JPH01503368A - 風洞内での混合物の選別 - Google Patents

風洞内での混合物の選別

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JPH01503368A JP62504507A JP50450787A JPH01503368A JP H01503368 A JPH01503368 A JP H01503368A JP 62504507 A JP62504507 A JP 62504507A JP 50450787 A JP50450787 A JP 50450787A JP H01503368 A JPH01503368 A JP H01503368A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 r風洞内での混合物の選別j 本発明は、風洞内において混合物を選別する装置に関する。
本装置は特に、混合物が選別手順に先立って粒度によって等部分け(すなわち分 級)を行った後の混合物の成分の比重による選別に関係する6本発明の具体的な 用途の一つは、金鉱、鉄鉱2石炭、バーミキュライト、雲母、冶金スラグ、ある いはその他の前述のような物質およびくず鉱を含む鉱石を選鉱して鉱石の品位を 上げることに関連する。
これまでに3混合物を風洞の頂部に供給してトンネル内部の実質的に流線状の空 気流に送り込み、トンネルの底部に沿って設置された補数器に物質の異なる部分 を捕取することによって。
混合物の比重の異なる成分を分離することが提案されており。
それは比重の比較的に小さな成分が比重の大きな成分よりもさらに先の方まで風 洞内を運ばれるものである。
オーストラリア特許第520604号に開示された選別方法は、トンネルの入口 にトンネル内を流れる空気流を供給する軸流ファンを設けた風胴を使用する。し かしながら、この構成は、ファンと選別が行われるトンネル部分とのあいだに、 ファンによって生じる乱流を静めるための長い遷移部を必要とするために嵩張っ て厄介であることが明らかとなった0円形のファンハウジングの断面積と正方形 または長方形の風洞の断面積の差が増すとともに、遷移帯の長さが増大する。こ のような場合には、遷移帯を長くしても、風洞を通る空気流は均一ではない。
オーストラリア特許第545539号に開示された別の提案では。
風洞の入口に設置した遠心ファンを用いており、遠心ファンは空気を入口の方に 横切るように送る。この空気流は、続いてデフレクタ−によって軸方向に向きを 変えて風洞内に送られ、さらに邪魔板によって流線状とされる。後者の構成は、 軸流ファンを用いた風洞と比較して風洞の軸方向寸法が小さくなる利点があるが 、デフレクタ−を用いてファンからの空気流の方向を変えるために1あらゆる流 れ条件のもとで均一な空気N流を発生することが難しくなる。これは物質粒子を 浮遊させるのに必要な空気流に応じて必要なデフレクタ−の設計が異なるからで ある。この結果、デフレクタ−および邪魔板の抵抗を克服するためにデフレクタ −および邪魔板の前で圧力を高める必要が生じ、効率が低下する。さらに、平行 な風洞区分内で異なる粒度分の輸送を行うのに必要なデフレクタ−の設計範囲は 、各風洞区分に最適な空気量を送る適切なファンを得ることを困難にする。
上記の各提案による風洞が1.0 m1秒から7.Ovs/秒の範囲の空気流速 度を用いる場合には、ファンとトンネルの間にデフレクタ−を設計することによ って、トンネルを通る適度に流線状の流れを確立することが(幾分かの困難は伴 うが)可能である。空気流の増分変化は。それに対応し、たデフレクタ−要素の 形状または設定の増分変化を伴わないので、そらせ板の設計は試行錯誤に基づく ものである。3111Iを上回る粒子径に必要な空気速度がそうであるが、空気 速度が7.Ova/秒を越える場合には、プレナムチャンバーの底部のトンネル に隣接する領域において、調整分配板を用いても風洞内の空気流が非均−的にな るほど空気速度が増大する。プレナムチャンバーの形状寸法を変えることによっ ては、ある範囲の空気流に対して、均一な空気流が得られない。
上記の各提案のいま一つ困難な点は、ふるい分けの前の材料の摩耗によって、あ るいは粉体自体のふるい分けによって発生する可能性がある相当量の残留物固有 粉塵を含有した空気の排出に関連する。
上記の先行技術の各提案は、ある特定の条件のもとでは十分に機能することが明 らかとなっているが、双方の提案とも、使用上の柔軟性が必要とされる場合、さ らにスペースが非常に貴重であり、そのために携帯性が必要とされる場合には不 利であることが明らかとなっている。その上、均一な空気層流を発生するための 遷移帯を必要とするために、先行技術の分離器のサイズを拡大する可能性には厳 しい制限がある。
上記の各提案の別の困難な点は、空気流を滑らかにする細かなメツシュの目詰ま りに関するものである。メツシュには、昆′ 虫、浮遊粒子状物質、および種子 が蓄積して流れを妨げ1選定されるものに対する空気速度を低下させる。
本発明に従い1分級した粉体の混合物を比重によって選別する装置を提供する。
前述の装置は、入口と出口を備えた風洞から成り、前述の出口には、入口から出 口まで風洞の中に空気流を発生するファン装置を備え、風温の頂部には、風洞内 に物質を導入して物質が重力の影響を受けて自由落下し空気流を横切るようにす る人口装置を備え、さらに縦方向に間隔をおいて配置した複数個の補数器を入口 装置の下方且つその下流に設置し。
各補数器は風洞を横切るように並ぶ。
先行技術の提案は満足の得られる働きをすることが明らかとなっているが、その プロセスを適用する場合には、供給する物質は、ふるい分けの前に除塵(微粉除 去)を行い、大量の微粉を取り除いて、風洞に供給する清浄な成分を調製する必 要がある。そうしないと、ふるい分けの効率が低下する。しかしながら、ふるい 分けのプロセスそのものが粒体の摩耗を引き起こし。
その結果生じる粉塵は、最初の除塵、あるいはふるい分はプロセス(100%有 効とは言えない)での分級操作のいずれかによって除去されなかった残留粉塵と 共に、最終的に風洞内に入り。
トンネルの出口において不如意にも大気中に放出され、環境問題を引き起こす。
本発明の望ましい特徴に従い、集塵装置を出口に設ける。
本発明のさらに別の望ましい特徴に従い、粉塵抽出装置は。
出口と空気流を引き起こすファン装置のあいだに設けたサイクロンから成る。
本発明の別の望ましい特徴に従い、粉塵抽出装置は、出口とファン装置のあいだ に設けたフィルターから成る。
本発明は、下記の一つの具体的な実施B様の説明に照らしてさらに完全に理解さ れるであろう、説明は下記の添付図面を参照して行う。
第1図は9本実施態様の平面図であり。
第2図は、第1図の線2−2に沿った断面図であり、さらに。
第3図は、第2図の線3−3に沿った断面図である。
第4図は3本実施態様の変更態様であり、2基の風洞を用いた場合を示すもので あり。
第5図は、3Mの風洞を用いているさらに別の変更態様であり。
第6図は1本実施B様の一部分の平面図で、特に排出オリフィス開口部にそって 風洞内に粉体を運ぶコンベヤーを示しており。
第7図は、第6図に示したコンベヤーの端面図であり。
第8図は、第6図と似た図であるが、別の形態のコンベヤーを示すものであり。
さらに第9図は、同じく第6図と似た図であるが、さらに別の形態のコンベヤー を示している。
本実施Bmは、冶金スラグ等の選鉱を必要とする廃棄物を含む可能性がある鉱石 の品位を上げるための装置である。
運転にあたっては9本装置は破砕機(図示されていない)とふるい分は装置(図 示されていない)と組合せて用い、鉱石は以下に説明するタイプの装置内で選別 を行うのに適切な大きさに破砕され且つ予め定められた幾つかのサイズ範囲に従 ってふるい分けが行われる。特定のふるいから供給された物質は、特定のふるい 分は装置に運ばれ、そこで分級された粒体はさらに比重に従って各成分に分ける ことが出来る。
本実施IIi様の選別装置は、入口部11.主要部12.および出口部13を有 する風洞10から成る。主要部12は断面が長方形である。
出口部13は先細りの形状であり、その外側端部は粉塵抽出サイクロン15に接 続し、サイクロンの空気出口はダクト16によってバグフィルタ−17に接続す る。フィルター17にはファンハウジング14が連絡し、ファンハウジングは軸 流ファンまたは遠心ファン、あるいはその外の適切な装置を収納することができ る。
風洞の入口部11はフレアー状であり、空気流の方向に向かって先細りとなり、 入口ベルを形成する。入口部11の開口部には。
複数個のデフレクタ−板(図示していない)を備えて、空気流を入口部に誘導し 実質的な層流パターンを形成することができる。風洞10に取り入れられる空気 流は、風洞の全断面を通るので、空気流を風洞の入口側で発生させる場合に必要 とされる操作と比べて、空気流に必要な操作は少なく、従って損失や不整合の発 生は少なくなる。
風洞10は、その上部で供給原料入口装置18と接し、供給原料入口装置は分級 された粉体鉱石を風洞lOに供給する。入口装置18は、風洞10の頂部に沿っ て実質的には風洞10の全幅を横切るように延び、粉体は風洞内の重力の影響を 受けて風洞を横切って自由に落下することができる。風洞lOの床には、縦方向 に間隔をあけて複数個の補数器20を設け、捕取器は入口装置18の下方且つ下 流に位置する。補数器20の各々は、風洞10の全横幅にわたって延びる。補数 器は、仕切り21によって互いに仕切られ。
各仕切りの下端部で風洞10を横ぎる軸に旋回可能に取りつけ′る。
風洞10を通る空気流の程度と風洞10内に供給される供給原料の特性によって 粉体の捕取を調整することが可能なように、補数器20の仕切り21の旋回動作 によりて各補数器20の利用可能な選択領域を変化させる。さらに、仕切りの旋 回動は、各チャンバーで捕取される原料を選択するために、原料の流れに対する 仕切りの角度を変えるのに便利である。その上、補数器20は、原料の軌跡、大 きさ、および風洞を流れる空気流速度に応じて補数器の位置を調整出来るように 、風洞の床の軌道22から、軌道上を軸方向に滑動可能なように共に指示される 。
空気流が風洞10を通ることによって、風洞10内に送り込まれる粒体は、比重 に従って分離される。すなわち、比重の小さな成分あるいは薄片状の材料のよう に表面積の大きな成分は、比重の大きな成分よりも風洞内をより遠くまで運ばれ るので、鉱石の望ましい成分の比重に相応する比重範囲の成分をその後の処理を 行うために選択することが出来る。
本実施態様に従う分離器は、粉塵を僅かに含むか又は全く含まない原料だけを処 理する場合には、サイクロン15.また場合によってはフィルター17を設ける 必要はない、しかしながら。
粒度が180 ミクロンを下回る原料を選別する時には、サイクロン15および フィルター17を備えることは特に重要である。
本実施態様の構造を用いる結果、風洞10内に流線状の空気層流をつくるのに必 要な空気流の操作の度合いは、風洞の入口にファンを設置した設備に必要な操作 よりも少なく、シたがって。
本選別装置の構造は、先に述べた先行技術の提案の構造よりも単純である。
本実施態様においては9選別を行う風洞の断面積の4倍にほぼ等しい大きさの入 口を使用する場合は、空気層流が自動的に生じることが明らかとなった。これに よって、先行技術の風洞の場合のような試行錯誤を繰り返す分配板の必要は無く なり。
空気層流は、内壁の小さな抗力を除くとto、5m/秒から15.0、/秒のい ずれの設定速度においても縦方向にトンネルの頂部から底部にかけてと、横方向 に側部がらもう一方の側部にかけおいて整流後に空気を再分配するのに使用され ていたスクリー゛ ンメッシュの必要性を無くすものである。
その上1本実施態様においては、先行技術の複数個のファンを使用する広い風洞 内で層流を発生するのは難しいことから。
先行技術と比較すると風洞選別法の容量を容易に増大させることが出来る。実際 のところ1本実施態様に従って実施される風洞選別法は、先行技術の分離装置の (先に述べたような)周知の限界を上回る容量を達成することが出来る。
本実施態様の容量を増すために、幾つかの風洞主要部12を第4図ならびに第5 図に示すように並べて設置し、各主要部は共通の入口部11.出口部13.およ びファンを使用するようにしてもよい、第5図に示す3つの風洞から成る場合に は、空気速度が中央風洞部12Bにおいて大きい時は、その風洞に備えだ補数器 を調整して補正することが出来る。さらに、入口部11に入口ダンパ16を設け て、中央風洞部を通る空気流を調節し、必要な場合には入口空気の完全な締め切 りを行い、さらに入口空気流を望ましい速度に精密に変えることも出来る。
原料の入口18への供給は、実質的に均一なカーテン状になった原料が、実質的 に風洞の全幅にわたって風洞内に送り込まれるものである。特に、カーテン状に なった原料は、流線状の空気流が存在する風洞部分の全幅にわたって供給される 。風洞の各々の壁に近接する領域には、境界面が空気流に及ぼす影響によって生 じる抗力のために流れが均一でない領域がある。カーテン状になった原料は、影 響を受けた空気流の領域にまで入らないように、望ましくはトンネルの各側壁の 内側で止める。
このようなカーテン状になった原料を発生する装置を添付図の第6図に示す、こ の装置は、風洞を横切って延び且つ風洞に開口する狭い排出オリフィス33を存 する入口装置18の下方端部に設けたコンベヤー31から成る。コンベヤーは、 入口端部30と排出端部32を有する。コンベヤー31は、排出オリフィス33 の全長にわたって原料を搬送し、過分な原料はコンベヤーの排出端部で放出され る。排出オリフィス33は、風洞内に搬入される原料の容量供給率を選択的に制 御するために、その幅を調整可能とすることができる。第4図および第5図に示 すように、多数の風洞を用いる場合には、コンベヤーは一組の風洞の幅にわたっ て材料を搬送し、オリフィス33はその長さ方向にトンネル壁の位置に対応する 間隔をおいて閉じ、先に説明したように空気流が壁の影響を受ける各壁の隣接領 域に原料が供給されないようにする。
第6図および第7図に示す構成において、コンベヤー31の形態は、ケーシング 37の中の送りねじ35から成るスクリューコンベヤーである。ケーシング37 の下方端のスロットが排出オリフィス33を形成する。
第8図に示す別の構成において、コンベヤー31は、排出オリフィスを形成する スロットを有するケーシング43内の巡回経路を移動することが可能なエンドレ スバンド41から成る。エンドレスバンド41は、ハウジング内に材料を搬送す るために、バンドの長゛さに沿って間隔をおいて設けたバドル45を有する。
第9図に示すさらに別の構成においては、コンベヤー31は。
一対の対向する平らなベルトコンベヤーラン47から成り、これらのベルトコン ベヤーランは、あいだにトラフを形成するように互いに傾けて原料の受入れと搬 送を行い、さらにベルトコンベヤーランは9間隔を開けて排出オリフィス33に 連結する排出開口部49を設ける。
本実施B様は、先行技術と比べて9これまで示したように微粉原料の選別を可能 とする利点があるやそれ以外の利点として。
(例えば1.Ovp/秒を下回る)空気速度において空気層流が得られる能力が ある。これは、吹き込みファンの失速特性や、低速空気の分配問題のために、先 行技術の装置では達成できない。
低速空気流の使用は、大きさが150ミクロンから30ミクロンの粉体の選別に おいては不可欠となる。この特徴は、共通の入口と出口を有する複数個の並列し た風洞を使用することが可能となった結果として得られる容量の増大の可能性と あいまって。
水添加によって行われる粉塵の抑制を全く必要とせずに、相当量の粉塵を含有す る鉱石微粉を選鉱して品位を上げることが可能である。
本実施B様の一実施例について製作および試験を行い2粒度が4+++s+から 2−の硫化金属鉱物や石炭灰で汚染された石炭の選鉱によって品位を向上させる ことの実現可能性を調べた。
結果の要約を下記の第1表に示し、風洞の設定ならびにふるい分けが行われた石 炭生成物の大きさを第2表に示す。
前述の原料は破砕され1次に流動床内で乾燥された。そして。
得られた原料のふるい分けが行われた。ふるい分けの後1分級された原料は3つ の風洞のうちの適切なものに供給され、そこで比重の大きい原料は捕取が行われ る供給点に優先的に落下し。
比重の小さい材料は、さらに下流まで運ばれて別の捕取が行われる0石炭および 石炭灰分の一標本を各風洞から採取し、比重1.6の液体で浮遊選鉱を行って1 選別プロセスによる分級効率を調べた。
得られた結果を第1表に示すが、極めて満足出来るものであった。風洞において は、供給原料の85%を上回るものが、受入れ可能な石炭製品として分類するこ とができた。除去される灰物質は、50〜80%の石炭を含んだ、その結果6本 実施態様にしたがう風洞は、効果的に選鉱を行い品位を上げることが出来ること が実証された。
本発明の範囲は、上記の実施B様の範囲に特に限定する必要はないことを理解さ れたい。
第1表:最終選別試験の結果 第2表 : 風洞の設定値 」〜 補正書の零しく翻訳文)提出書(特許法第184条の8)/、特許出願の表示 PCT/AU87100222 コ0発明の名称 風洞内での混合物の選3+4 3、特許出願人 住所 オーストラリア連邦 6152 ウェスタン オーストラリア マニング アンウィン クレセント 1 氏名 スタッフオード、 ロバートショージ神戸市中央区東町123番地の1貿 易ピル9階補正書の写しく翻訳文) 1 通 補 正 書 (1988年lO月12日に国際予備審査微開に提出した補正書)請求の範囲 ・1.(補正)比重にしたがって粉体温金物を選別する装置で、前述の粉体は実 質的に同じ大きさの粒子から成り、前述の装置は、入口部と出口部と主要部を有 する風洞、入口部から出口部まで風洞の中に空気流を発生するために前述の出口 部内に又は前述の出口部に連結したファン話置、主要部に実質的に空気流の全幅 にわたって粉体を導入して粉体が重力の影響を受けて自由落下するように主要部 の頂部に設けた入口装置。
主要部の底部にそって軸方向に間隔をおいて配置した複数個のそれぞれ主要部を 横切るように延びる補数器から成り、主要部は実質的に断面が長方形であり且つ 入口部から補数器の先まで共線的且つ実質的に断面の輻および高さが均一であり 。
入口部は開放され且つフレアー形状であり風洞の内部に向かう空気流の方向に収 束し、入口部の内側端部および出口部の内側端部は主要部の断面に対応する断面 であって主要部を通る空気流は主要部の断面全体にわたって実質的に一定速度で あり且つその性質は実質的にFi流であることを特徴とするもの。
2、(補正)請求の範囲第1項に記載の装置で、集塵装置を出口と関連して設け るもの。
3、請求の範囲第2項に記載の装置で、集塵装置が出口とファン装置のあいだに 設けたサイクロンから成るもの。
4、(補正)請求の範囲第2項に記載の装置で、集塵装置がファン装置の上流に 設けたフィルターから成るもの。
5、請求の範囲第3項に述べる装置で、集塵装置がサイクロンとファン装置の間 のフィルターを含むもの。
6、(補正)請求の範囲第1項から第5項のいずれか1つに記載の装置で、入口 部には、入口部を通る空気流の大きさと均一性を調節するように可動な複数個の ダンパ翼を人口部を横切って設置するもの。
7、(補正)請求の範囲第1項から第6項のいずれか1つに記載の装置で、入口 装置が入口部に隣接して設置され、さらに主要部を横切って延び且つ主要部内に 開口する排出オリフィスを備えるもの。
8、請求の範囲第7項に記載の装置で、排出オリフィスの上方にコンベヤーを設 置して排出オリフィスの長さに沿って粉体を搬送するもの。
9、請求の範囲第7項に記載の装置で、排出オリフィスの幅を変える装置を備え たもの。
10、請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で、コンベヤーはケーシング 内に送りねじを有するスクリューコンベヤーから成り、ケーシングは排出オリフ ィスを定めるスロットを備えるもの。
11、請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で、コンベヤーは、一部分が ケーシング内を通る鎖、ケーブル、ローブ等のエンドレスの長い部材から成り、 エンドレスの長い部材は粉体をケーシングに通すように構成され、かつケーシン グは排出オリフィスを定めるスロットを有するもの。
12、請求の範囲第11項に記載の装置で、エンドレスの長い部材上に部材を設 けてケーシングを通る粉体の動きを促進するもの。
13、請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で、コンベヤ−は、双方のあ いだにトラフを定めて粉体を受け搬送する一対の対向するベルトコンベヤーラン から成り、ベルトコンベヤーランはトラフの底部に排出開口部を定めるように間 隔を置いたもの。
14、(補正)請求の範囲第1項から第13項のいずれか1つに記載の装置で、 補数器が仕切り部材によって区分され、仕切り部材は主要部を横切って延び且つ 粉体流に使用可能な各補数器の区域を変えるように旋回可能であるもの。
15、(補正)請求の範囲第1項から第14項のいずれか1つに記載の装置で、 補数器が主要部に対して軸方向に可動なもの。
16、(新)比重にしたがって粉体温合物を選別する装置で、実質的に添付図面 を参照して本明細書に記述したもの。
国際調査報告 IPIIII+IむII+1響^−畦tII−P−・PCTIAυ871Oo2 22G3 2009627 DE 2852313 FR2411041JP5 4079872

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.実質的に同じ粒度の粒子を有する粉体混合物を選別する装置で,前述の装置 は,入口と出口を有する風洞から成り,前述の出口には,入口から出口まで風洞 の中に空気流を発生するファン装置を備え,風洞の頂部には,風洞内に前述の粉 体を導入して粉体が重力の影響を受けて自由落下し空気流を横切るようにする入 口装置を備え,複数個の間隔をおいて配置した捕収器を風洞の底部にそって軸方 向に設置し,各捕収器は風洞を横切るように並ぶもの。
  2. 2.請求の範囲第1項に記載の装置で、集塵装置を出口に設けるもの。
  3. 3.請求の範囲第2項に記載の装置で.集塵装置が出口とファン装置のあいだに 設けたサイクロンから成るもの。
  4. 4.請求の範囲第2項に記載の装置で,集塵装置が出口とファン装置のあいだに 設けたフィルターから成るもの。
  5. 5.請求の範囲第3項に記載の装置で、集塵装置がサイクロンとファン装置の間 のフィルターを含むもの。
  6. 6.請求の範囲第1項から第5項のいずれか1つに記載の装置で,入口には,入 口を通る空気流の大きさと均一性を調節するように可動な複数個のダンパ翼を入 口を横切って設置するもの。
  7. 7.請求の範囲第1項から第6項のいずれか1つに記載の装置で,入口装置が入 口に隣接して設置され,さらに風胴を横切って延び且つ風胴内に開口する排出オ リフィスを備えるもの。
  8. 8.請求の範囲第7項に記載の装置で,排出オリフィスの上方にコンベヤーを設 置して排出オリフィスの長さに沿って粉体を搬送するもの。
  9. 9.請求の範囲第7項に記載の装置で、排出オリフィスの幅を変える装置を備え たもの。
  10. 10.請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で,コンベヤーはケーシング 内に送りねじを有するスクリューコンベヤーから成り,ケーシングは排出オリフ ィスを定めるスロットを備えるもの。
  11. 11.請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で,コンベヤーは,一部分が ケーシング内を通る鎖,ケーブル,ロープ等のエンドレスの長い部材から成り, エンドレスの長い部材は粉体をケーシングに通すように構成され,かつケーシン グは排出オリフィスを定めるスロットを有するもの。
  12. 12.請求の範囲第11項に記載の装置で,エンドレスの長い部材上に部材を設 けてケーシングを通る粉体の動きを促進するもの。
  13. 13.請求の範囲第8項または第9項に記載の装置で,コンベヤーは,双方のあ いだにトラフを定めて粉体を受けて搬送する一対の対向するベルトコンベヤーラ ンから成り,ベルトコンベヤーランはトラフの底部に排出開口部を定めるように 間隔を置いたもの。
  14. 14.請求の範囲第1項から第13項のいずれか1つに記載の装置で,補収器が 仕切り部材によって区分され,仕切り部材は風洞を横切って延び且つ粉体流に使 用可能な各補収器の区域を変えるように旋回可能であるもの。
  15. 15.請求の範囲第1項から第14項のいずれか1つに記載の装置で,補収器が 風洞に対して軸方向に可動なもの。
  16. 16.実質的に同じ粒度の粒子を有する粉体混合物を選別する装置で,実質的に 添付図面を参照して本明細書に記述したもの。
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