DE102009041789A1 - Process for recycling aluminum from beverage cans - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyceln von Aluminium aus bedruckten Getränkedosen, bei dem die Getränkedosen zerkleinert werden zu kleinen Teilchen und diese zunächst von anhaftenden Getränkeresten und anschließend von anhaftenden Farbresten gereinigt werden. Die erste Reinigungsstufe ist eine Schleuderstufe. Die zweite nachgeschaltete Reinigungsstufe für die Farbe ist eine thermische Reinigungsstufe, der eine Abgasnachverbrennung zugeordnet ist. Die thermisch gereinigten Teilchen werden anschließend in ein Schmelzbad eingerührt und aufgeschmolzen.The invention relates to a method for recycling aluminum from printed beverage cans, in which the beverage cans are comminuted into small particles and these are first cleaned of adhering beverage residues and then adhering paint residues. The first cleaning stage is a spin stage. The second downstream cleaning stage for the paint is a thermal cleaning stage to which an exhaust gas afterburning is assigned. The thermally cleaned particles are then stirred into a molten bath and melted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recyclen von Aluminium aus bedruckten Getränkedosen mit den Schritten des Zerkleinerns der Dosen zu kleinen Teilchen, einem Reinigen der Teilchen und einer anschließenden Weiterverarbeitung.The invention relates to a method for recycling aluminum from printed beverage cans with the steps of crushing the cans into small particles, cleaning the particles and subsequent further processing.

Getränke, wie Bier, Softdrinks etc. werden in erheblichen Umfang in Aluminiumdosen verkauft, die bekanntermaßen mit einem u. a. den Inhalt angebenden Aufdruck versehen sind. Diese Aluminiumdosen werden recyclet.Beverages, such as beer, soft drinks, etc. are sold to a considerable extent in aluminum cans, which are known to be a u. a. the content of the imprint. These aluminum cans are recycled.

Hierzu ist es einerseits bekannt, sie zu sammeln und dann zu Ballen zu pressen. Diese Ballen werden dann bei einer bekannten Art der anschließenden Weiterverarbeitung zum Recyclen in ein Schmelzbad gegeben.For this purpose, it is known on the one hand to collect them and then press into bales. These bales are then placed in a known type of subsequent processing for recycling in a molten bath.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Ballen aus zusammengepressten Dosen das Schmelzbad, in das sie gegeben werden, relativ stark abkühlen, so dass das in ihnen enthaltene Aluminium nicht unmittelbar aufschmilzt. Vielmehr erhitzt sich der Ballen erst langsam und insbesondere das weiter im Inneren des Ballens liegende Aluminium bildet vor einem Schmelzen noch dicke Oxydschichten. Um diese Oxyde aus dem Aluminiumschmelzbad zu entfernen, muss eine entsprechende Menge an Zuschlagstoffen beigegeben werden, was den Nachteil einer hohen Schlackenproduktion mit sich bringt. Außerdem wird durch die Bildung von Aluminiumoxiden die Ausbeute an recycletem Aluminium verschlechtert.This method has the disadvantage that the bales of compressed cans relatively cool the molten bath into which they are placed, so that the aluminum contained in them does not melt immediately. Rather, the bale heats up slowly and especially the aluminum lying further inside the bale still forms thick oxide layers before melting. To remove these oxides from the molten aluminum bath, an appropriate amount of aggregates must be added, which brings with it the disadvantage of a high slag production. In addition, the formation of aluminum oxides deteriorates the yield of recycled aluminum.

Auch die noch auf den Dosen befindlichen Aufdrucke bzw. die von diesen stammende Farbe führt bei dem beschriebenen Verfahren zu großen Mengen unbrauchbarer Schlacke und verschlechtert damit die Ausbeute an recyceltem Aluminium erheblich.Also located on the cans imprints or derived from these color leads in the described method to large amounts of unusable slag and thus significantly deteriorates the yield of recycled aluminum.

Um diese Probleme zu vermeiden wird beispielsweise in der WO 96/01332 beschrieben, die gepressten Ballen zu schneiden und die in ihnen enthaltenen Getränkedosen somit zu Teilchen zu zerkleinern. Diese Dosenteilchen werden dann von anhaftenden Farben, die von dem Aufdruck stammen, gereinigt und abschließend im Zuge der Weiterverarbeitung zu kleinen Pellets oder Nuggets gepresst.To avoid these problems, for example, in the WO 96/01332 described to cut the pressed bales and thus reduce the beverage cans contained in them into particles. These can particles are then cleaned of adhering colors derived from the print and finally pressed into small pellets or nuggets during further processing.

Für die Reinigung von den Aufdruckfarben wird dabei vorgeschlagen, die zerkleinerten Dosenteilchen mit abrasiven Mitteln in eine Trommel zu geben, um so anhaftende Farbpartikel etc. mechanisch abzuschleifen. Es wird weiter vorgeschlagen, derart vorbehandelte Dosenteilchen anschließend einer hohen Temperatur auszusetzen, um noch anhaftende Fremd- und Farbpartikel zu verbrennen.For the cleaning of the printing inks is proposed to give the crushed can particles with abrasive agents in a drum, so as to mechanically abrade adhering paint particles. It is further proposed to suspend such pre-treated can particles then a high temperature to burn adhering foreign and color particles.

Abschließend werden die derart erhaltenen gereinigten Dosenteilchen zu Pellets oder Nuggets gepresst.Finally, the thus obtained purified can particles are pressed into pellets or nuggets.

Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist insbesondere, dass die abrasiven Mittel, die zwischen die Dosenteilchen zu deren Reinigung von anhaftenden Farbresten eingebracht werden, nach der Reinigung wieder aufwändig zwischen den zerkleinerten Dosenteilchen entfernt werden müssen, da diese Mittel nur für die Reinigung vorgesehen sind. Außerdem neigen die abrasiv gereinigten Oberflächen der Dosenteilchen, die metallisch blank sind, wiederum zur Bildung von Oxidschichten, insbesondere wenn sie anschließend wieder einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, die einer Oxidbildung grundsätzlich zuträglich ist. Diese Oxide haben die oben beschriebenen Nachteile.A disadvantage of the method described is in particular that the abrasive agents that are introduced between the can particles for their cleaning of adhering paint residues, after cleaning again consuming between the crushed can particles must be removed because these funds are provided only for cleaning. In addition, the abrasive cleaned surfaces of the can bodies, which are metallic bright, again tend to form oxide layers, especially when they are then exposed again to a high temperature, which is basically beneficial for oxide formation. These oxides have the disadvantages described above.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, ein derart bekanntes Recyclingverfahren dahingehend weiterzuentwickeln, dass es einfacher und somit kostengünstiger und auch insbesondere effektiver durchführbar ist.Object of the present invention is therefore to further develop such a known recycling process to the effect that it is easier and thus cheaper and also more effective in particular feasible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zweistufiges Reinigen der zerkleinerten Aluminiumdosenteilchen erfolgt mit zunächst einer Schleuderstufe zum Abschleudern anhaftender Feuchtigkeit und mit einer nachgeschalteten thermischen Reinigungsstufe für die auf den Teilchen haftende Farbe.This object is achieved in that a two-stage cleaning of the crushed Aluminiumdosenteilchen takes place with a first spin stage for centrifuging adhering moisture and with a downstream thermal cleaning stage for adhering to the particles color.

Durch die Schleuderstufe zum Abschleudern von anhaftender Flüssigkeit wird für die nachgeschaltete thermische Reinigungsstufe zum einen verhindert, dass in der thermischen Reinigungsstufe Energie aufgebracht werden muss, um noch anhaftende Flüssigkeiten energieaufwändig zu verdampfen. Außerdem wird verhindert, dass in ungewünschter Weise noch organische Stoffe an den Dosenteilchen haften und mit diesen in einen für die Reinigungsstufe vorgesehenen Ofen eingebracht werden. Diese organischen Stoffe sind Reste von den Getränken, wie Bier oder Softdrinks, die in den Getränkedosen enthalten waren. Diese Stoffe können in der Hitze des Abbrennofens in unerwünschter Weise mit den Dosenteilchen reagierende Verbindungen verursachen.By the spin stage for spinning off adhering liquid is prevented for the downstream thermal cleaning stage on the one hand, that in the thermal cleaning stage energy must be applied to energy-consuming evaporation of adhering liquids. In addition, it is prevented that unwanted organic substances still adhere to the can particles and are introduced with these in an intended for the purification stage furnace. These organic substances are residues of the beverages, such as beer or soft drinks, contained in the beverage cans. These substances may undesirably cause compounds reactive with the can particles in the heat of the flash furnace.

In der anschließenden thermischen Reinigungsstufe werden die noch an den Dosenpartikeln anhaftenden Farbreste durch Thermik gereinigt also insbesondere abgebrannt bzw. abgeschwelt. Hierfür habe sich Verfahrenstemperaturen zwischen ca. 300°C und 500°C, vorzugsweise etwa 400°C als besonders geeignet erwiesen.In the subsequent thermal cleaning stage, the ink residues still adhering to the can particles are cleaned by thermal means, ie in particular burned or de-inked. For this process temperatures between about 300 ° C and 500 ° C, preferably about 400 ° C have been found to be particularly suitable.

Die bei dem Abbrennen bzw. Abschwelen der Farbreste entstehenden Gase werden aus der thermischen Reinigungsstufe abgeleitet und einer Abgasnachverbrennung zugeführt. Dadurch wird verhindert, dass Schadstoffe in die Umgebung abgegeben werden.The resulting in the burning or devolatilization of paint residues gases are derived from the thermal cleaning stage and a Exhaust post-combustion supplied. This prevents pollutants from being released into the environment.

Bei Bedarf ist es möglich, der Abgasnachverbrennung als weiteres Element Filter nachzuschalten, um auch höchsten Umweltanforderungen gerecht zu werden.If necessary, it is possible to downstream of the exhaust after-combustion as a further element filter to meet even the highest environmental requirements.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird den Teilchen vor der Schleuderstufe noch ein Lösungsmittel zugesetzt, um anhaftende organische Elemente leichter lösen zu können.In a particularly preferred embodiment of the invention, a solvent is added to the particles prior to the spin stage in order to be able to more easily dissolve adhering organic elements.

Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Lösungsmittel um Wasser (H2O), das für den üblicherweise in Softdrinks und Bier etc. enthaltenen Zucker und ähnliche Stoffe eine sehr gute Lösungswirkung aufweist und somit den Zucker für eine weitere Behandlung gut anlöst.Preferably, this solvent is water (H 2 O), which has a very good dissolving action for the sugar and similar substances usually contained in soft drinks and beer, etc., and thus dissolves the sugar well for further treatment.

Bei dem anschließenden Reinigen in der Schleuderstufe kann das in die Aluminiumteilchen eingebrachte Lösungsmittel/Wasser wieder gut abgeschleudert werden.In the subsequent cleaning in the spin stage, the solvent / water introduced into the aluminum particles can be spun off again well.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der sich an die thermische Reinigungsstufe anschließende Verfahrensschritt der Weiterverarbeitung das unmittelbare Einbringen der gereinigten Dosenteilchen in ein Schmelzbad umfasst.Furthermore, it is proposed that the subsequent step of the further processing of the thermal cleaning step comprises the direct introduction of the cleaned can particles into a molten bath.

Dies hat den Vorteil, dass die bereits in der thermischen Reinigungsstufe erwärmten Teilchen mit einer relativ hohen Temperatur in das Schmelzbad gelangen. Dies ist unter energetischen Gesichtpunkten sehr günstig, da eine bereits erfolgte Vorerwärmung der Dosenteilchen auf eine relativ hohe Temperatur zwischen ca. 300°C und 500°C, vorzugsweise etwa 400°C, genutzt werden kann und die hierfür notwendige Energie nicht aus dem Schmelzbad entnommen werden muss. Hierdurch wird eine als nachteilig empfundene Abkühlung des Schmelzbades verhindert, das somit leichter auf Temperaturen von ca. 720°C bis 730°C, vorzugsweise um ca. 750°C bis 760°C gehalten werden kann.This has the advantage that the particles already heated in the thermal cleaning stage reach the molten bath at a relatively high temperature. This is very favorable from an energetic point of view, since an already preheating of the can particles to a relatively high temperature between about 300 ° C. and 500 ° C., preferably about 400 ° C., can be used and the energy required for this is not taken from the molten bath must become. As a result, a disadvantageous cooling of the molten bath is prevented, which can thus be more easily maintained at temperatures of about 720 ° C to 730 ° C, preferably by about 750 ° C to 760 ° C.

Es wird besonders bevorzugt, der thermischen Reinigungsstufe einen Lagerbunker als Pufferspeicher vorzuschalten. Hierdurch ist es möglich, unabhängig von Durchsatzschwankungen in vorgeschalteten Anlagenteilen die thermische Reinigungsstufe kontinuierlich zu betreiben und insbesondere die aus dieser erfolgende Abgabe von Dosenteilchen in das nachgeschaltete Schmelzbad dosiert und kontinuierlich erfolgen zu lassen.It is particularly preferred to precede the thermal cleaning stage a storage bunker as a buffer memory. This makes it possible, regardless of throughput fluctuations in upstream equipment parts to operate the thermal cleaning stage continuously and in particular dosed from this taking place delivery of can particles into the downstream melt and continuously made.

Es wird dabei insbesondere vorgeschlagen, das Einbringen der Dosenteilchen aus der thermischen Reinigungsstufe in das flüssige Schmelzbad unter Erzeugung eines Einzugsstrudels („Vortex”) vorzunehmen. Durch diesen Einzugsstrudel werden die Teilchen nicht nur auf das Schmelzbad aufgegeben sondern tief in dieses eingebracht und dort in kürzester Zeit von allen Seiten von flüssiger Schmelze umgeben. Dies führt zu einem schnellen Aufschmelzen der einzelnen Teilchen. Aufgrund eines derartigen schnellen Aufschmelzens wird insbesondere auch verhindert, dass einzelne Teilchen auf der Oberfläche des Schmelzbades abbrennen. Damit ist insgesamt die Ausbeute an Recyclingaluminium erheblich zu erhöhen.In this case, it is proposed, in particular, to carry out the introduction of the can particles from the thermal cleaning stage into the liquid molten bath, thereby producing a collection vortex ("vortex"). Through this collection strudel, the particles are not only abandoned on the molten bath but deep into it and surrounded there in no time from all sides of liquid melt. This leads to a rapid melting of the individual particles. Due to such rapid melting, in particular it is also prevented that individual particles burn off on the surface of the molten bath. Thus, the total yield of recycled aluminum is to increase significantly.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehenen Anlage. Dabei zeigtFurther advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an apparatus provided for the inventive method. It shows

1 eine Prinzipsskizze einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 a schematic diagram of a system for carrying out the method according to the invention.

In der 1 erkennt man eine Aufgabestation 1, an der zu recyclende Aluminiumgetränkedosen in die Anlage eingegeben werden. Diese Aluminiumdosen sind mit Aufdrucken versehen, wobei die Aufdrucke bzw. die hierfür benötigte Farbe das Recyclen erschwert.In the 1 you can recognize a feeding station 1 on which aluminum drink cans to be recycled are entered into the system. These aluminum cans are provided with imprints, the imprints or the color required for this makes recycling difficult.

Über einen Scharnierbandförderer 2 werden die aufgegebenen Aluminiumdosen zu einer Vibrorinne 3 transportiert und von oben auf diese abgegeben.Via a hinge belt conveyor 2 the abandoned aluminum cans become a vibratory chute 3 transported and delivered from above on this.

Über dieser Vibrorinne 3 ist dabei ein Überbandmagnet 4 angeordnet, mit dem ferromagnetische Verunreinigungen aus dem Aluminiumschrott abgesammelt werden.About this vibratory chimney 3 is an overband magnet 4 arranged, are collected with the ferromagnetic impurities from the aluminum scrap.

Von der Vibrorinne 3 werden die Aluminiumdosen über Verteilförderer 5 auf mehrere Zerkleinerer 6 verteilt, in denen die Dosen durch Schneiden, Häckseln o. ä. zu kleinen Aluminiumteilchen geschreddert werden.From the vibratory gutter 3 The aluminum cans are over distribution conveyor 5 on several shredders 6 in which the cans are shredded by cutting, chopping or the like to small aluminum particles.

Die von den Zerkleinerern 6 ausgegebenen Dosenteilchen werden dann über einen Kratzförderer 7 zu einer Dosiervorrichtung 8 transportiert.The of the crushers 6 dispensed can particles are then a Kratzförderer 7 to a metering device 8th transported.

In dieser Dosiervorrichtung kann den zerkleinerten Dosenteilchen ein Lösungsmittel wie beispielsweise Wasser zugeführt werden. Mit diesem flüssigen Lösungsmittel werden an den Dosenteilchen anhaftende Reste von Bier, Softdrinks etc. gelöst.In this metering device, the comminuted can particles, a solvent such as water are supplied. Remains of beer, soft drinks, etc. adhering to the can particles are dissolved with this liquid solvent.

Die Teilchen werden dann von der Dosiervorrichtung 8 in eine Zentrifuge 9 abgegeben. In dieser Zentrifuge werden anhaftende Flüssigkeitsreste abgeschleudert. Auch das Lösungsmittel und die von diesem gelösten an den Dosenteilchen anhaftenden Reste werden hierdurch wieder entfernt. Dadurch wird ein erster Reinigungsschritt für die Dosenteilchen realisiert.The particles are then removed from the dosing device 8th in a centrifuge 9 issued. In this centrifuge adhering liquid residues are thrown off. Also the solvent and the solution of this dissolved on the can particles adhering residues are thereby removed again. As a result, a first cleaning step for the can particles is realized.

Über einen weiteren Kratzförderer 10 werden die derart vorgereinigten Dosenteilchen noch einmal über Neodymmagnettrommeln 11 geleitet, wo die Dosenteilchen noch einmal von ferromagnetischen Elementen befreit werden.About another scraper conveyor 10 The thus pre-cleaned can particles are again on Neodymmagnettrommeln 11 where the can bodies are once again freed from ferromagnetic elements.

Anschließend werden die derart gereinigten Teilchen in einen Lagerbunker 12 eingegeben.Subsequently, the thus cleaned particles in a storage bunker 12 entered.

Dieser Lagerbunker 12 fungiert als Pufferspeicher für den anschließenden Ofen 13, in dem eine thermische Reinigung der Dosenteilchen erfolgt und die an den Dosenteilchen aus Aluminium anhaftenden Farbpartikel thermisch gelöst und verbrannt bzw. verschwelt werden. Der Ofen 13 ist dabei als thermische Reinigungstrommel ausgeführt und die in dieser entstehenden Abgase werden nachverbrannt und ggf. in einem Filter 14 gereinigt. Die bei der Nachverbrennung entstehende Energie kann beispielsweise auch genutzt werden, um die thermische Reinigungstrommel des Ofens 13 zu beheizen. Innerhalb des Ofens 13 werden die zerkleinerten Dosenteilchen und die diese reinigenden heißen Gase im Gegenstrom zueinander geführt, was energetisch sehr effektiv ist.This storage bunker 12 acts as a buffer for the subsequent oven 13 in which a thermal cleaning of the can particles takes place and the paint particles adhering to the aluminum can particles are thermally dissolved and burnt or burned. The oven 13 is designed as a thermal cleaning drum and the resulting exhaust gases are post-combusted and possibly in a filter 14 cleaned. The energy produced during the afterburning can also be used, for example, for the thermal cleaning drum of the furnace 13 to heat. Inside the oven 13 the shredded can particles and the hot gases that clean them are conducted in countercurrent to each other, which is very effective in terms of energy.

Die in der thermischen Reinigungsstufe gereinigten Dosenteilchen werden abschließend in einen Schmelzofen 15 eingebracht. Dieses Einbringen erfolgt kontinuierlich und unter einem ständigen Rühren des flüssigen Schmelzbades.The can bodies which have been cleaned in the thermal cleaning stage are finally put into a melting furnace 15 brought in. This introduction takes place continuously and with constant stirring of the liquid melt bath.

Durch dieses ständige Rühren wird im Schmelzbad die Bildung eines Strudels erreicht, so dass die einzelnen Dosenteilchen nicht auf der Schmelze aufschwimmen sondern direkt im Bereich des Strudels quasi in das flüssige Schmelzbad eingesaugt werden und dort sofort vollständig von flüssiger Schmelze umgeben sind. Hierdurch wird ein zügiges Aufschmelzen der Aluminiumteilchen erreicht, ohne dass einzelne Aluminiumteilchen auf der Schmelze schwimmend abbrennen. Damit wird die unerwünschte Bildung von Schlacke verhindert und es ergibt sich eine insgesamt sehr hohe Aluminiumausbeute bei dem Recyclingverfahren.Through this constant stirring, the formation of a vortex is achieved in the molten bath, so that the individual can particles do not float on the melt but are sucked directly into the liquid molten bath directly in the area of the vortex where they are immediately completely surrounded by liquid melt. As a result, a rapid melting of the aluminum particles is achieved without individual aluminum particles burning on the melt floating. This prevents the undesirable formation of slag and results in an overall very high aluminum yield in the recycling process.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (8)

Verfahren zum Recyclen von Aluminium aus mit Farbe bedruckten Getränkedosen, mit den Schritten – Zerkleinern der Dosen zu kleinen Teilchen – Reinigung der Teilchen und – einer anschließenden Weiterverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der Teilchen zweistufig erfolgt, – zunächst mit einer Schleuderstufe und – mit einer nachgeschalteten thermischen Reinigungsstufe für die auf den Teilchen haftende Farbe.Process for recycling aluminum from beverage cans printed with color, comprising the steps of - crushing the cans into small particles - cleaning of the particles and - a subsequent further processing, characterized in that the cleaning of the particles takes place in two stages, - first with a spin stage and - with a subsequent thermal cleaning step for the color adhering to the particles. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der thermischen Reinigungsstufe entstehende Gase einer Abgasnachverbrennung zugeführt werden.A method according to claim 1, characterized in that in the thermal purification stage gases are supplied to a Abgasnachverbrennung. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasnachverbrennung ein Filter nachgeschaltet ist.A method according to claim 1, characterized in that the Abgasnachverbrennung a filter is connected downstream. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anschließende Weiterverarbeitung das Einbringen der gereinigten Teilchen in ein Schmelzbad umfasst.A method according to claim 1, characterized in that the subsequent further processing comprises introducing the cleaned particles into a molten bath. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Schleuderstufe den Teilchen ein Lösungsmittel zugesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that a solvent is added to the particles before the spin stage. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Wasser (H2O) ist.A method according to claim 5, characterized in that the solvent is water (H 2 O). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermischen Reinigungsstufe ein Lagerbunker als Pufferspeicher vorgeschaltet ist.A method according to claim 1, characterized in that the thermal cleaning stage is preceded by a storage bunker as a buffer memory. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der thermischen Reinigungsstufe kommenden Teilchen direkt in ein unter Bildung eines Strudels gerührtes, flüssiges Schmelzbad eingebracht werden.A method according to claim 1, characterized in that the particles coming from the thermal cleaning stage are introduced directly into a liquid molten bath stirred to form a vortex.
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