一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法 |
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| 申请号 | CN201910668158.9 | 申请日 | 2019-07-23 | 公开(公告)号 | CN112007759B | 公开(公告)日 | 2022-05-27 |
| 申请人 | 中蓝连海设计研究院有限公司; 宜都兴发化工有限公司; | 发明人 | 刘云涛; 郑光明; 沈维云; 李防; 郝旭涛; 刘连坤; 朱排场; 宋文义; 杨勇; 刘养春; 李丰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种处理低镁高 铁 铝 硅 钙 质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，属选矿技术领域。该方法在弱酸性条件下进行脱硅脱铁铝反浮选，粗选精矿再进行脱镁反浮选，槽内产品为磷精矿；脱硅脱铁铝反浮选粗选 尾矿 再经一次或多次扫选， 泡沫 产品为高硅高铁铝尾矿，槽内产品为脱硅脱铁铝中矿，经浓密脱 水 设备，提高矿浆浓度后进行正浮选作业，进一步脱除 硅酸 盐和铁铝等杂质，得到磷精矿。本发明工艺可以处理中低品位磷矿，并通过双反浮选和中矿正浮选组合工艺得到不同等级磷精矿，满足下游不同酸法加工用磷 矿石 要求，同时去除镁、硅、铁、铝等杂质，资源利用率高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，其特征在于：该方法以低镁高铁铝胶磷矿为原矿，破碎磨矿调浆后进入反浮选脱硅脱铁铝系统在弱酸性条件下进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品调浆后再进行反浮选脱镁作业，得反浮选磷精矿；脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫进行扫选作业，扫选中矿调浆后进行中矿正浮选作业，得到正浮选磷精矿； |
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| 说明书全文 | 一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法技术领域[0001] 本发明涉及一种磷矿选矿工艺，特别涉及一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法。 背景技术[0002] 磷矿物作为一种不可再生资源，是生产磷肥、磷化产品的主要原料。我国磷矿资源储量虽然相对丰富，但大部分为中低品位且镁、硅、铝、铁等杂质含量较高的难选磷矿资源。中低品位磷矿选矿富集后可用于生产食品级、工业级、肥料级三个等级的湿法磷酸。湿法磷酸生产中，MgO含量、硅及酸不溶物的含量和铁、铝氧化物的含量是湿法磷酸用矿质量评价中重要的指标。 [0003] 目前国内建成选厂处理的磷矿石绝大多数为高镁磷矿，P2O5品位一般在25%以上，仅排除碳酸盐矿物就能得到P2O5≥32%，MgO≤0.8%的高质量磷精矿，而此类矿石资源已经逐渐枯竭。低镁，硅、铝、铁等杂质含量较高的难选磷矿资源亟待得到有效利用。处理此类磷矿石，不仅需要脱除碳酸盐类脉石矿物（主要为白云石和方解石，杂质元素为镁）和硅酸盐脉石矿物（主要为石英、玉髓等，杂质元素为硅），而且要求排除铝硅酸盐矿物（主要为长石、云母、高岭土等黏土矿物，杂质元素为铝）和铁质矿物（主要为褐铁矿、黄铁矿、磁铁矿等，杂质元素为铁）。目前，普通采用联合浮选法进行富集，主要浮选方法是正反浮选和双反浮选，其中通过正浮选或者反浮选脱除硅酸盐和铁铝杂质，去除白云石主要通过反浮选选镁，选矿工作者对此类胶磷矿进行了大量的研究。 [0004] 武汉科技大学刘涛等针对湖北某中低品位硅质胶磷矿进行了工艺矿物学研究和浮选方法研究（汪博,刘涛,张一敏,刘鑫,孙坤.湖北某胶磷矿石浮选脱铁、铝、镁试验[J].金属矿山，2016（7）：136‑140），当原矿品位P2O5为23.98%，MgO为2.11%，R2O（3 Fe2O3+ Al2O3）为6.40%，经2次正浮选、1次反浮选流程处理，获得了P2O5品位为32.98％、回收率为92.30％，R2O3含量为2.94％、脱除率为69.17％，MgO含量为1.02％、脱除率为67.54％的磷精矿，符合酸法加工磷矿石优等品质量标准。 [0005] 中国公开专利文献CN101829634B公开了一种高铁铝低品位磷矿浮选方法，将磷矿石原矿磨细为‑400目≥90%，通过一次粗选三次精选，精选时加入水玻璃和萘磺化缩合物。它可以用于选别铁铝含量较高、嵌布粒度微细的低品位磷矿，所得磷精矿P2O5品位大于 35％，Fe2O3+ Al2O3含量小于3.5％。 [0006] 上述公开文献中，正浮选是一种高效率的脱除硅酸盐和铁铝杂质的选矿工艺，往往此类磷矿物白云石含量也不低，还需要选镁浮选段。正浮选碱性条件和反浮选酸性条件导致回水利用难度较大。虽然有研究者对正反回水进行了部分研究，如CN103880135B公开了一种磷矿正反浮选废水的处理方法，在磷矿正反浮选方法中, 反浮选调整剂采用磷酸, 工艺中多余的废水采用石灰一步处理后,即可以返回至正浮选系统回收利用。但是，目前仍没有成功的工业应用案例。此外，正反浮选入料粒度较细，往往‑200目含量需≥90%，正浮选捕收剂用量较大，特别是冬季低温时期，运行成本较高。 [0007] 北京矿冶研究总院李松清等对贵州某高镁高铝胶磷矿采用双反浮选进行了提质降杂试验研究。（李松清,孙昊,郑桂兵,朱阳戈,胡晓星.贵州某高镁高铝胶磷矿双反浮选降杂试验[J].矿冶，2016，25（1）：1‑9）原矿P2O5为21.16%，MgO为5.55%，R2O3为4.67%经过两段磨矿‑双反浮选‑分级闭路试验流程可以获得P2O5品位33.97%, R2O（3 Fe2O3+ Al2O3）之和为2.23%,MgO含量0.73%,P2O5回收率73.71%的磷精矿。 [0008] 中国公开专利文献CN102716806B公开了一种双反浮选方法同时脱除中低品位磷矿中氧化镁、氧化铁及氧化铝倍半氧化物的方法，将磷矿石原矿磨细为‑200目≥85%，通过三段反浮选，加入抑制剂和捕收剂，分别脱镁、脱除氧化铁和氧化铝。本发明可同时脱除精矿中氧化镁、氧化铁及氧化铝的含量，显著提高磷精矿品质。可降低后续制酸过程时的生产成本。 [0009] 中国公开专利文献CN105689149A公开了一种适合硅钙质磷矿的双反浮选方法，先在中性介质中浮选脱硅，脱硅尾矿经过2 次脱硅再选，脱硅中矿不返回，脱硅中矿与脱硅粗精矿合并再进行浮选脱镁，泡沫产品为脱镁尾矿，槽内产品为磷精矿。 [0010] 上述公开文献中，双反浮选可以脱除氧化镁，硅酸盐和铁铝等杂质，但在实际浮选中发现脱除铁铝杂质效率较低，捕收剂分选性不高，泡沫流动性差，脱硅脱铁铝扫选中矿含铁铝杂质较高，导致最终磷精矿铁铝杂质也高。由于该扫选中矿往往含连生矿物较多，目前部分研究者将该扫选中矿进行再磨或者脱泥、筛分处理，而实际选矿中发现中矿再磨又产生大量难选细泥，脱泥、筛析作业损失收率较多，效果欠佳、不稳定。在磷矿石原矿品质越来越差，而下游产业对磷精矿产品要求越来越高的今天，组合选矿流程生产多等级磷精矿将逐渐成为一种趋势。 发明内容[0011] 本发明目的是要解决现有技术存在的问题，提供一种可以利用中低品位磷矿生产多等级磷精矿，降低浮选入料细度，有效利用回水，高效脱镁脱硅脱铁铝的双反中矿正浮选方法。 [0012] 本发明所要解决的技术问题可以通过以下的技术方案来实现。本发明是一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，其特点是：该方法以低镁高铁铝胶磷矿为原矿，破碎磨矿调浆后进入反浮选脱硅脱铁铝系统弱酸性条件下进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品调浆后再进行反浮选脱镁作业，得反浮选磷精矿；脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫进行扫选作业，扫选中矿调浆后进行中矿正浮选作业，得到正浮选磷精矿。 [0013] 本发明所述的一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，其进一步优选的技术方案步骤如下： [0014] （1）将低镁高铁铝胶磷矿破碎磨矿至所需细度后，加水调浆至20 40%矿浆浓度向~矿浆中分别加入pH值调整剂无机酸，抑制剂和反浮选脱硅脱铁铝捕收剂进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂和脱镁捕收剂，调浆后进行反浮选脱镁作业，泡沫产品为选镁尾矿，槽内产品即为反浮选磷精矿； [0015] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫进行一次或多次扫选作业，扫选泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选中矿经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃和无机碱，再加入正浮选捕收剂进行调浆，后进行正浮选系统作业，正浮选泡沫产品即为正浮选磷精矿。 [0016] 以上所述的一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，其进一步优选的技术方案是： [0017] 1、脱硅脱铁铝反浮选扫选作业最终泡沫产品给入第一尾矿浓密机，第一尾矿浓密机溢流水返回至脱硅脱铁铝粗选作业，扫选作业作为补加水或冲洗水。 [0018] 2、反浮选脱镁作业槽内产品反浮选磷精矿给入第一精矿浓密机，选镁泡沫打入第二尾矿浓密机，第一精矿浓密机溢流水和第二尾矿浓密机溢流水均返回至脱硅脱铁铝反浮选系统作业或脱镁反浮选作业，作为补加水或冲洗水。 [0019] 3、脱硅脱铁铝扫选中矿经浓缩设备浓缩，溢流水可返回至脱硅脱铁铝反浮选系统作业或脱镁反浮选作业，作为补加水或冲洗水。 [0020] 4、中矿正浮选泡沫产品的采用过滤机将正浮选磷精矿过滤至含水10%以下，槽内产品硅铁铝尾矿也采用过滤机过滤至含水20%以下，全部滤液回收至沉降池，上清液可返回至中矿正浮选作业或者一定比例返回至脱硅脱铁铝反浮选粗选作业或者返回至过滤机作为冲洗水。 [0021] 5、所述的pH值调整剂无机酸优选硫酸、磷酸或者两者混合物。pH值调整剂调浆至pH值为5.5‑6.5弱酸性条件，进一步优选pH值为6.0。 [0022] 6、浮选入料粒度组成（按重量计算）优选‑200目粒级低于75%。 [0023] 7、所述的反浮选脱硅脱铁铝捕收剂采用一次或者分批次加药。 [0024] 8、所述的反浮选脱硅脱铁铝扫选作业可选择不加或补加少量抑制剂。 [0025] 9、中矿正浮选矿浆浓度优选为25%‑40%. [0026] 10、中矿正浮选系统作业为仅粗选作业或由粗选、扫选和精选作业组成。 [0027] 本发明方法中，所述的反浮选磷精矿和正浮选磷精矿可作为不同等级磷精矿供下游使用或合并为综合精矿。本发明中涉及的浮选药剂，如无特别说明，可采用现有技术中常用浮选药剂。 [0028] 本发明方法中，所述的低镁高铁铝硅钙质胶磷矿其原矿组成一般为：P2O5品位为16‑25%, MgO含量≤2%，R2O3 (Fe2O3+ Al2O3 ): 4~8%。在弱酸条件下进行脱硅脱铁铝和脱镁两段反浮选作业得到反浮选磷精矿：P2O5≥32%，MgO≤0.8%，Fe2O3+ Al2O3≤2.0%；中矿正浮选方法得到正浮选磷精矿：P2O5≥28%，MgO≤1.5%，Fe2O3+ Al2O3≤3.0%。 [0029] 与现有技术相比，本发明方法主要优点为: [0030] （1）浮选作业的入料粒度组成要求不高（一般按重量计‑200目粒级低于75%），不需多段磨矿或筛分作业，同时去除镁、硅、铁、铝等杂质，富集中低品位磷矿（组成：P2O5 16~25%，MgO≤2%，Fe2O3+ Al2O3 : 4~8%）, 通过双反浮选和中矿正浮选组合工艺得到不同等级磷精矿，满足下游不同酸法加工用磷矿石要求，资源利用率高； [0032] 图1为本发明工艺流程图。 具体实施方式[0033] 下面结合实施例进一步描述本发明的具体技术实施方案，但不构成以其权利的限制。 [0034] 实施例1，参照图1，一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，具体包括以下步骤： [0035] （1）将低镁高铁铝胶磷矿（主要组成：P2O5 24.3%，MgO 1.3%，Fe2O3+ Al2O3 6.2%）破碎磨矿至‑0.074mm占55%后，加水调浆至28%矿浆浓度向矿浆中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物2Kg/t，反浮选脱硅脱铁铝胺类阳离子捕收剂 0.6Kg/t，进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物10Kg/t和脱镁捕收剂脂肪酸皂0.6Kg/t，调浆后进行反浮选脱镁一粗一扫作业，泡沫最终产品为选镁尾矿，槽内产品即为高质量磷精矿1（主要组成：P2O5 33.6%，MgO 0.6%，Fe2O3+ Al2O3 1.8%）； [0036] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫再进行三次扫选作业，扫选最终泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选三次中矿合并经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃5Kg/t和碳酸钠3Kg/t，再加入正浮选捕收剂脂肪酸皂2Kg/t进行调浆，后进行正浮选一次粗选作业，正浮选泡沫产品即为高质量磷精矿2（主要组成：P2O5 28.5%，MgO 1.4%，Fe2O3+ Al2O3 2.95%）； [0037] （3）流程水循环利用可采用以下几种方式： [0038] a. 硅脱铁铝反浮选扫选作业最终泡沫产品给入尾矿浓密机1，尾矿浓密机1溢流水返回至脱硅脱铁铝粗选作业，作为冲洗水。 [0039] b. 浮选脱镁作业槽内产品磷精矿1给入精矿浓密机1，选镁泡沫打入尾矿浓密机2，精矿浓密机1溢流水部分返回至脱硅脱铁铝反浮选粗选作业，作为补加水，部分返回至脱硅脱铁铝扫选作业，作为冲洗水；尾矿浓密机2溢流水返回至选镁反浮选粗选作业，作为补加水。 [0040] c. 脱硅脱铁铝扫选中矿经浓缩设备浓缩，溢流水返回至选镁反浮选系统作业，作为补加水。 [0041] d. 中矿正浮选泡沫产品的采用过滤机将磷精矿2过滤至含水10%以下，槽内产品硅铁铝尾矿2也采用过滤机过滤至含水20%以下，全部滤液回收至沉降池，上清液返回至中矿正浮选作业。 [0042] 实施例2，参照图1，一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，具体包括以下步骤： [0043] （1）将低镁高铁铝胶磷矿（主要组成：P2O5 22.5%，MgO 1.2%，Fe2O3+ Al2O3 6.9%）破碎磨矿至‑0.074mm占70%后，加水调浆至30%矿浆浓度向矿浆中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物1.5Kg/t，反浮选脱硅脱铁铝胺类阳离子捕收剂 0.7Kg/t，进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物10Kg/t和脱镁捕收剂脂肪酸皂0.6Kg/t，调浆后进行反浮选脱镁一粗一扫作业，泡沫最终产品为选镁尾矿，槽内产品即为高质量磷精矿1（主要组成：P2O5 33.1%，MgO 0.52%，Fe2O3+ Al2O3 1.95%）； [0044] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫再进行三次扫选作业，扫选最终泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选三次中矿合并经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃5Kg/t和碳酸钠3Kg/t，再加入正浮选捕收剂脂肪酸皂2Kg/t进行调浆，后进行正浮选一次粗选作业，正浮选泡沫产品即为高质量磷精矿2（主要组成：P2O5 29%，MgO 1.32%，Fe2O3+ Al2O3 2.6%）； [0045] （3）流程水循环利用可采用以下几种方式： [0046] a. 硅脱铁铝反浮选扫选作业最终泡沫产品给入尾矿浓密机1，尾矿浓密机1溢流水返回至脱硅脱铁铝粗选作业，作为冲洗水。 [0047] b. 浮选脱镁作业槽内产品磷精矿1给入精矿浓密机1，选镁泡沫打入尾矿浓密机2，精矿浓密机1溢流水部分返回至脱硅脱铁铝反浮选粗选作业，作为补加水，部分返回至脱硅脱铁铝扫选作业，作为冲洗水；尾矿浓密机2溢流水返回至选镁反浮选粗选作业，作为补加水。 [0048] c. 脱硅脱铁铝扫选中矿经浓缩设备浓缩，溢流水返回至选镁反浮选系统作业，作为补加水。 [0049] d. 中矿正浮选泡沫产品的采用过滤机将磷精矿2过滤至含水10%以下，槽内产品硅铁铝尾矿2也采用过滤机过滤至含水20%以下，全部滤液回收至沉降池，上清液返回至中矿正浮选作业。 [0050] 实施例3，参照图1，一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，具体包括以下步骤： [0051] （1）将低镁高铁铝胶磷矿（主要组成：P2O5 22.5%，MgO 1.2%，Fe2O3+ Al2O3 6.9%）破碎磨矿至‑0.074mm占70%后，加水调浆至30%矿浆浓度向矿浆中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物1.5Kg/t，反浮选脱硅脱铁铝胺类阳离子捕收剂 0.7Kg/t，进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物10Kg/t和脱镁捕收剂脂肪酸皂0.6Kg/t，调浆后进行反浮选脱镁一粗一扫作业，泡沫最终产品为选镁尾矿，槽内产品即为高质量磷精矿1（主要组成：P2O5 33.1%，MgO 0.52%，Fe2O3+ Al2O3 1.95%）； [0052] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫再进行一次扫选作业，扫选最终泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选中矿经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃4Kg/t和碳酸钠2Kg/t，再加入正浮选捕收剂脂肪酸皂2.5Kg/t进行调浆，后进行正浮选一次粗选作业，正浮选泡沫产品即为高质量磷精矿2（主要组成：P2O5 28%，MgO 1.2%，Fe2O3+ Al2O3 2.98%）； [0053] （3）流程水循环利用可采用的方式同实施例1。 [0054] 实施例4，参照图1，一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，具体包括以下步骤： [0055] （1）将低镁高铁铝胶磷矿（主要组成：P2O5 22.5%，MgO 1.2%，Fe2O3+ Al2O3 6.9%）破碎磨矿至‑0.074mm占70%后，加水调浆至30%矿浆浓度向矿浆中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物1.5Kg/t，反浮选脱硅脱铁铝胺类阳离子捕收剂 0.7Kg/t，高分子量有机抑制剂0.5 Kg/t进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业； 粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物10Kg/t和脱镁捕收剂脂肪酸皂0.6Kg/t，调浆后进行反浮选脱镁一粗一扫作业，泡沫最终产品为选镁尾矿，槽内产品即为高质量磷精矿1（主要组成：P2O5 34%，MgO 0.45%，Fe2O3+ Al2O3 1.56%）； [0056] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫再进行二次扫选作业，扫选最终泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选中矿经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃3Kg/t和碳酸钠2Kg/t，再加入正浮选捕收剂脂肪酸皂3.0Kg/t进行调浆，后进行正浮选一次粗选作业，正浮选泡沫产品即为高质量磷精矿2（主要组成：P2O5 29%，MgO 1.1%，Fe2O3+ Al2O3 2.63%）。 [0057] 实施例5，参照图1，一种处理低镁高铁铝硅钙质胶磷矿的双反中矿正浮选方法，具体包括以下步骤： [0058] （1）将低镁高铁铝胶磷矿（主要组成：P2O5 18.3%，MgO 1.5%，Fe2O3+Al2O3 7%）破碎磨矿至‑0.074mm占65%后，加水调浆至30%矿浆浓度向矿浆中分别加入pH值调整剂磷酸1.5Kg/t，反浮选脱硅脱铁铝胺类阳离子捕收剂 0.7Kg/t，高分子量有机抑制剂0.5 Kg/t进行调浆，调浆后的物料进入反浮选脱硅脱铁铝系统进行脱硅脱铁铝粗选作业；粗选槽内产品再转移至反浮选脱镁搅拌槽，并向其中分别加入pH值调整剂硫酸和磷酸混合物10Kg/t和脱镁捕收剂脂肪酸皂0.6Kg/t，调浆后进行反浮选脱镁一粗一扫作业，泡沫最终产品为选镁尾矿，槽内产品即为高质量磷精矿1（主要组成：P2O5 32.1%，MgO 0.6%，Fe2O3+ Al2O3 1.96%）； [0059] （2）脱硅脱铁铝粗选作业得到的浮选泡沫再进行二次扫选作业，扫选最终泡沫为高硅高铁铝尾矿，扫选中矿经浓缩设备输送至正浮选槽，后往矿浆中分别加入调整剂水玻璃3Kg/t和碳酸钠2Kg/t，再加入正浮选捕收剂脂肪酸皂3.0Kg/t进行调浆，后进行正浮选一次粗选一次精选作业，正浮选泡沫产品即为高质量磷精矿2（主要组成：P2O5 28%，MgO 1.1%，Fe2O3+ Al2O3 2.93%）； [0060] （3）流程水循环利用可采用实施例1中的方式。 |
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