Манган, свестрани метал, налази примену у различитим индустријама као што су металургија (Сун ет ал., 2022), производња батерија (Сонг ет ал., 2023) и биомедицинска поља (Сисакхтнезхад ет ал., 2023). Тренутно, све већа глобална потражња за електричним возилима покреће потражњу за електричним батеријама, чиме се повећава потражња за металним манганом (Маисел ет ал., 2023). Подаци о потрошњи руде мангана у Кини за 2022. указују на значајно повећање употребе мангана у литијум{11}јонским батеријама, премашујући ознаку од 1% (ИМНИ, 2023). Кина не само да се рангира као четврти-светски произвођач руде мангана, после Јужне Африке, Габона (УСГС, 2023) и Аустралије, већ је и на врху највећег произвођача електролитског метала мангана (ЕММ) (ДЈ Хе ет ал., 2021; Ли ет ал., 2023). Тренутна ситуација је да велика-предузећа за производњу ЕММ постоје само у Кини и Јужној Африци. Кина је од 2008. константно доприносила преко 98% глобалне производње ЕММ-а, етаблирајући се као водећи произвођач широм света (Хан и Ву, 2019).
Производња металног мангана електролизом представља прерађивачку индустрију коју карактерише повећана потрошња ресурса и енергије, значајно стварање загађења, високи трошкови и релативно ниски профити (Нинг ет ал., 2010). Већина ЕММ производних предузећа у Кини концентрисана је у познатом манганском троуглу, који оцртавају Хунан, Гуизхоу и Цхонгкинг. Међутим, предузећима у региону недостајала је еколошка свест, што је довело до значајне штете по животну средину и загађења које су изазвала ова предузећа (СЦ Хе ет ал., 2021). Загађење изазвано индустријском производњом ЕММ, укључујући остатке електролитичког мангана, ослобађање Мн2+, и амонијачног азота, представља озбиљну претњу по екосистеме и здравље људи (Цхен ет ал., 2022). Стога је неопходно свеобухватно проценити утицај производње ЕММ на животну средину у региону манганског троугла како би се дале препоруке за чистију производњу.
Процена животног циклуса (ЛЦА) представља моћан алат за анализу животне средине, систематски квантификујући утицај производа, процеса или активности на животну средину (ИСО 14040, 2006). Широко примењен у различитим секторима, укључујући пољопривреду (ван дер Верф ет ал., 2020), грађевинарство (Родригуес ет ал., 2023) и рударство (Тао ет ал., 2022), ЛЦА пружа свеобухватно разумевање импликација на животну средину. За индустрију метала мангана, Вестфалл ет ал. (2016) прикупио је примарне податке од 16 произвођача легура мангана широм света и спровео ЛЦА. Резултати студије показују да је укупан ГВП, АП и ПОЦП за 1 кг просечне легуре мангана био 6 кг ЦО.2ек, 45 г СО2екв. и 3 г Ц2H4ек, респективно. Нинг ет ал. (2010) спровели су свеобухватну анализу материјалног биланса и загађивача ЕММ индустрије у Кини, откривајући изворе и одредишта главних загађивача. Међутим, њихова студија се није бавила аспектом климатских промена. Пенг ет ал. (2011) је користио ЛЦА да упореди утицаје производње ЕММ на животну средину у Кини и Јужној Африци, фокусирајући се искључиво на потенцијал глобалног загревања и потенцијал закисељавања. Давоурие ет ал. (2017) спровео ЛЦА како би проценио емисије честица у производњи легуре мангана. Резултати су открили да се 66% емисија{12}}у вези са производњом честица дешава ван постројења за производњу мангана, при чему директне или{13}}емисије на локацији чине 34% укупних емисија ПМ. Међутим, проучавао је само честице и није истраживао друге загађиваче. Фарјана и др. (2019) су спровели ЛЦА анализу производње руде мангана на основу базе података Ецоинвент, али нису покрили накнадни део електролизе концентрата мангана. Зханг ет ал. (2020) спровео је детаљну ЛЦА анализу производње ЕММ-а у Кини, али одабрани подаци о рударству и електролизи нису добијени из истог предузећа, што је резултирало просторним неслагањима. Штавише, већина постојећих студија које се односе на ЕММ се претежно фокусирала на анализу његових загађивача. На пример, Зханг ет ал. (2023) истраживали су ситуацију загађења тешким металима Мн, Зн, Пб и другима у индустријској зони ЕММ северне Кине и њеном окружењу. Сун ет ал. (2020) користили су опоравак ресурса сумпора из пржења остатка електролитичког мангана и одсумпоравања руде мангана за чисту производњу електролитичког мангана. Ксу ет ал. (2014) је предложио свеобухватан метод третмана отпадних вода за производњу ЕММ кроз студију о водном билансу предузећа ЕММ. У закључку, Кини тренутно недостаје-квалитетна, свеобухватна ЛЦА студија о утицају производње ЕММ на животну средину. Да би се ово позабавило, ова студија је одабрала најрепрезентативнију компанију за производњу електролитичког мангана у манганском троуглу, региону са најбогатијим налазиштима мангана у Кини. ЛЦА је спроведена на производњи електролитичког мангана од фазе рударења до фазе електролизе.
Ова студија има за циљ да (1) анализира еколошки терет производње ЕММ у региону манганског троугла у Кини користећи ЛЦА методу; (2) добити квантитативне резултате процене утицаја животног циклуса (ЛЦИА) заједно са информацијама о несигурности и идентификовати главне категорије утицаја на животну средину; (3) идентификују кључне процесе и супстанце, спроведу анализу осетљивости на кључне процесе и испитају степен варијације у резултатима ЛЦИА; (4) симулирају различите енергетске сценарије, упореде њихове одговарајуће утицаје на животну средину и предлажу стратегије оптимизације за индустрију производње метала електролитског мангана у Кини. Након спровођења квантитативног ЛЦА, анализирајте из више перспектива, укључујући допринос, неизвесност и осетљивост, да бисте свеобухватно проценили тренутни статус и утицаје ЕММ производне технологије на животну средину у Кини. Ова анализа има за циљ да оптимизује потрошњу ресурса и енергије и смањи интензитет емисије загађујућих материја. Предложити техничке мере за постизање чисте и ефикасне производње ЕММ и за изградњу зеленог и одрживог енергетског система.
