TWI698411B - 氮化矽肥料製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種氮化矽肥料製造方法，包含以下步驟：首先是製備一氮化矽肥料原料；再來，將氮化矽肥料原料與一反應起始物置入一高溫爐本體之一反應空間中，並使反應起始物接觸氮化矽肥料原料；然後，將一氮氣充填入反應空間；接著，利用一加熱器將反應起始物加熱至600℃，使反應起始物與氮氣反應生成一氮化鋁與一反應熱，反應熱係使氮化矽肥料原料產生一自蔓延高溫合成反應而生成一包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。最後，將一冷卻水通入高溫爐本體中，以使反應空間內之溫度在自蔓延高溫合成反應時控制在1200℃以下。
Description
本發明係關於一種氮化矽肥料製造方法，尤其是指一種利用自蔓延高溫合成反應產生氮化矽肥料的氮化矽肥料製造方法。
一般來說，農作物的生長除了日光與水之外，往往還需要肥料來補充其他營養要素，而常見的肥料有氮肥、磷肥與鉀肥，其中氮肥中的尿素因為可以人工合成大量生產，且氮含量高，又易於製造，因此最廣受大眾所使用。
如以下式(1)與式(2)所示，尿素在土壤中主要是會受到微生物群所分泌之尿素分解酵素催化而水解成碳酸銨，接著碳酸銨會再與土壤中的氫離子反應而轉化成銨根離子。
式(1).........CO(NH2)2+2H2O→(NH4)2CO3
式(2).........(NH4)2CO3+2H→2NH4+CO2+H2O
請參閱第一圖，第一圖係顯示在先前技術中，尿素與氮化矽鎂在土壤中因水解銨化而使土壤的pH
值產生變化之土壤pH值變化示意圖。如圖所示，當尿素在土壤中水解銨化時，土壤的pH值會因為銨根離子的濃度增加而提急速上升，但銨根離子很容易因為雨水或灌溉的關係而流失，導致大部分的銨根離子並無法有效地被農作物所吸收，因此雖然尿素的成本低，對農作物的營養補充卻有限，且還有可能因此而增加施肥的頻率。
承上所述，為了改善尿素在土壤中水解銨化之銨根離子很容易流失，導致農作物所能吸收到的氮元素有限的問題，現有的技術中發現到氮化矽鎂、氮化矽鉀或氮化矽鈣等氮化矽化合物在土讓中會逐步的水解而緩慢釋放出氮與矽等元素，使得土壤中的pH值得以緩慢上升，且矽元素還可在農作物的表面孔隙中結晶，進而防止害蟲或細菌進入農作物中。
然而，雖然氮化矽做為肥料的效益極高，但由於現有的氮化矽的製造方法大都是採用自蔓延高溫合成反應(self-propagation high-temperature synthesis,SHS)來製造出氮化矽，但由於自蔓延高溫合成反應釋放出的反應熱極高，也因此產生的氮化矽往往是呈現結晶的狀態，結晶狀的氮化矽非但不易水解，且也不易作為肥料施灑於土壤，還必須透過研磨等方式來將氮化矽結晶磨成細小粉體才能使用，導致製造氮化矽粉體的成本增加，不利於作為經濟價值相對低之農作物的肥料。
有鑒於在先前技術中，通常是採用自蔓延
高溫合成反應來製造出氮化矽，但也因為自蔓延高溫合成反應產生的高溫使得製造出的氮化矽往往呈現結晶狀，非常不適合用作為農作物的肥料；緣此，本發明的主要目的在於提供一種氮化矽肥料製造方法，藉以製造出包含氮化矽肥料的鬆散燒結物。
本發明為解決先前技術之問題，所採用的必要技術手段是提供一種氮化矽肥料製造方法，係用以製造產生一氮化矽肥料，該氮化矽肥料包含一氮化矽鎂、一氮化矽鉀或一氮化矽鈣，該氮化矽肥料製造方法包含以下步驟(a)至步驟(e)。
首先，步驟(a)是製備一氮化矽肥料原料，該氮化矽肥料原料係由一矽粉、一氮化矽粉與一金屬粉混合而成，該金屬粉包含一含鎂物質、一含鉀物質或一含鈣物質。再來，步驟(b)是將該氮化矽肥料原料與一反應起始物置入一高溫爐本體之一反應空間中，並使該反應起始物接觸該氮化矽肥料原料，該反應起始物為一含鋁物質。
然後，步驟(c)是將一氮氣充填入該反應空間；接著，步驟(d)是利用一加熱器將該反應起始物加熱至600℃，使該反應起始物與該氮氣反應生成一氮化鋁與一反應熱，該反應熱係使該氮化矽肥料原料產生一自蔓延高溫合成反應(self-propagation high-temperature synthesis,SHS)而生成一包含該氮化矽肥料之鬆散燒結物。
最後，步驟(e)是將一冷卻水通入該高溫
爐本體中，以使該反應空間內之溫度在該自蔓延高溫合成反應時控制在1200℃以下。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，步驟(a)之該氮化矽肥料原料之該矽粉、該氮化矽粉與該金屬粉之重量比為a：b：c，a為1，b為0.5至1，c為0.1至1。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，步驟(b)更包含以下步驟(b1)至步驟(b3)，步驟(b1)是將該氮化矽肥料原料置入一反應容器中；步驟(b2)是將該反應起始物放置於該反應容器中之一端，並使該反應起始物接觸到該氮化矽肥料原料；然後步驟(b3)是將該反應容器置入該反應空間中。較佳者，在步驟(b3)之後更包含一步驟(b4)，是將該高溫爐本體傾斜而使該反應空間之一延伸方向與一水平方向之間產生一傾角，該傾角係介於15°至45°之間。
此外，在步驟(b4)中，該高溫爐本體係將該反應容器中放置有該反應起始物之一端上移而傾斜。
在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，步驟(c)更將該反應空間內之一爐內壓力值控制在20atm至150atm之間。
如上所述，本發明之氮化矽肥料製造方法是將矽粉、氮化矽粉與金屬粉混合成氮化矽肥料原料，並在氮化矽肥料原料置於高溫爐本體之反應空間內時，利用加熱器加熱反應起始物而點燃氮化矽肥料原料進行一連串的自蔓延高溫合成反應，並在氮化矽肥料原料進
行自蔓延高溫合成反應時，將反應空間內之爐內壓力值與爐內溫度值控制在鬆散燒結條件下，使氮化矽肥料原料透過自蔓延高溫合成反應所生成之反應物的結構較為鬆散，藉此使用者可以輕易將包含氮化矽肥料之鬆散燒結物作為肥料進行施肥。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
100‧‧‧氮化矽肥料製造裝置
1‧‧‧高溫爐
11‧‧‧高溫爐本體
111‧‧‧內壁
112‧‧‧外壁
113‧‧‧冷卻通道
1131‧‧‧入口端
1132‧‧‧出口端
12‧‧‧反應容器
13‧‧‧爐蓋
14‧‧‧固定架
141‧‧‧固定架底座
142‧‧‧馬達
15‧‧‧氮氣閥
16‧‧‧進水閥
17‧‧‧出水閥
2‧‧‧控制系統
21‧‧‧加熱器
22‧‧‧氣壓偵測器
23‧‧‧溫度偵測器
24‧‧‧處理模組
241‧‧‧儲存單元
2411‧‧‧壓力與氮氣閥調節對應資料
2412‧‧‧溫度與進水閥調節對應資料
242‧‧‧壓力處理單元
243‧‧‧溫度處理單元
25‧‧‧控制模組
251‧‧‧氮氣閥控制單元
252‧‧‧進水閥控制單元
26‧‧‧壓力警報器
27‧‧‧溫度警報器
RS‧‧‧反應空間
FR‧‧‧氮化矽肥料原料
RI‧‧‧反應起始物
RM1‧‧‧矽粉
RM2‧‧‧氮化矽粉
RM3‧‧‧金屬粉
D1‧‧‧延伸方向
D2‧‧‧水平方向
a11‧‧‧傾角
S1‧‧‧氣壓偵測訊號
S2‧‧‧溫度偵測訊號
S3‧‧‧氮氣閥調節訊號
S4‧‧‧進水閥調節訊號
S5‧‧‧氮氣閥驅動訊號
S6‧‧‧進水閥驅動訊號
第一圖係顯示在先前技術中，尿素與氮化矽鎂在土壤中因水解銨化而使土壤的pH值產生變化之土壤pH值變化示意圖；第二圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造裝置之平面示意圖；第三圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造裝置之高溫爐本體之剖面示意圖；第四圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造裝置之控制系統之系統方塊圖；以及第五圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造方法之步驟流程圖。
請參閱第二圖至第四圖，第二圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造裝置之平面示意圖；第三圖係顯
示本發明之氮化矽肥料製造裝置之高溫爐本體之剖面示意圖；第四圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造裝置之控制系統之系統方塊圖。
如第二圖至第四圖所示，一種氮化矽肥料製造裝置100包含一高溫爐1以及一控制系統2。高溫爐1包含一高溫爐本體11、一反應容器12、一爐蓋13、一固定架14、一氮氣閥15、一進水閥16以及一出水閥17。
高溫爐本體11包含一內壁111、一外壁112以及一冷卻通道113。內壁111係圍構出一反應空間RS，反應空間RS係用以容置一氮化矽肥料原料FR與一反應起始物RI，氮化矽肥料原料FR係由一矽粉RM1、一氮化矽粉RM2與一金屬粉RM3混合而成，且金屬粉RM3包含一含鎂物質、一含鉀物質或一含鈣物質。反應起始物RI係接觸氮化矽肥料原料FR，且反應起始物RI為一鎂鋁粉。在本實施例中，含鎂物質例如為鎂粉，含鉀物質例如為磷酸鉀，含鈣物質例如為磷酸鈣。
外壁112係與內壁111相對設置。冷卻通道113係設置於內壁111與外壁112之間，且冷卻通道113是環繞著反應空間RS，且冷卻通道113具有相連通之一入口端1131與一出口端1132。
反應容器12係可抽換地設置於反應空間RS中，並用以盛裝氮化矽肥料原料FR。
爐蓋13係可拆卸地固接於高溫爐本體11，用以密封反應空間RS。在實務運用上，使用者是將反應容器12自反應空間RS中抽離出，然後將氮化矽肥料
原料FR與反應起始物RI放入反應容器12中，最後再將盛裝有氮化矽肥料原料FR之反應容器12置入反應空間RS中。
固定架14包含一固定架底座141與一馬達142，馬達142係固設於固定架底座141，並連結於高溫爐本體11，藉以使高溫爐本體11可轉動地連結於固定架14，且馬達142是用來控制高溫爐本體11轉動。其中，藉由馬達142轉動高溫爐本體11，可使反應空間RS之一延伸方向D1與一水平方向D2之間產生一傾角a1，而傾角a1係介於15°至45°之間。在本實施例中，傾角a1為30°。
氮氣閥15係設置於外壁112，並連通至反應空間RS，用以將一氮氣通入反應空間RS。進水閥16係設置於外壁112，並連通於冷卻通道113之入口端1131，用以將一冷卻水導入冷卻通道113中，進而冷卻高溫爐本體11之溫度，相對的控制反應空間RS內之溫度。
出水閥17係設置於外壁112，並連通於冷卻通道113相對於入口端1131之出口端1132，用以將導入冷卻通道113中之冷卻水排出。
如第二圖至第四圖所示，控制系統2包含一加熱器21、一氣壓偵測器22、一溫度偵測器23、一處理模組24、一控制模組25、一壓力警報器26以及一溫度警報器27。
加熱器21係設置於高溫爐本體11，用以對反應起始物RI進行加熱；其中，加熱器21例如為電阻加熱器，以透過通電的方式來對反應起始物RI加熱。其中，
由於在本實施例中，反應起始物RI為鎂鋁粉，當鎂鋁粉被加熱至600℃時會燃燒而使鋁與反應空間RS內所充填之氮氣反應而產生氮化鋁，而由於鋁的氮化反應為放熱反應，因此會產生大量的熱量，可瞬間將氮化矽肥料原料FR加熱至2000℃以上，使得氮化矽肥料原料FR所包含之矽粉RM1、氮化矽粉RM2及金屬粉RM3與氮氣反應生成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。
承上所述，當金屬粉RM3為鎂粉時，其反應如以下式(3)；當金屬粉RM3為磷酸鉀時，其反應如以下式(4)；當金屬粉RM3為磷酸鈣時，其反應如以下式(5)。
式(3).........Si3N4+3Mg+N2→3MgSiN2
式(4).........4K3PO4+9Si+6N2→6K2SiN2+Si3(PO4)4
式(5).........2Ca3(PO4)2+9Si+6N2→6CaSiN2+Si3(PO4)4
其中，由於矽粉RM1也會與氮氣反應生成氮化矽，而原本的氮化矽粉RM2則會如式(3)與金屬粉RM3反應生成氮化矽鎂，因此當金屬粉RM3只包含鎂粉時，氮化矽肥料為氮化矽鎂，且氮化矽鎂更與矽粉RM1氮化之氮化矽部分結合而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物；當金屬粉RM3只包含磷酸鉀時，氮化矽肥料為氮化矽鉀，且氮化矽鉀更與氮化矽粉RM2部分結合而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物；當金屬粉RM3只包含磷酸鈣時，氮化矽肥料為氮化矽鈣，且氮化矽鈣更與氮化矽粉RM2部分結合而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。此外，當金屬粉RM3同時包含鎂粉、磷酸鉀與磷酸鈣時，則式(3)、式(4)與式(5)都會在反應空間RS內進行，
進而使生成的氮化矽肥料包含有氮化矽鎂、氮化矽鉀與氮化矽鈣，同時氮化矽肥料還會部分與矽粉RM1氮化之氮化矽或氮化矽粉RM2部分結合而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。
氣壓偵測器22係設置於反應空間RS內，用以偵測反應空間RS內之氣壓而產生一記載有一爐內壓力值之氣壓偵測訊號S1。溫度偵測器23係設置於反應空間RS內，用以偵測反應空間RS內之溫度而產生一記載有一爐內溫度值之溫度偵測訊號S2。
處理模組24係電性連結於氣壓偵測器22以及溫度偵測器23，用以接收氣壓偵測訊號S1與溫度偵測訊號S2，並依據爐內壓力值與爐內溫度值產生並發送出一氮氣閥調節訊號S3與一進水閥調節訊號S4。
處理模組24包含一儲存單元241、一壓力處理單元242與一溫度處理單元243。
儲存單元241係儲存有一壓力與氮氣閥調節對應資料2411以及一溫度與進水閥調節對應資料2412。壓力處理單元242係電性連結於氣壓偵測器22與儲存單元241，並依據爐內壓力與氮氣閥調節對應資料2411產生並發送氮氣閥調節訊號S3。溫度處理單元243係電性連結於溫度偵測器23與儲存單元241，並依據爐內溫度值與溫度與進水閥調節對應資料2412產生並發送進水閥調節訊號S4。
其中，壓力與氮氣閥調節對應資料2411包含有爐內壓力值與氮氣閥15之調節規則，例如當爐內
壓力值大於或等於壓力上限值時，氮氣閥15之開啟程度會降低至50%，而當爐內壓力值在預設壓力範圍內逐漸減少時，氮氣閥15之開啟程度會逐漸增加至100%。
另一方面，溫度與進水閥調節對應資料2412包含有爐內溫度值與進水閥16之調節規則，例如當爐內溫度值大於或等於溫度上限值時，氮氣閥15之開啟程度會逐漸增加至100%，而當爐內溫度值在預設溫度範圍內逐漸減少時，進水閥16之開啟程度會逐漸降低而使爐內溫度值維持在溫度下限值上。
控制模組25包含一氮氣閥控制單元251與一進水閥控制單元252。氮氣閥控制單元251係電性連結於壓力處理單元242與氮氣閥15，用以接收氮氣閥調節訊號S3，並據以產生並發送一氮氣閥驅動訊號S5至氮氣閥15。進水閥控制單元252係電性連結於溫度處理單元243與進水閥16，用以接收進水閥調節訊號S4，並據以產生並發送一進水閥驅動訊號S6至進水閥16。在實務上，氮氣閥控制單元251是將氮氣閥驅動訊號S5所記載之閥開度參數轉換為控制氮氣閥15的電壓值，藉以調整氮氣閥15之開度，使反應空間RS內之爐內壓力值控制在20atm至150atn之間，而進水閥控制單元252同樣是將進水閥驅動訊號S6所記載之閥開度參數轉換為控制進水閥16的電壓值，藉以調整進水閥16之開度，使冷卻水之流量控制在5L/min以上。
壓力警報器26係電性連結於壓力處理單元242，壓力處理單元242係在爐內壓力值低於一壓力警
戒值時驅使壓力警報器26發出警報。舉例而言，反應空間RS內之反應壓力預設是控制在20atm至150atm之間，當氣壓偵測器22所偵測到的爐內壓力值低於50atm時，壓力處理單元242便會驅使壓力警報器26發出警報，以通知作業人員來關注氮氣閥15所連通之氮氣供應源是否壓力不足需更換，藉以即早修正問題而避免爐內壓力值不足。
溫度警報器27係電性連結於溫度處理單元243，溫度處理單元243係在爐內溫度值高於一溫度警戒值時驅使溫度警報器27發出警報。舉例而言，反應空間RS內之反應溫度預設是控制在1200℃以下，當溫度偵測器23所偵測到的爐內溫度值高於1100℃時，溫度處理單元243便會驅使溫度警報器27發出警報，以通知作業人員來關注是否在冷卻上出了問題，藉以即早修正問題而避免爐內溫度值超出預設溫度上限。
請參閱第第二圖至第五圖，第五圖係顯示本發明之氮化矽肥料製造方法之步驟流程圖。如第二圖至第五圖所示，以上述之氮化矽肥料製造裝置100為基礎，本發明之氮化矽肥料製造方法包含以下步驟S01至步驟S05。
步驟S01是將矽粉RM1、氮化矽粉RM2與金屬粉RM3進行混合而製備出氮化矽肥料原料FR。在本實施例中，矽粉RM1、氮化矽粉RM2與金屬粉RM3是以1：0.5~1：0.1~1的重量比混合均勻而製備出氮化矽肥料原料FR。更詳細的說，矽粉RM1之重量例如為1kg，氮化矽粉RM2之重量例如為0.5kg，金屬粉RM3之重量例如為
0.5kg。其中，由於本發明之氮化矽肥料原料FR包含了矽粉RM1.與氮化矽粉RM2，因此當在反應空間RS中充滿氮氣的情況下，當金屬粉RM3與氮化矽粉RM2進行上述式(3)之反應時，會因為矽粉RM1的存在而使反應產生的氮化矽鎂無法均質的存在，進而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物；而當金屬粉RM3與矽粉RM1進行上述式(4)或式(5)之反應時，也會因為氮化矽粉RM2的存在而使反應產生的氮化矽鉀或氮化矽鈣無法均質的存在，進而形成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。
步驟S021是將氮化矽肥料原料FR置入反應容器12中。在本實施例中，氮化矽肥料原料FR是平鋪填入反應容器12中。
步驟S022是將反應起始物RI放置於反應容器12中之一端，並使反應起始物RI接觸到氮化矽肥料原料FR。在本實施例中，反應起始物RI是略為嵌入氮化矽肥料原料FR，並露出於氮化矽肥料原料FR之表面。
步驟S023是將反應容器12置入反應空間RS中，藉以使氮化矽肥料原料FR與反應起始物RI一同置入反應空間RS中；此外，加熱器21之兩條電線更在反應起始物RI置入反應空間RS中之後插入反應起始物RI中。
步驟S024是將反應容器12中放置有反應起始物RI之一端上移而使高溫爐本體11傾斜，並使反應空間RS之延伸方向D1與水平方向D2之間產生介於15°至45°間之傾角a1。在本實施例中，使用者可以透過馬達142轉動，或者使用者直接手動轉動。
步驟S03是將氮氣充填入反應空間RS，並將反應空間RS內之爐內壓力值控制在20atm至150atm之間。在本實施例中，主要是透過處理模組24與控制模組25之配合控制氮氣閥15之開通程度，且當氮氣閥15所連通之氮氣供應源遠大於150atm時，步驟S03主要是將進入反應空間RS內的氮氣壓力控制在150atm以下。
步驟S04是利用加熱器21將反應起始物RI加熱至600℃，使反應起始物RI與氮氣反應產生反應熱，並利用反應熱使氮化矽肥料原料FR產生自蔓延高溫合成反應而生成包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。在本實施例中，由於反應起始物RI被加熱超過600℃時，反應起始物RI中的鎂鋁粉會燃燒而點燃矽粉RM1與氮氣反應，而矽粉RM1與氮氣反應生產氮化鋁時會放熱而使反應空間RS內局部的溫度瞬間高達2000℃，進而觸發氮化矽粉RM2與金屬粉RM3及氮氣進行包含如上式(3)、式(4)或式(5)之反應，而式(3)、式(4)或式(5)之反應所產生的反應熱又會觸發周遭的矽粉RM1、氮化矽粉RM2及金屬粉RM3與氮氣進行式(3)、式(4)或式(5)之反應，此現象即為自蔓延高溫合成反應。
步驟S05是將冷卻水通入高溫爐本體11中，以使反應空間RS內之溫度在自蔓延高溫合成反應時控制在1200℃以下。其中，藉由冷卻水對高溫爐本體11降溫，可以有效的將矽粉RM1、氮化矽粉RM2及金屬粉RM3與氮氣進行式(3)、式(4)或式(5)之反應時所產生的反應熱帶走部分，避免反應空間RS中的爐內溫度值過
高，進而防止反應空間RS內之反應產物因為高溫而形成緻密的燒結物。
綜上所述，由於本發明之氮化矽肥料製造方法是將矽粉、氮化矽粉與金屬粉混合成氮化矽肥料原料，並在氮化矽肥料原料置於高溫爐本體之反應空間內時，利用加熱器加熱反應起始物而點燃氮化矽肥料原料進行一連串的自蔓延高溫合成反應，並在氮化矽肥料原料進行自蔓延高溫合成反應時，將反應空間內之爐內壓力值與爐內溫度值控制在鬆散燒結條件下，使氮化矽肥料原料透過自蔓延高溫合成反應所生成之反應物的結構較為鬆散，藉此使用者可以輕易將包含氮化矽肥料之鬆散燒結物作為肥料進行施肥，相較於先前技術之氮化矽肥料因為反應生成物過於致密，本發明之氮化矽肥料製造方法確實可以有效的製造出包含氮化矽肥料之鬆散燒結物。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
111‧‧‧內壁
112‧‧‧外壁
113‧‧‧冷卻通道
1131‧‧‧入口端
1132‧‧‧出口端
12‧‧‧反應容器
13‧‧‧爐蓋
15‧‧‧氮氣閥
16‧‧‧進水閥
17‧‧‧出水閥
21‧‧‧加熱器
22‧‧‧氣壓偵測器
23‧‧‧溫度偵測器
RS‧‧‧反應空間
FR‧‧‧氮化矽肥料原料
RI‧‧‧反應起始物
RM1‧‧‧矽粉
RM2‧‧‧氮化矽粉
RM3‧‧‧金屬粉
Claims (5)
- 一種氮化矽肥料製造方法，係用以製造產生一氮化矽肥料，該氮化矽肥料包含一氮化矽鎂、一氮化矽鉀或一氮化矽鈣，該氮化矽肥料製造方法包含以下步驟：(a)製備一氮化矽肥料原料，該氮化矽肥料原料係由一矽粉、一氮化矽粉與一金屬粉混合而成，該氮化矽肥料原料之該矽粉、該氮化矽粉與該金屬粉之重量比為a：b：c，a為1，b為0.5至1，c為0.1至1，且該金屬粉包含一含鎂物質、一含鉀物質或一含鈣物質；(b)將該氮化矽肥料原料與一反應起始物置入一高溫爐本體之一反應空間中，並使該反應起始物接觸該氮化矽肥料原料，該反應起始物為一含鋁物質；(c)將一氮氣充填入該反應空間；(d)利用一加熱器將該反應起始物加熱至600℃，使該反應起始物與該氮氣反應生成一氮化鋁與一反應熱，該反應熱係使該氮化矽肥料原料產生一自蔓延高溫合成反應(self-propagation high-temperature synthesis,SHS)而生成一包含該氮化矽肥料之鬆散燒結物；以及(e)將一冷卻水通入該高溫爐本體中，以使該反應空間內之溫度在該自蔓延高溫合成反應時控制在1200℃以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之氮化矽肥料製造方法，在步驟(b)中更包含以下步驟：(b1)將該氮化矽肥料原料置入一反應容器中；(b2)將該反應起始物放置於該反應容器中之一端，並使該反應起始物接觸到該氮化矽肥料原料；以及(b3)將該反應容器置入該反應空間中。
- 如申請專利範圍第2項所述之氮化矽肥料製造方法，在步驟(b3)之後更包含一步驟(b4)，將該高溫爐本體傾斜而使該反應空間之一延伸方向與一水平方向之間產生一傾角，該傾角係介於15°至45°之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之氮化矽肥料製造方法，在步驟(b4)中，該高溫爐本體係將該反應容器中放置有該反應起始物之一端上移而傾斜。
- 如申請專利範圍第1項所述之氮化矽肥料製造方法，在步驟(c)中，更將該反應空間內之一爐內壓力值控制在20atm至150atm之間。
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