operacion de los hidrociclone
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7/26/2019 Operacion de Los Hidrociclone
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UNIVERSIDADAD NACIONAL
DEL CENTRO DEL PERUFACULTAD DE INGENIERIA
METALURGICA Y DE MATERIALES
CURSO:PREPARACIN MECNICA DE
MINERALES
PROFESOR: Ing. CSAR BASURTO C.TEMA : HIDROCICLONES
HUANCAYO - 202
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HIDROCICLONES
El hidrocicln es un aparato esttico que utiliza fuerzascentrfugas para clasificar slidos contenidos en una pulpa.
Si los slidos que alimentan al clasificador estn
suspendidos en aire, este se denomina simplemente
cicln.Su uso es ampliamente difundido en las plantas
metalrgicas pudiendo realizar clasificaciones en rangos
tan gruesos como de 600 micrones tan finos como los de
!0 micrones, compitiendo con tamices centrfugas. "as
principales #enta$as que ofrecen son su fcil fa%ricacin,
su gran capacidad respecto al espacio que ocupa su
%a$o costo.
"os hidrociclones tienen una concepcin mu simple& tal
como se puede o%ser#ar en la figura '( !)
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Figura N 1. Seccin o partes de un cicln Se visualiza
las secciones de un hidrocicln.
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*igura '( +. artes de un hidrocicln
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*igura '( -. peracin de un /idrocicln
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NUEVOS TIPOS DE HIDROCICLONES
"os hidrociclones son, sin lugar a dudas, $unto con
las %om%as centrfugas, los equipos ms
difundidos en la industria del tratamiento de
minerales.
uizs, sin em%argo, no todos guardamos ennuestra mente 1ahora se dira 2..3.4, la misma
imagen fsica de este equipo. odra asegurarse
que la primera imagen sera un hidrocicln cnico.
5am%in estos sencillos aparatos han
e#olucionado ho da se construen en #ariadas
formas tama7os. 'i ellos pueden escapar a la
sociedad de consumo 1*ig. l4.
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*ig. ! ) C!"#$n%& %n '()!$& *(+%)!(#%&"$n&+),"+!'$&.
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"as diferentes necesidades han o%ligado a los
in#estigadores constructores a
desarrollar equipos que en ocasiones guardanpoco parecido con la imagen de un
hidrocicln con#encional.
or ello parece necesariointentar clasificarlos,
detallando sus diferencias
constructi#as campos de
aplicacin.
8e acuerdo a su geometra
podran clasificarse en dos
grandes grupos) 9nicos
9ilndricos.
8entro del primer grupo seincluiran los cnicos de
cono pronunciado los de
cono tendido. El segundo
grupo recogera los
cilndricos de fondo plano
descarga perifrico,
los cilndricos con
descarga central.
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9a%ra mencionar tam%in dos tipos de hidrociclones
relati#amente nue#os) El hidrocicln cri%a el 9icln
:ireado 1:ir;Sparged 9clone4. Estos equipos, an
reci%iendo el nom%re de hidrociclones, se ale$an, ensu aplicacin, de aquellos.
!. /
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. CONO PRONUNCIADOCONVENCIONALES
Este grupo recogera los hidrociclones con ngulo menor
de +0=, caracterizados por un cuerpo relati#amente largo
de%ido a su conicidad. Este tipo de dise7o se acompa7a
con partes cilndricas de gran longitud 1maor que una
#ez el dimetro4, to%eras de alimentacin re%ose depeque7as dimensiones, para aumentar el tiempo de
residencia.
Esto, de%ido a la gran altura li%re de #rtice, 1distancia
entre el %orde inferior de la to%era de re%ose el #rticede la parte cnica4, su influencia in#ersamente
proporcional al tama7o de corte, los hace los ms
adecuados para clasificaciones finas, como se requiere
en operaciones de clarificacin espesado.
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En general, solamente los hidrociclones de
peque7o medio dimetro, hasta +>0 mm, se construen con conicidad pronunciada.
Suelen operar a presiones medias, entre !>0
?00 @a, o%teniendo tama7os de corte entre +micras y-0 micras.
Es este tipo el ms difundido, especialmente en el
tratamiento de minerales industriales donde a
menudo se requieren clasificaciones ms finas1*ig. +4.
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*ig. + )9iclones de cono pronunciado 1 !00 mm4
en circuito de la#ado en contra;corriente.
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!.+. 9' 5E'8
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*ig. - ) 9icln de cono tendido 1
B>0 mm4 en la#ado de arenas.
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9omo es lgico al disminuir el tiempo de residencia
de la pulpa en el interior del hidrocicln, por su
menor longitud, aumenta el tama7o de separacin.
Ello trae como consecuencia que estos
hidrociclones no alcancen una ele#ada recuperacinde slidos, 1referida a la descarga4, pero i presentan
una me$or selecti#idad.
"a presin de operacin suele ser menor a !>0 @a,
aunque nunca menor de +0 @a pues sino no seconsigue una columna central de #aco esta%le.
Ceneralmente se operan entre -0 @a !00 @a
pueden alcanzar cortes entre -0 micras !>0
micras.
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/a podido o%ser#arse en unidades de la%oratorio,
construidas en materiales transparentes, la formacin de una
DcamaD de slidos en la parte %a$a del cono quepermanece en mo#imiento a lo largo del ncleo central, lo
cual da lugar a un efecto de reclasificacin, eAplicando l por
qu de la me$or selecti#idad de estos hidrociclones de cono
ancho 1*ig. ?4.
na aplicacin mu conocida de este tipo de
hidrociclones es el la#ado de car%n con los
llamados Dciclones de aguaD, DFater;onl
cclonesD, los ciclones operando en mediodenso, %ien para tratamiento de minerales
pesados o en la#ado de car%n.
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*ig. ? ; Seccin de un hidrocicln de cono
ancho
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2. HIDROCICLONES CILINDRICOS
odran incluirse dentro de la clasificacin anterior, como
hidrociclones de cono tendido, pero de%ido a que
eAteriormente no se aprecia nada ms que su cuerpo
cilndrico por su ngulo de !G0=, es decir fondo
perpendicular a la pared lateral, tam%in porque su
campo de aplicacin difiere nota%lemente de aquellos,
merecen un tratamiento diferenciado.
'o suponen realmente una nue#a teora, pues a a
principios de siglo pueden encontrarse las primerasaplicaciones de este tipo de ciclones.
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2.. CON DESCARGA PERIFERICA
9onsisten, %sicamenteen un cicln con#encional
del cual se ha eliminado
su zona cnica,
remplazndola por unaparte cilndrica de similar
longitud. El fondo del
cicln es plano la
eAtraccin del producto
grueso se realiza
tangencialmente por la
zona %a$a de la pared
cilndrica.
9omo quiera que este
dise7o pro#oca una
descarga mu diluida,
de%ido al corto;circuito,1partculas finas en
suspensin en el lquido
acompa7ando a la
descarga4, la eficienciade separacin se
reduce.
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/ace unos -0 a7os que uno de los principales
fa%ricantes de hidrociclones,H2EIS,
comercializ un tipo de hidrociclones,conocidoscomo EE que, %asndose en este dise7o de
descarga tangencial, conect dos unidades.
na primera de gran dimetro pared cilndrica
una segunda con#encional, cnica, de menor
dimetro. Este dise7o no tu#o mucha
aceptacin al menos a escala industrial, quizs
de%ido a los ele#ados desgastes que podranesperarse en la zona de transicin de%ido a la
alta concentracin de slidos 1*ig. >4.
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*ig. >)9icln cilndrico H2EIS
tipo EE de dos etapas
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2ecientemente, hace unos - a7os, esta D#ie$a ideaD
reapareci en el mercado con la #ariante de
introducir una ineccin de agua, en la cmara de
coneAin entre los dos hidrociclones. 8e este modo
el agua acta diluendo la alimentacin al segundo
cicln, me$orando as la eficacia de separacin.En resumen, este nue#o dise7o, lle#ado a la
prctica por la firma ":2J %a$o el nom%re de 5Fin
KorteA 9clone presenta las #enta$as de una do%le
etapa de clasificacin, pero sin la necesidad de una%om%a intermedia 1*ig. 64.
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*ig. 6 ) 9icln cilndrico ":2J
tipo 5L
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2.2. CILINDRICOS CON DESCARGACENTRAL. FONDO PLANO
8ifiere este dise7o del anterior en que la
descarga se realiza de modo
con#encional, es decir, a tra#s de unorificio central 1*ig. B4.
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F!g. : C!"#/n "!#n1)!"$ A3 4200 **5 +!6$ 7$n1$ 6#(n$ CBC
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9on el fin de ampliar el campo de tra%a$o de loshidrociclones hacia tama7os de corte maores,por encima de las !>0 micras surgi,
%asndose en la cama de slidos que se creaen los ciclones de cono o%tuso, el desarrollo delos llamados ciclones de fondo plano, me$orllamados por su in#entor el rof. 8r. /elmut
5raFins@i de :m%erger HaolinFer@e Cm%h9iclones 9I9 19irculating Ied 9clone4 o19irculating Ied 9lassifier4, ciclones de lechocirculante o clasificadores del lecho circulante.
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Se eAplica%a anteriormente que el lechoDfluidoD creado en la zona inferior de los
ciclones de cono ancho, no es un lechoestacionario, sino que est dotado de un
mo#imiento de con#encin alrededor delncleo central, lo cual fa#orece la
reclasificacin de partculas, ligeras o depeque7o tama7o, mal clasificadas, que
en su mo#imiento constante son en algn
momento arrastradas por el tor%ellinointerior o principal, siendo finalmentee#acuadas con el re%ose superior.
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Este principio no puede ser apro#echado en uncicln cnico, porque un aumento de la altura
del lecho pro#ocara rpidamente la o%struccinde la %oquilla de descarga, de%ido a la friccinde las partculas con la pared cnica 1efectosilo4,
pero si puede ser desarrollado, ale$ando lapared del orificio de descarga, para lo cual seelimina la zona cnica, prolongando al mismotiempo la zona cilndrica DcerrandoD el cicln
con un fondo horizontal o casi, con un ngulocomprendido entre l60=;lG0=.
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El lecho fluido creado en el fondo del cicln acta
como un DcolchnD, amortiguando las #ariaciones
en la alimentacin, tanto en caudal como en
concentracin de slidos.
Este efecto es de sumo inters, especialmente en
circuitos cerrados de molienda donde eAisten
#ariaciones frecuentes de la concentracin deslidos en la alimentacin, de%ido a los cam%ios de
dureza del mineral otras #aria%les. na
disminucin de la concentracin de alimentacin esseguida de una disminucin de la concentracin en
la descarga, lo que pro#oca automticamente una
prdida de partculas finas con el producto grueso
1corto;circuito o %;pass4.
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9ontrariamente a lo que podra pensarse la tendencia
a la o%struccin de la descarga, por aumentos en el
tonela$e de slidos, es menor en ese tipo de ciclonesque en los con#encionales, resultando eAtra7o, llegar
a la o%struccin total, lo que es %astante usual en
circuitos de molienda, con las terri%les consecuencias
que esto trae para los circuitos de flotacin
posteriores que reci%en el producto del re%ose de los
ciclones."a responsa%ilidad de esta DresistenciaD al
%loqueo de%emos %uscarla en los flu$os
de con#eccin eAistentes en el lecho de slidos
que lo mantienen en rotacin 1*ig. G4.
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*ig. G) 9orrientes en el interior de un cicln
9I9
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Este fenmeno puede ser o%ser#adocuando agitamos con una cucharilla unataza de caf, conteniendo algunosslidos. "a #elocidad de rotacin, de%idoa la friccin, se reduce en el fondo de la
taza, mucho ms que en la superficiesuperior del lquido, 1al igual que sucedeen un cicln fondo plano4.
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En el caso del 9I9 la rotacin de la superficiesuperior del lecho es generada por la rotacin dela suspensin eAistente so%re l mismo. Se creanas maores fuerzas centrfugas en la zonasuperior del lecho que en la zona inferior en
contacto con el fondo esto origina una corriente
de con#encin, con sentido arri%a;a%a$o, a lolargo de la pared cilndrica, con sentido a%a$o;arri%a en la zona central. Esta ltima corrientepro#oca una disminucin de la carga en dicha
zona central, descargando el orificio de la%oquilla e#itando el %loqueo.
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"as dos corrientes de con#encin pro#ocan
finalmente un flu$o radial de la pulpa, transportando
los slidos en el fondo plano, desde la pared
cilndrica hasta el orificio de descarga, haciendoinnecesario la eAistencia de un fondo cnico para
audar a la eAtraccin.
:dicionalmente estos flu$os pro#ocan unenriquecimiento de la fraccin gruesa o pesada,
a que muchas de las partculas finas o ligeras
son arrastradas DgraciosamenteD por el tor%ellino
principal al re%ose. Este fenmeno puede ser
utilizado tam%in para enriquecimiento de
minerales 1clasificacin selecti#a4.
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*ig. M)Kariacin de la altura li%re de #rtice
en cicln 9I9
El ni#el o altura del
lecho slido
determina el
tama7o deseparacin, a que
lgicamente
pro#oca un cam%io
en la altura li%rede #rtice 1*ig. M4.
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"a superficie hipottica, dada por el dimetro de la to%era
de re%ose -D$- la altura li%re de #rtice -8!-, podra
asumirse como la superficie de clasificacin, estoeAplicara l por qu el tama7o de corte es in#ersamente
proporcional a esta altura li%re -8-, tal como refle$a laecuacin siguiente)
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*ig. !0)9iclones 9I9 con diferentes longitudes de
la parte cilndrica.
Kariando la longitud de
la parte cilndrica del
cicln, mediante la
adicin o
sustraccin de
cuerpos cilndricos o%ien #ariando la altura
del lecho fluido creado
mediante el empleo de
%oquillas de diferentesdimetros, es posi%le
modificar el tama7o de
corte del hidrocicln
1*ig. !04.
*i !! 5 7 d t i l 9I9 f t
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*ig. !! ) 5ama7os de corte en ciclones 9I9 frente
a con#encionales.
'umerosas prue%as dela%oratorio, as como#aliosa informacin
o%tenida del gran
nmero de ciclones9I9 ho en
funcionamiento,
permiten esta%lecer
una relacin entre el
tama7o de cortealcanzado con ciclones
cnicos 9I9 de igual
dimetro 1*ig. !!4.
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odra generalizarse diciendo que la relacin entre el
tama7o de corte 1d>0
4 o%tenido en un cicln 9I9 1del mismo
dimetro longitud4, el o%tenido en un cicln con#encional
de aproAimadamente +0=, es de +,>. Kariando el nmero de
cuerpos cilndricos en el 9I9 pueden alcanzarse relaciones
entre ! +,>.
"o hasta ahora aqu
eApuesto resulta de
enorme inters si
consideramos que
ello permite eApandir
el rango de operacin
de los hidrociclones,en cuanto al tama7o
de separacin, hasta
ms de >00 micras.
: modo de e$emplo un hidrociclnde +00 mm de dimetro puede
alcanzar cortes entre !> micras
+00 micras segn se utilice
configuracin cnica o 9I9, porsupuesto a diferentes presiones
con diferentes to%eras de
alimentacin re%ose.
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E9EMPLO DE SISTEMA EN LAO ABIERTO:
En principio sin concurrencia de sensores
Nota: 'o o%stante eAisten la#adoras que miden ni#el de carga suciedad)
eso sera %ucle cerrado
L('(1$
Ciro lentocon $a%n+0 min.
P)%#('(1$!+ min.
A"#()(1$Ciro lento
sin $a%n
+0 min.
C%n+)!7,g(1$Ciro !+00 rpm
> min.
C%n+)!7,g(1$Ciro !+00 rpm
!0 min.
T+$.(n+!()),g(&
Ciro mu lento
> min.
P(,&(> min.
!n!"!$
7!n
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E9EMPLO DE SISTEMA EN LAO
CERRADO:
S!&+%*( 1% P!#$+$ A,+$*;+!"$
(#+!+,1D!)%""!/n'%#$"!1(1%+".
C$n+)$# A'!/n
GPS
C$n&!gn(&
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DOS GRANDES TIPOS DE SISTEMASAUTOMTICOS DE CONTROL:
S!&+%*(& A,+$*;+!"$& 1%C$n+)$# S%",%n"!(#
S!&+%*(& A,+$*;+!"$& 1%
R%g,#("!/n
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SISTEMAS AUTOMTICOS DE CONTROLSECUENCIAL
EVENTO DISCRETO: currencia de una caracterstica en la e#olucin de una
se7al 1flanco de su%ida, paso por un cierto ni#el, pulso,llegada de un dato, N4. Suele representarse por un #alor
%ooleano O0,!PSISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS: Sistemas dinmicos que cam%ian de estado ante la
ocurrencia de e#entos discretos. Ceneralmente el estadoslo puede adquirir un con$unto discreto de #alores puede
ser representado de forma sim%lica en #ez de numrica.SISTEMAS AUTOMTICOS DE CONTROL SECUENCIAL:
Son los sistemas automticos en los que el proceso acontrolar es un sistema de e#entos discretos
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SISTEMA DE CONTROL SECUENCIAL
A,+$*(+!&*$ funcin lgica) si NS=1 entonces
VE=0
si NI=0 entoncesVE=1
C(6+(1$)%& Sensores de ni#el
'S, '< A"+,(1$)%& Kl#ula todo;nada
KE
Un!1(1
1%"$n+)$#
VE
NS
NI
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SISTEMA AUTOMTICO DE CONTROLSECUENCIAL
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SISTEMAS AUTOMTICOS DEREGULACIN
SISTEMAS AUTOMTICOS DE REGULACIN Son los sistemas automticos en los que el proceso a
controlar es continuo.
/a%itualmente se persigue que un con$unto de una o
#arias #aria%les continuas del proceso alcancen #aloresespecificados por otras tantas referencias o consignas.
E>%*6#$&: 9ontrol de cam%io de rum%o en un %uque
Sistema %iolgico de regulacin de la presin arterial Sistema de control de la posicin de un %razo ro%ot
Sistema de control de posicin del ca%ezal de un discoptico
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SISTEMA DE REGULACIN
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CONTROL DEL CAMBIO DE RUMBODE UN BU?UE
TECNOLOG@AS PARA LA AUTOMATIACIN
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TECNOLOG@AS PARA LA AUTOMATIACINTECNOLOG@A CABLEADA: Un!$n%& 7&!"(& %n+)% #$& %#%*%n+$& ,%
"$n&+!+,%n #( Un!1(1 1% C$n+)$# ,% 6,%1%n &%) 1!&6$&!+!'$&
:M%";n!"$& N%,*;+!"$& H!1);,#!"$& E#"+)!"$& E#%"+)/n!"$& %+".INCONVENIENTES:
cupa mucho espacio oca fleAi%ilidad
3antenimiento costoso 'o adaptados a
funciones de controlcomple$as
VENTA9AS: Simplicidad :decuadas para
pro%lemas sencillos
FAMILIAS TECNOLGICAS: 3ecnicos 'eumticos
/idrulicos Elctricos Electrnicos, etc.
E9EMPLOS:
9ontrol de ni#el de lquidopor flotador Sistema de go%ierno
hidrulico del timn 9uadros de mando por
contactores
TECNOLOG@A PROGRAMADA
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TECNOLOG@A PROGRAMADAtilizacin de dispositi#os capaces de e$ecutar algoritmos,
dotados de entradas salidas analgicas Qo digitales
INCONVENIENTES: 9omplicados caros
para aplicaciones simples
VENTA9AS: *leAi%ilidad cupan poco espacio
9oste compensa para
aplicaciones decomplicacin mediaQalta
3antenimiento sencillo
FAMILIASTECNOLGICAS:
3icroprocesadores
1ordenadores de proceso4
3icrocontroladores
:utmatas
rograma%les 1"9s4
9s industriales
E9EMPLOS: :utomatizacin industrial
con "9s
@
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ES?UEMA T@PICO DE UNAAUTOMATIACIN INDUSTRIAL
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