Mae Manganîs, metel amlbwrpas, yn dod o hyd i gymwysiadau ar draws amrywiol ddiwydiannau megis meteleg (Sun et al., 2022), gweithgynhyrchu batris (Song et al., 2023), a meysydd biofeddygol (Sisakhtnezhad et al., 2023). Ar hyn o bryd, mae'r galw byd-eang cynyddol am gerbydau trydan yn gyrru'r galw am batris pŵer, a thrwy hynny roi hwb i'r galw am fetel manganîs (Masel et al., 2023). Mae data 2022 ar ddefnydd mwyn manganîs Tsieina yn awgrymu cynnydd nodedig yn y defnydd o fanganîs mewn batris ïon lithiwm, gan ragori ar y marc 1 % (IMNI, 2023). Mae Tsieina nid yn unig yn bedwerydd -cynhyrchydd mwyn manganîs mwyaf y byd, yn dilyn De Affrica, Gabon (USGS, 2023), ac Awstralia ond mae hefyd yn y safle uchaf fel cynhyrchydd mwyaf metel manganîs electrolytig (EMM) (DJ He et al., 2021; Li et al., 2023). Y sefyllfa bresennol yw bod mentrau cynhyrchu EMM ar raddfa fawr yn bodoli yn Tsieina a De Affrica yn unig. Ers 2008, mae Tsieina wedi cyfrannu'n gyson at dros 98% o gynhyrchiad byd-eang EMM, gan sefydlu ei hun fel y cynhyrchydd blaenllaw ledled y byd (Han a Wu, 2019).
Mae cynhyrchu electrolysis metel manganîs yn ddiwydiant prosesu a nodweddir gan ddefnydd uwch o adnoddau ac ynni, cynhyrchu llygredd sylweddol, costau uchel, ac elw cymharol isel (Ning et al., 2010). Mae mwyafrif y mentrau cynhyrchu EMM yn Tsieina wedi'u crynhoi yn y Triongl Manganîs enwog, wedi'i amlinellu gan Hunan, Guizhou, a Chongqing. Fodd bynnag, nid oedd gan fentrau yn y rhanbarth ymwybyddiaeth amgylcheddol, gan arwain at ddifrod amgylcheddol sylweddol a llygredd a achosir gan y mentrau hyn (SC He et al., 2021). Y llygredd a gynhyrchir gan gynhyrchu diwydiannol o EMM, gan gynnwys gweddillion manganîs electrolytig, rhyddhau Mn2+, a nitrogen amonia, yn fygythiad difrifol i ecosystemau ac iechyd dynol (Chen et al., 2022). Felly, mae angen asesu'n gynhwysfawr effaith amgylcheddol cynhyrchu EMM yn rhanbarth Triongl Manganîs er mwyn gwneud argymhellion ar gyfer cynhyrchu glanach.
Mae asesiad cylch bywyd (LCA) yn arf cryf ar gyfer dadansoddi amgylcheddol, gan fesur yn systematig effaith amgylcheddol cynhyrchion, prosesau neu weithgareddau (ISO 14040, 2006). Wedi'i gymhwyso'n eang ar draws sectorau amrywiol, gan gynnwys amaethyddiaeth (van der Werf et al., 2020), adeiladu (Rodrigues et al., 2023), a mwyngloddio (Tao et al., 2022), mae LCA yn darparu dealltwriaeth gynhwysfawr o oblygiadau amgylcheddol. Ar gyfer y diwydiant metel manganîs, Westfall et al. (2016) casglu data cynradd gan 16 o gynhyrchwyr aloi manganîs ledled y byd a chynnal LCA. Mae canlyniadau'r astudiaeth yn dangos mai cyfanswm GWP, AP, a POCP ar gyfer 1 kg o aloi manganîs cyfartalog oedd 6 kg CO.2eq, 45 g SO2eq, a 3 g C2H4eq, yn y drefn honno. Roedd Ning et al. (2010) cynhaliodd gydbwysedd deunydd cynhwysfawr a dadansoddiad llygryddion o'r diwydiant EMM yn Tsieina, gan ddatgelu ffynonellau a chyrchfannau llygryddion mawr. Fodd bynnag, ni roddodd eu hastudiaeth sylw i'r agwedd ar newid hinsawdd. Mae Peng et al. (2011) defnyddio LCA i gymharu effeithiau amgylcheddol cynhyrchu EMM yn Tsieina a De Affrica, gan ganolbwyntio'n unig ar y potensial cynhesu byd-eang a photensial asideiddio. Roedd Davourie et al. (2017) cynnal LCA i werthuso allyriadau mater gronynnol mewn cynhyrchu aloi manganîs. Datgelodd y canlyniadau fod 66 % o allyriadau deunydd gronynnol sy'n gysylltiedig â chynhyrchu yn digwydd y tu allan i gyfleusterau manganîs, gydag allyriadau uniongyrchol neu ar-safle yn cyfrif am 34 % o gyfanswm yr allyriadau PM. Fodd bynnag, dim ond mater gronynnol yr astudiodd ac nid ymchwiliodd i lygryddion eraill. Roedd Farjana et al. (2019) wedi cynnal dadansoddiad LCA ar gynhyrchu mwyn manganîs yn seiliedig ar gronfa ddata Ecoinvent, ond nid oedd yn cynnwys y rhan electrolysis dilynol o ddwysfwyd manganîs. Roedd Zhang et al. (2020) gynnal dadansoddiad LCA manwl ar gynhyrchu EMM yn Tsieina, ond ni ddaeth y data mwyngloddio ac electrolysis dethol o'r un fenter, gan arwain at anghysondebau gofodol. At hynny, mae mwyafrif yr astudiaethau presennol sy'n ymwneud ag EMM wedi canolbwyntio'n bennaf ar ddadansoddi ei lygryddion. Er enghraifft, mae Zhang et al. (2023) ymchwilio i sefyllfa llygredd metel trwm Mn, Zn, Pb, ac eraill mewn ardal ddiwydiannol EMM gogleddol Tsieineaidd a'r amgylchedd cyfagos. Mae Sun et al. (2020) defnyddio adferiad adnoddau sylffwr o rostio gweddillion manganîs electrolytig a desulfurizing mwyn manganîs ar gyfer cynhyrchu glân manganîs electrolytig. Roedd Xu et al. (2014) yn cynnig dull trin dŵr gwastraff cynhwysfawr ar gyfer cynhyrchu EMM trwy astudiaeth ar gydbwysedd dŵr mentrau EMM. I gloi, ar hyn o bryd nid oes gan Tsieina astudiaeth ACT gynhwysfawr o ansawdd uchel ar effeithiau amgylcheddol cynhyrchu EMM. Er mwyn mynd i'r afael â hyn, dewisodd yr astudiaeth hon y cwmni cynhyrchu manganîs electrolytig mwyaf cynrychioliadol yn y Triongl Manganîs, y rhanbarth sydd â'r dyddodion manganîs cyfoethocaf yn Tsieina. Cynhaliwyd LCA ar gynhyrchu manganîs electrolytig o'r cam mwyngloddio i'r cam electrolysis.
Nod yr astudiaeth hon yw (1) dadansoddi baich amgylcheddol cynhyrchu EMM yn rhanbarth Triongl Manganîs Tsieina gan ddefnyddio'r dull LCA; (2) cael canlyniadau meintiol o asesiad effaith cylch bywyd (LCIA) ynghyd â gwybodaeth ansicrwydd a nodi'r categorïau effaith fawr ar yr amgylchedd; (3) nodi prosesau a sylweddau allweddol, cynnal dadansoddiad sensitifrwydd ar brosesau allweddol, ac archwilio graddau'r amrywiad mewn canlyniadau LCIA; (4) efelychu gwahanol senarios ynni, cymharu eu heffeithiau amgylcheddol cyfatebol, a chynnig strategaethau optimeiddio ar gyfer y diwydiant cynhyrchu metel manganîs electrolytig yn Tsieina. Ar ôl cynnal LCA meintiol, dadansoddi o safbwyntiau lluosog, gan gynnwys cyfraniad, ansicrwydd, a sensitifrwydd, i asesu'n gynhwysfawr statws cyfredol ac effeithiau amgylcheddol technoleg cynhyrchu EMM yn Tsieina. Nod y dadansoddiad hwn yw gwneud y defnydd gorau o adnoddau ac ynni a lleihau dwyster allyriadau llygryddion. Cynnig mesurau technegol i gyflawni cynhyrchiad EMM glân ac effeithlon ac adeiladu system ynni gwyrdd a chynaliadwy.
