Mangan, sem er fjölhæfur málmur, er notaður í ýmsum atvinnugreinum eins og málmvinnslu (Sun o.fl., 2022), rafhlöðuframleiðslu (Song o.fl., 2023) og lífeðlisfræði (Sisakhtnezhad o.fl., 2023). Eins og er, er aukin eftirspurn á heimsvísu eftir rafknúnum ökutækjum ýta undir eftirspurn eftir rafhlöðum og eykur þar með eftirspurn eftir manganmálmi (Maisel o.fl., 2023). Gögnin fyrir 2022 um neyslu á manganmálmgrýti í Kína benda til umtalsverðrar aukningar á nýtingu mangans í litíum-jónarafhlöðum, sem fer yfir 1% markið (IMNI, 2023). Kína er ekki aðeins fjórði-stærsti framleiðandi manganmálmgrýti í heiminum, á eftir Suður-Afríku, Gabon (USGS, 2023) og Ástralíu heldur er einnig í efsta sæti sem stærsti framleiðandi rafgreiningarmanganmálms (EMM) (DJ He o.fl., 2021; Li o.fl., 2023). Núverandi staða er sú að stór-EMM framleiðslufyrirtæki eru aðeins til í Kína og Suður-Afríku. Frá árinu 2008 hefur Kína stöðugt lagt sitt af mörkum til yfir 98% af alþjóðlegri framleiðslu á EMM og fest sig í sessi sem leiðandi framleiðandi á heimsvísu (Han og Wu, 2019).
Rafgreiningarframleiðsla manganmálms táknar vinnsluiðnað sem einkennist af aukinni auðlinda- og orkunotkun, verulegri mengunarmyndun, háum kostnaði og tiltölulega litlum hagnaði (Ning o.fl., 2010). Meirihluti EMM framleiðslufyrirtækja í Kína er einbeitt í hinum fræga Mangan þríhyrningi, afmarkað af Hunan, Guizhou og Chongqing. Hins vegar skorti umhverfisvitund fyrirtækja á svæðinu, sem leiddi til verulegs umhverfistjóns og mengunar af völdum þessara fyrirtækja (SC He o.fl., 2021). Mengun sem myndast við iðnaðarframleiðslu á EMM, þar með talið rafgreiningarmanganleifar, losun Mn2+, og ammoníak köfnunarefni, er alvarleg ógn við vistkerfi og heilsu manna (Chen o.fl., 2022). Því er nauðsynlegt að meta ítarlega umhverfisáhrif EMM-framleiðslu á Manganþríhyrningssvæðinu til að gera ráðleggingar um hreinni framleiðslu.
Lífsferilsmat (LCA) stendur sem öflugt tæki til umhverfisgreiningar, kerfisbundið magn umhverfisáhrifa vara, ferla eða starfsemi (ISO 14040, 2006). LCA er notað víða í ýmsum greinum, þar á meðal landbúnaði (van der Werf o.fl., 2020), byggingariðnaði (Rodrigues o.fl., 2023) og námuvinnslu (Tao o.fl., 2022). LCA veitir alhliða skilning á umhverfisáhrifum. Fyrir manganmálmiðnaðinn, Westfall o.fl. (2016) safnaði frumgögnum frá 16 manganblendiframleiðendum um allan heim og framkvæmdi LCA. Niðurstöður rannsóknarinnar sýna að heildar GWP, AP og POCP fyrir 1 kg af meðalmanganblendi var 6 kg CO2jafngildi, 45 g SO2eq, og 3 g C2H4eq, í sömu röð. Ning o.fl. (2010) framkvæmdi yfirgripsmikla efnisjafnvægi og mengunarefnagreiningu á EMM iðnaðinum í Kína, sem leiddi í ljós uppruna og áfangastaði helstu mengunarefna. Rannsókn þeirra fjallaði hins vegar ekki um þætti loftslagsbreytinga. Peng o.fl. (2011) notaði LCA til að bera saman umhverfisáhrif EMM-framleiðslu í Kína og Suður-Afríku, með áherslu eingöngu á hlýnunarmöguleika og súrnunarmöguleika. Davourie o.fl. (2017) gerði LCA til að meta losun svifryks í framleiðslu á manganblendi. Niðurstöðurnar leiddu í ljós að 66% af-framleiðslutengdri losun svifryks á sér stað utan manganstöðva, þar sem bein eða-losun á staðnum er 34% af heildarlosun PM. Hins vegar rannsakaði það aðeins svifryk og rannsakaði ekki önnur mengunarefni. Farjana o.fl. (2019) framkvæmdi LCA greiningu á framleiðslu manganmalmgrýti á grundvelli Ecoinvent gagnagrunnsins, en náði ekki til síðari rafgreiningarhluta manganþykkni. Zhang o.fl. (2020) framkvæmdi ítarlega LCA-greiningu á EMM-framleiðslu í Kína, en valin námu- og rafgreiningargögn voru ekki fengin frá sama fyrirtæki, sem leiddi til staðbundins misræmis. Ennfremur hefur meirihluti núverandi rannsókna sem varða EMM aðallega beinst að greiningu á mengunarefnum þess. Til dæmis, Zhang o.fl. (2023) kannaði ástand þungmálmamengunar Mn, Zn, Pb og annarra á norður-kínversku EMM iðnaðarsvæði og umhverfi þess. Sun o.fl. (2020) nýtti endurheimt brennisteinsauðlindar frá brennslu rafgreiningarmanganleifa og brennisteinshreinsunar mangangrýti til hreinnar framleiðslu á rafgreiningarmangani. Xu o.fl. (2014) lagði til alhliða skólphreinsunaraðferð fyrir EMM framleiðslu með rannsókn á vatnsjafnvægi EMM fyrirtækja. Að lokum skortir Kína eins og er hágæða, alhliða LCA rannsókn á umhverfisáhrifum EMM framleiðslu. Til að bregðast við þessu valdi þessi rannsókn dæmigerðasta rafgreiningarmanganframleiðslufyrirtækið í Manganþríhyrningnum, svæðinu með ríkustu manganútfellingunum í Kína. LCA var framkvæmd á rafgreiningu manganframleiðslu frá námustigi til rafgreiningarstigs.
Þessi rannsókn miðar að því að (1) greina umhverfisbyrði af EMM framleiðslu í Mangan þríhyrningssvæðinu í Kína með því að nota LCA aðferðina; (2) fá megindlegar niðurstöður úr mati á lífsferilsáhrifum (LCIA) ásamt óvissuupplýsingum og auðkenna helstu áhrifaflokka á umhverfið; (3) bera kennsl á lykilferla og efni, framkvæma næmnigreiningu á lykilferlum og kanna hversu mismunandi niðurstöður LCIA eru; (4) líkja eftir ýmsum orkuatburðarásum, bera saman samsvarandi umhverfisáhrif þeirra og leggja til hagræðingaraðferðir fyrir rafgreiningarmanganmálmframleiðsluiðnaðinn í Kína. Eftir að hafa framkvæmt megindlega LCA, greina frá mörgum sjónarhornum, þar á meðal framlagi, óvissu og næmni, til að meta ítarlega núverandi stöðu og umhverfisáhrif EMM framleiðslutækni í Kína. Þessi greining miðar að því að hámarka auðlinda- og orkunotkun og draga úr styrkleika mengunarefna. Leggja til tæknilegar ráðstafanir til að ná fram hreinni og skilvirkri EMM framleiðslu og byggja upp grænt og sjálfbært orkukerfi.
