Life cycle analysis of the simultaneous production of lithium hydroxide monohydrate and lithium carbonate from spodumene ore using electrodialysis
Notice bibliographique
Résumé
The need to combat climate change and to achieve carbon neutrality is driving demand for clean energy technologies, highlighting the importance of sustainable production pathways for lithium-ion battery precursors. Although prior research has assessed greenhouse gas (GHG) emissions from lithium hydroxide monohydrate (LHM) production in specific regions, a significant gap remains in the comprehensive life cycle analyses of electrodialysis-based systems co-producing LHM and lithium carbonate across different geographical locations and operational conditions. This study conducts a cradle-to-gate, Canada-specific baseline life cycle assessment (LCA) of flexible LHM and lithium carbonate co-production. It uses an electrodialysis-based electrochemical process, accompanied by detailed modeling of sub-processes to enhance GHG emission reduction by reducing energy consumption. The study also assesses the adaptability and feasibility of the facility under varying geographical and operational conditions. The results indicate that 175.6 Megawatts (MW) of energy is required for a spodumene input capacity of 250 tph. The primary energy consumers are the electrochemical process and mining, at 97.2 MW and 49.6 MW, respectively. Within the electrochemical process, electrolysis consumes 65.7 % of the total energy, representing approximately 36 % of the total energy used in the LHM production process. The study also found that the total life cycle GHG emission is 9.15 t CO 2 e/t LHM. The main contributors to GHG emissions in LHM production are the electrochemical process and mining, contributing 5.48 t CO 2 e/t LHM and 1.85 t CO 2 e/t LHM, respectively. These emissions can be reduced by using the hydrogen by-product from the electrodialysis process and integrating renewable energy into mining, milling, and electrochemical operations. Additionally, small modular nuclear reactors (SMNRs) present a promising low-carbon alternative for powering these stages. The model shows life cycle GHG emissions from 3.91 to 10.97 t CO 2 e/t LHM, mainly influenced by electricity emissions and scalability. Sensitivity analyses confirm its adaptability in different regions and operating conditions. The 0.06 t CO₂e/t LHM GHG emission difference between production ratios of 100 % LHM and 50 % LHM results in 4092 t annually, mainly due to CO₂ injection during carbonation and drying energy use. Overall, increased energy demand is largely offset by CO₂ injection, minimizing net emissions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».