過旋流離心將氣相與液固相實現分離，固相炭黑混入熔鹽形成由熔融無機鹽、懸浮的炭黑和溶解于熔鹽的單原子碳組成的溶有原子碳的炭黑熔鹽懸濁液∶氣相物質經處理后排放;進一步收集所述溶有原子碳的炭黑熔鹽懸濁液;將所述溶有原子碳的炭黑熔鹽懸濁液冷卻，石墨烯過飽和析出在炭黑上，然后結晶為固態粉體;將所述固態粉體中的無機鹽通過水洗脫除，得到石墨烯增強炭黑粉。本發明具有性能質量優良，成本低、效率高、污染少的特點。