本發明提供了屬于煤炭深加工與煤矸石綜合利用工程技術領域的一種利用煤系高嶺巖制備復合炭黑填料的方法和裝置。該裝置為旋轉煅燒窯爐，窯爐具有長圓形的爐體，爐管在爐體內有序排列，保溫材料填充在爐體和爐管之間，爐管內裝有撥齒，爐管外壁上纏繞著電熱絲，爐頭處設有爐頭蓋，爐體外有固定的轉動系統。將煤系高嶺巖進行粗粉碎、超細研磨，將超細粉填充至煅燒爐內，預熱，段燒，在密封條件下自然冷卻至室溫，取出打散，制得復合炭黑填料。該裝置無需增加惰性氣體進行保護，制品可廣泛用作橡膠的填充及補強劑，也可部分替代軟質炭黑制造橡膠制品，降低了生產成本;拓寬了煤矸石的利用途徑，減少煤矸石的堆積、降低了固體廢棄物對環境的嚴重污染。