铜矿发放方案可行性研究报告.docx
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铜矿发放方案可行性研究报告
铜矿矿产资源开发利用方案
2009年4月20日
哈密红石矿业有限公司铜矿
矿产资源开发利用方案
一、概述
1、企业地理交通位置和隶属关系
新疆哈密红石公司铜矿包括红石铜金矿区、红山铜金矿区2个采矿权区及梅岭、红海2个探矿权区。
行政区划属新疆哈密市五堡乡,西侧紧邻吐鲁番地区鄯善县地界。
北距兰新铁路线最近直距50千米,由十三间房车站到矿区有80千米的简易公路相通,距312国道约100千米。
从哈密市到矿区的直线距离为150千米,最近的居民点五堡乡到矿区80千米(图1)。
矿区南侧20千米有正在民采的沙尔湖中型膨润土矿和拟开发的沙尔湖超大型煤矿、中大型沙西煤矿。
地理坐标:
东经91°53′~91°57′;北纬42°37′00″~42°40′。
矿区交通位置图
2、矿区气候、地理特点与区域经济概况
矿区地貌属低山丘陵-宽谷丘陵-准平原区,一般地面海拔为500-600米,最高693米,相对高差数十米。
宽谷与丘陵之间最大比高为200米,宽谷中为平缓戈壁地貌,相间的低山丘陵为准平原状的丘陵地貌。
矿区常年干旱少雨、温差悬殊,属典型的大陆性干旱气候。
每年3、4月与10、11月中午温度为20℃-30℃,日温差20℃-30℃。
5月到10月初中午气温一般为35℃-45℃,夜晚20℃-30℃。
7、8月份正午最高气温达50℃以上,地面温度可达60℃以上,早晚气温在30℃-40℃之间。
矿区内年降雨量为60-100毫米,蒸发量2700毫米以上。
霜期为10月中下旬至4月中旬。
4、5月常有2-5天的大风天气,风力达7-8级。
矿区无供电设施,但地方政府大力支持地质勘查和矿业开发,劳动力资源充足,生产、生活用水都必须从外面拉入。
生产及生活物资需由哈密市区供给。
3、设计依据及基础资料
①、中色地科矿产勘查股份有限公司提交的《新疆哈密红石铜矿普查地质报告》;
②、中色地科矿产勘查股份有限公司提交的《新疆哈密卡拉塔格地区铜金矿资源潜力评价报告》;
③、中色地科矿产勘查股份有限公司提交的《新疆哈密红石矿业有限公司铜矿可行性研究报告》;
④、山东招远金誉选矿设计试验所做的《新疆哈密红石矿业有限公司矿石可选矿试验报告》;
⑤、哈密红石矿业有限公司红石铜矿探矿权、采矿权证书;
4、设计范围
根据红石矿业有限责任公司董事会关于红石铜金矿区的开发规化,设计范围为红山CuAuⅢ矿体,红石CuⅠ、CuⅦ矿体,红海CuZnⅠ、CuⅡ和CuⅢ等6条富矿体,首采地段为500m以上矿体。
本方案将新疆哈密红石铜金矿设计为采、选矿石量3000t/d生产能力的采、选企业。
主要包括:
地下采矿方案、开拓运输系统、采矿工业场地(包括车间办公室、通风机房、空压机房)、选矿工业场地(工业厂房、选矿办公室)、尾矿库、尾矿输送系统、水源泵房、高位水池、回水池、总降变电室、爆破器材库、检修车间、材料库、化验室、职工宿舍、食堂(含会议室)、生活水池、锅炉房、仓库、油库、车库等。
外部通信等外部设施工程不在设计范围之内。
二、建设条件
1、资源概况
本矿带位于新疆吐哈盆地南缘,头苏泉—大南湖古生代火山活动—岩桨侵入有关的一个重要的铜金多金属成矿带。
矿区合计提交金属资源量(332+333+3341)Cu409950吨、Zn213956吨、Au8466千克、Ag165.6吨。
现有工程控制的铜矿石量约1500万吨,铜平均品位2.76%;锌平均品位3.21%。
矿山远景矿石量在一亿吨以上,远景资源量估算含铜金属量119万吨、含锌金属量213956吨、含金金属量8466千克、含银金属量165.6吨。
是一大型铜金锌银多金属矿床。
2、供水条件
矿区地处戈壁滩,干旱少雨,供水条件特别困难。
哈密政府大力支持,已经在距矿区西北侧110千米处的四道沟修建水库,准备修筑管道输送四道沟水库的水到矿区解决矿区生产和生活用水。
矿区特别缺水,只能以水定产。
一期工程建成日处理矿石3000吨的选矿厂需要12000m3/d水,年需水量400万m3。
二期工程建成日处理矿石6000吨的选矿厂需要24000m3/d水,年需水量800万m3。
3、供电条件
哈密政府准备修筑高压电网把新疆电网的电力输送到矿区,电量可满足矿山全年总用电量5940×104kW·h要求。
4、外部运输
矿区行政区划属新疆哈密市五堡乡,西侧紧邻吐鲁番地区鄯善县地界。
北距兰新铁路线最近直距50千米,由十三间房车站到矿区有80千米的简易公路相通,距312国道约100千米。
从哈密市到工地的直线距离为150千米,最近的居民点五堡乡到矿区80千米。
哈密政府计划修筑哈密市区到矿区的道路,作为哈密市西南新的采掘工业区公路网的一部分,道路修成后矿区将方便的到达哈密。
三、设计基本原则
1、建设一个技术先进,工艺可靠,可持续发展和环境保护的现代化地下矿山;
2、依据市场经济的要求,优化工业指标,以“早投入,早产出,缩短建设周期,获得最大经济效益”为设计的基本原则;一期工程首先考虑近地表较富矿体的采选;
3、采用国内外已有的先进技术、生产工艺及装备;
4、总图布置及开拓方法的设计应充分利用地形、地貌,减少基建工程量,缩短基本建设周期;
5、不建矿山机修总厂,设备大、中修外委协作解决;
6、积极采取现行先进的采矿生产模式和矿山经营模式,综合利用资源。
四、设计规模、企业组成及产品方案
1、设计规模
根据红石铜金矿四个矿区较富矿体资源储量、矿体赋存情况并经采矿专业对生产能力的研究、比较,矿山建设一期规模确定为3000t/d,服务年限15年。
2、企业组成
本工程为采、选联合企业,企业主要由采矿工业场地、选矿工业场地、尾矿库、爆破器材库、油库、供电设施、供水设施等组成。
3、产品方案
矿山企业一期设计采选能力为3000t/d(99万t/a),产品为含铜22%的铜精矿;含锌50%的锌精矿。
4、厂址
选矿厂位于矿区北东侧+400~+450m山坡上,采矿工业场地布置在每个矿体下盘,距选矿厂1.3~15km处,生产辅助及生活、行政福利设施在选厂北侧,共占地约200亩。
五、主要设计方案
本工程3000t/d规模可行性研究报告于2009年1月通过了设计审查和评审,根据评审组专家意见,本次初步设计对主要设计方案进一步进行了优化,现将最终推荐的主要设计方案分述如下:
1、采矿设计方案
1)矿山现状:
矿区现在已完成了地质普查工作,红石、红山上部已完成地质详查工作,今年将加大探矿和采准工作力度。
由于矿区处于平缓的戈壁滩,布置了12条探矿小竖井,掘进了1000多米探矿穿脉巷道。
还有计划的安排坑内水平钻探矿。
地表钻加密网度加紧钻探。
当前在矿区施工的施工队伍有三个,我们对其严格进行安全生产、施工规格质量和施工工艺质量以及施工进度等方面的管理。
各探矿小竖井分别拉开了一到两个中段。
多年来,北京中色地科矿产勘查股份有限公司派出地质项目组,负责进行探矿工作。
红石公司期待着哈密地区政府加快水、电、路的修筑尽可能早的修到矿区。
公司将立即着手建选矿厂,选矿厂一期工程设计建成日处理3000吨的规模。
二期工程计划扩大到日处理6000吨的规模。
2)开采方式
采用露采和地下开采两种方式。
地下开采工程采用竖井、平巷、溜井开拓方案,,竖井布置在每个矿体端部下盘地表错动线以外20m处。
设计每个矿区下掘二口竖井,竖井下各中段再掘平巷。
平巷内布置直径2.5m主溜矿井2条,溜井下方设有振动放矿机装矿。
平巷双轨断面11.39m2,单轨断面6.05m2,天井断面2.88m2,设有梯子间。
3)开采范围
以中色地科提交的地质报告中的红山CuAuⅢ矿体,红石CuⅦ矿体,红海CuZnⅠ、CuⅡ和CuⅢ等6条富矿体为本次设计的开采对象,红山矿区上部采用露天开采;红山矿区深部及红石、梅岭、红海各矿区采用竖井,平巷开拓。
井下首采地段为红石矿区500m以上矿体,计划安排日供矿1200吨。
红山露天矿区计划为露天首采矿区,日采矿1800吨。
矿山采选能力一期设计为3000t/日;二期工程采选规模计划为日处理矿石6000吨。
4)开拓方案和开拓运输系统
经多方面综合考虑和多方案比较,矿区采用竖井、平巷联合开拓方式,每个竖井主要担负300t/d矿石、80t/d废石的提升以及人员、材料、设备等的升降任务。
根据提升量、提升高度等参数,本方案考虑使用单罐双层提升系统。
运输大巷使用7吨电机车牵引0.7m3侧卸式矿车组。
5)通风、给排水和压气系统
通风采用两翼对角抽出式通风系统。
通风系统由竖井、各中段运输平巷以及通风天井或通风斜井、地面主扇组成,使用K40-6-№.14型轴流式主扇风机。
各工作面采用抽压混合式局部通风方式:
使用11千瓦风机配直径500㎜风筒抽风,使用5.5千瓦风机配直径300mm风筒向工作面送风。
坑内供水:
井下总需用量约为400m3/d。
设计在各矿区竖井附近山坡上修建400m3的高位水池。
井下凿岩、除尘以及消防等用水,直接从高位水池供给。
供水管路采用4寸铁管沿管缆井或竖井、主平巷敷设,并在井下各中段马头门处的供水管路上安设减压阀,用来调节供水压力。
矿区井下无坑道涌水,固不需要建立排水系统。
矿山压缩空气:
设计在各矿区竖井附近设空压机房,采用集中固定供气方式,管道前期沿探矿井敷设;后期沿各矿区主井、进风平巷、进风井敷设。
选用BLT-500A型空气压缩机6台,5用1备。
2、基建工程量
矿山主要工程包括:
主、副井、进风平巷、盲进风井、回风平巷、盲回风井、中段开拓、探矿和采切工程。
1)主要基建工程量
井巷基建工程量265185m3
土建建筑面积30942.2m2
新增矿区内部公路150km
外部输水管线110km
2)建设进度
井巷基建工程是制约工程进度的主要因素,按采矿专业编排的施工进度计划,井巷控制工程的掘砌指标为:
单轨平巷800m/月
双轨平巷600m/月
矿石溜井800m/月
人行通风天井800m/月
采切工程5000m3/月
四个矿区同时开工,主平巷和各个中段运输平巷同时施工,同时掘进工作面29个。
完成上述基建工程量需2a左右,基建结束可获得三级矿量和保有年限见下表。
三级矿量和保有年限
序号
名称
矿石量(104t)
保有年限(a)
1
开拓矿量
297.00
3.0
2
采准矿量
99.00
1.0
3
备采矿量
27.00
0.40
3、采矿方法
根据矿体埋藏条件,矿体产状,以及地表山势较平缓等特点,设计采用竖井,平巷开拓。
红石矿区设计主要运输水平设在379m中段。
经上、下盘方案进行技术经济比较,上盘方案工业场地宽阔,有发展余地。
因此,设计推荐上盘竖井平巷开拓方案。
采矿方法选择:
根据矿床赋存条件和贫富兼采的要求:
红山矿区上部选用露天采矿方法;对红石矿区和梅岭矿区的急倾斜薄矿体选用浅孔留矿法回采;对红石矿区的缓倾斜薄矿体选用房拄法或全面法回采;对红海矿区的厚大矿体选用阶段矿房法或分段崩落采矿法进行回采。
4、采矿设备
采矿设备以国产为主,主要设备有YT-28气腿式凿岩机24台(12用12备)、YSP-45凿岩机8台(6用2备)、CY-3型柴油铲运机7台(5用2备)、CY-2型柴油铲运机3台(2用1备)、QZJ-100B钻机15台(10用5备)、2PJP-15型绞车28台(20用8备)、ZPC转子Ⅱ型混凝土喷射机2台、局扇25台(20用5备)。
六,选矿设计方案
1、选矿厂设计规模和依据
根据设计委托书,选矿厂设计规模3000t/d,年处理矿石99万t/a。
选厂服务年限前期为15年,产品为铜精矿,锌精矿。
2、工艺流程及设计指标的依据
1)、中色地科矿产勘查股份有限公司提供的《新疆哈密红石铜矿普查年度总结报告》;
2)、2008年6月山东招远金誉选矿设计试验所提交的《新疆哈密红石矿业有限公司矿石选矿试验报告》;
3)、类似矿山的生产实践资料。
3、选矿厂设计采用的标准、规范
1)、中色协产字[2001]208号《有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定(试行)》;
2)、YSJ014-1992《有色金属选矿厂工艺设计规范(试行)》;
4、设计原则
1)、尽量采用国产设备,实现单系统生产,节约投资与降低生产成本;采用较可靠、经济、易于调整的工艺流程;
2)、选矿厂的装备水平达到目前国内同类企业的先进水平,厂房布置与设备配置力求紧凑,便于生产管理。
5、供矿
设计采场开采年工作日330d,每天3班,每班8小时。
采场开采的原矿出平洞口用0.7m3矿车井口通过窄轨运至选矿厂原矿仓。
每日供矿3000吨;要求作好配矿工作,保持原矿品位稳定。
入选矿石的品位:
Cu:
2.76%,Zn:
3.21%,Ag:
30g/t
供矿块度:
≤350mm
矿石密度:
2.91t/m3
岩石密度:
2.59t/m
6、试验结论
1)、本矿石属铜锌多金属矿,有价金属元素较多,包括铜、锌,银等。
主要回收目的矿物闪锌矿、黄铜矿。
2)、主要回收目的矿物闪锌矿和黄铜矿呈它形粒状浸染状分布,嵌布粒度不均匀,而且嵌布粒度均较细,主要粒度范围在0.01~0.16mm,粗粒者粒度大于0.2mm,细粒者小至0.001~0.002mm。
尤其是闪锌矿和黄铜矿,小于0.02mm粒级的占有率达30%左右,必须细磨才能达到充分解离,闪锌矿中的锌占矿石总锌的87%左右。
黄铜矿和斑铜矿、铜蓝中的铜占矿石总铜的86%左右。
3)、针对该矿的矿石特点,提出了“铜锌混合浮选,铜锌混合精矿再磨后经精选—再铜锌分离”的合理工艺流程,对于含Cu2.76%、Zn3.21%、Ag30g/t的原矿,通过该选矿试验,可得到产率为8.64%,含铜23.08%、含银300g/t,铜回收率78.24%、的铜精矿;产率为5.39%,含锌47.46%、含银43g/t,锌回收率75.54%、的锌精矿。
4)、回水试验结果表明,回水可部分返回使用。
5)、本次试验结果表明,新疆哈密哈密红石矿业有限公司铜锌多金属矿的矿石可选性较好,铜、锌均可获得较好的分选指标。
7、设计工艺流程及技术指标
1)设计工艺流程
破碎:
采用两段半一闭路破碎工艺流程。
最大给料粒度400㎜,最终产品粒度为0~14㎜。
磨矿:
采用一段两闭路磨矿分级流程,磨矿细度为-200目75%。
铜锌混合精矿再磨采用一段闭路磨矿分级工艺,磨矿细度为-200目90%。
浮选:
根据选矿试验报告,本次设计先选铜锌混浮,铜锌混选浮选工艺为一次粗选一次扫选流程,粗精矿再磨后采两次精选流程;所得精矿调浆后采用一次一次粗选二次扫选二次精选流程,分别得到铜精矿和锌精矿。
脱水:
精矿均采用浓缩、过滤两段脱水工艺;尾矿采用压滤机一段脱水工艺。
2)设计工艺指标
设计工艺技术指标表
序号
项目
单位
指标
备注
1
原矿处理量
t/d
3000
2
原矿品位
Cu
%
2.76
Zn
%
3.21
Ag
g/t
30
精矿品位
锌精矿
Zn
%
50
铜银精矿
Cu
%
22
精矿产率
Zn精矿
%
4.85
Cu精矿
%
9.82
Zn精矿
t/d
96.99
Cu精矿
t/d
196.32
7
回收率
Cu
%
82.0
Zn
%
82.0
选矿厂主要材料消耗
序号
材料名称
单位
单耗
年耗(t)
一
选矿药剂
1
丁黄药
kg/t
0.12
79.2
2
丁胺黑药
kg/t
0.09
59.4
3
2号油
kg/t
0.045
27.97
4
硫酸锌
kg/t
1.00
660
二
其他材料
1
钢球
kg/t
1.5
990
2
衬板
kg/t
0.46
303.6
3
输送带
m2/t
0.002
1320m2
4
稀油
kg/t
0.01
6.6
5
黄油
kg/t
0.01
6.6
6
浮选机叶轮盖板
kg/t
0.027
17.8
7
滤布
m2/t
0.019
12540m2
8
筛网
m2/t
0.005
3300m2
9
总水
m3/t
4.10
270.6万m3
10
其中:
新水
m3/t
1.23
81.18万m3
8、工艺流程描述
1)碎矿:
矿石经电机车运输至选厂原矿仓。
原矿仓内的矿石由电振给料机给到C100颚式破碎机进行粗碎,粗破碎产品由№2皮带运输机送到2YAH1848圆振动筛进行筛分。
上层筛筛上产品经HP300破碎机破碎后,筛上产品返回,筛下产物由№3皮带运输机输送到粉矿仓。
2)磨矿:
粉矿仓的矿石经电振给料机通过№4皮带运输机给入2台MQG2745格子型球磨机中,球磨机排矿给入1台FG高堰式螺旋分级机,分级机溢流由渣浆泵泵入一组Φ350×6旋流器组,旋流器底流与分级机沉砂返回到格子型球磨机中进行再磨,旋流器溢流进行入浮选作业。
3)浮选:
浮选系统由二个浮选作业构成,即铜锌混选作业、铜锌分离作业。
铜锌混选采用一粗二扫流程,粗选精矿经再磨后采用两次精选作业得到铜锌混合精矿,混合精矿经调浆后采用一粗两扫两精流程分别得到铜精矿和锌精矿。
4)脱水:
浮选产出的铜精矿、锌精矿分别经XGN6m浓密机浓缩后,由PG-3圆盘过滤机进行过滤,得到最终的铜银精矿、锌精矿产品。
浓密机溢流返回各自选矿系统循环利用,避免了各选别作业药剂的互相影向。
浮选尾矿自流到尾矿库上部的压滤厂房进行压滤,滤饼由皮带输送尾矿库,铲车推进平整。
滤液由泵返至选厂高位水池进入选锌系统循环利用。
9、生产能力与工作制度
选矿厂日处理矿石3000t,选厂各工段详细工作制度见表。
表7-12选矿厂各工段工作制度及生产能力表
工段
年工作天数
(天/年)
天工作班数
(班/天)
班工作时数
(时/班)
年作业率(%)
生产能力(t/h)
破碎
330
3
5
56.51
201
磨浮
330
3
8
90.41
125
脱水
330
3
8
90.41
4.05
10、主要设备选择
1)设备选择原则
①、设备选型原则是先进高效、节能、运转可靠和易于操作。
②、设备选择及确定规格时,设备型号尽量统一,以便减少备品备件的数量。
③、立足国内设备,集中就近确定设备生产厂家,运输条件方便,减少采购费用。
2)主要设备选择
① 破碎设备选择及方案比较
由于矿方建议采用国产设备,破碎进行了两个国产设备的方案比较:
方案Ⅰ(三段一闭路破碎流程):
粗碎采用PEF600×900颚式破碎机1台,中碎采用PYB-1200标准圆锥破碎机1台,细碎采用PYD-1750短头圆锥破碎机2台,筛分采用1台2YHA1848圆振动筛。
碎矿产品粒度为0~-14mm。
方案Ⅱ(两段半一闭路破碎流程):
粗碎采用PEF600×900颚式破碎机1台,半段破碎采用PEX200×1200颚式破碎机1台,细碎采用PYD-1750短头圆锥破碎机1台,筛分采用1台2YHA1848圆振动筛。
碎矿产品粒度为0~-14mm。
两个方案的技术经济比较详见下表。
破碎方案比较表
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
备注
规格型号
价格(万元)
功率(kW)
规格型号
价格(万元)
功率(kW)
Ⅰ-Ⅱ
设备
粗碎
颚式破碎机
PE600×900一台
46
75
颚式破碎机
PE600×900一台
46
75
中碎
标准圆锥破碎机
PYB-1200一台
47
110
颚式破碎机
PE200×1200一台
24
37
细碎
短头圆锥破碎机
PYD-1750一台
120
155
短头圆锥破碎机
PYD-1750一台
120
155
筛分
圆振动筛
2YAH1848
26
15
圆振动筛
2YAH1848
26
15
设备费
(万元)
239
216
+23
功率合计
355
282
+73
生产能力
(吨/时)
120
120
碎矿粒度
(mm)
0~-14
0-~14
从表中可以看出,方案Ⅱ比方案Ⅰ设备费用及安装功率都有优越性。
因此,本次设计推荐方案Ⅱ。
② 磨矿分级设备选择及方案比较
磨矿分级设备考虑下列两个方案。
方案Ⅰ,采用一段两闭路磨矿分级流程,磨矿设备采用1台MQG3200×4500格子型球磨机,分级设备采用1台FG24高堰式双螺旋分级机和1台Φ350×6旋流器组。
方案Ⅱ,采用两段两闭路磨矿分级流程,一段磨矿设备采用MQG2700×3600格子型球磨机一台,分级设备采用1台2FG24高堰式双螺旋分级机;二段磨矿设备采用MQY2700×3600溢流型球磨机一台,分级设备采用1台Φ350×6旋流器组。
为磨矿分级设备方案比较表。
方案
项目
设 备
数量(台)
价格 (万元)
功率 (kW)
方案I
磨矿
Ф3245格子型球磨机
2
430
1600
分级
FG24双螺旋分级机
2
52
37+6
Ф350×6水力旋流器组
2
18
8/6E-AH渣浆泵
2
12
110
行车
20/5电动双梁起重机Lk=19.5m
1
38
56.5
合计
588
1810
方案
II
磨矿
Ф2736格子型球磨机
2
270
800
Ф2736溢流型球磨机
2
240
800
分级
FG24双螺旋分级机
2
52
37+6
Ф350×6水力旋流器组
2
18
8/6E-AH渣浆泵
2
12
110
16/3.2电动双梁起重机Lk=16.5m
1
30
45
合计
622
1798
方案Ⅰ设备投资588万元,电机安装功率1810kW。
方案Ⅱ设备投资622万元,电机安装功率1798kW。
经过技术经济比较可知:
方案Ⅰ设备投资最低,占地面积最小,易于生产管理,土建费用也相对较低。
两次分级保证磨矿细度、分级浓度较高、分级效果较好;方案Ⅱ设备投资较高,装机功率稍小,占地面积大,操作人员多。
本次设计推荐方案Ⅰ。
③ 浮选设备选择
浮选设备选择先进适用、结构简单、易维修、操作管理方便的设备。
本次设计粗扫选采用近年来使用效果好的XCF+KYF型充气式浮选机联合机组;精选采用SF型浮选机。
铜锌混选作业为一粗二扫二精工艺流程。
粗选采用1台XCF-8型浮选机和3台KYF-8型浮选机;二次扫选采用两组1台XCF-8浮选机和2台KYF-8浮选机;两次精选分别采用2台SF-2.8浮选机。
铜锌分离浮选作业为一粗二扫二精工艺流程,其中粗选、一次精选和两次扫选分别采用两台SF-2.8浮选机,二次精选采用一台SF-2.8浮选机。
选锌作业为一粗两扫三精工艺流程。
粗选采用1台XCF-8型浮选机和3台KYF-8型浮选机;二次扫选采用两组1台XCF-8浮选机和2台KYF-8浮选机;一次精选和二次精选分别采用2台SF-2.8浮选机,三次精选采用1台SF-2.8浮选机。
④ 脱水设备选择
铜精矿,锌精矿均采用浓缩-过滤两段脱水流程。
三种精矿的浓缩均采用XGN-6高效浓密机,共3台;过滤均采用GP-3盘式过滤机,共3台,滤液返回流程。
尾矿脱水采用
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