JPH0596265A - クロム含有耐火物廃材の処理方法 - Google Patents
クロム含有耐火物廃材の処理方法Info
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- JPH0596265A JPH0596265A JP3282298A JP28229891A JPH0596265A JP H0596265 A JPH0596265 A JP H0596265A JP 3282298 A JP3282298 A JP 3282298A JP 28229891 A JP28229891 A JP 28229891A JP H0596265 A JPH0596265 A JP H0596265A
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- Japan
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- chromium
- refractory
- waste material
- weight
- raw material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】クロム含有耐火物廃材の廃棄処理に相当なコス
トがかかっているのを、大幅に低減すると同時に、全く
廃棄処理を不要とする処理方法を提供する。 【構成】クロム含有耐火物廃材に、クロム鉱と、７０重
量％以上のアルミナ成分を含むアルミナ質原料と、コー
クスとを混合し、黒鉛電極を用いる電気炉中で溶融処理
し、フェロクロムを回収するとともに、残渣を大部分が
スピネル結晶からなる固化体に転化して耐火物原料に使
用する。
トがかかっているのを、大幅に低減すると同時に、全く
廃棄処理を不要とする処理方法を提供する。 【構成】クロム含有耐火物廃材に、クロム鉱と、７０重
量％以上のアルミナ成分を含むアルミナ質原料と、コー
クスとを混合し、黒鉛電極を用いる電気炉中で溶融処理
し、フェロクロムを回収するとともに、残渣を大部分が
スピネル結晶からなる固化体に転化して耐火物原料に使
用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鋼プロセスやセメン
ト製造プロセスなどにおいて使用されるクロム含有耐火
物廃材の処理方法に関する。
ト製造プロセスなどにおいて使用されるクロム含有耐火
物廃材の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】クロム鉱を骨材として使用する、あるい
はさらに酸化クロムを添加しているクロム含有耐火物
は、特にはマグネシアクロム質耐火物は、スラグ、溶融
金属、溶融セメントクリンカー等に対して優れた耐食性
を有することから、製鋼プロセスや非鉄金属の冶金およ
びセメント製造プロセスのキーとなるプロセスにおいて
欠くことができない耐火物としてかなりの量が使用され
ている。
はさらに酸化クロムを添加しているクロム含有耐火物
は、特にはマグネシアクロム質耐火物は、スラグ、溶融
金属、溶融セメントクリンカー等に対して優れた耐食性
を有することから、製鋼プロセスや非鉄金属の冶金およ
びセメント製造プロセスのキーとなるプロセスにおいて
欠くことができない耐火物としてかなりの量が使用され
ている。
【０００３】しかしながら、使用済みのクロム含有耐火
物廃材中には、数ppm と少量ではあるがクロム成分の一
部が６価のクロムとして含有されており、廃棄すると水
に溶け出す虞があることから、公害を防止する必要上廃
棄処理には厳しい制約が課せられている。
物廃材中には、数ppm と少量ではあるがクロム成分の一
部が６価のクロムとして含有されており、廃棄すると水
に溶け出す虞があることから、公害を防止する必要上廃
棄処理には厳しい制約が課せられている。
【０００４】このため、クロム含有耐火物廃材は粉砕し
て耐火物の原料としてできるだけ再使用するが、再使用
できないような不純物成分が混入したクロム含有耐火物
廃材は、製鋼用の原料として使用されるフェロクロムを
製造するプロセスと類似の電気溶融プロセスを適用し
て、クロム成分の大部分をフェロクロムとして回収する
とともに、残渣中の６価のクロム成分を還元し、水に溶
けない形態に変えた上で廃棄処理することが行われてい
る。
て耐火物の原料としてできるだけ再使用するが、再使用
できないような不純物成分が混入したクロム含有耐火物
廃材は、製鋼用の原料として使用されるフェロクロムを
製造するプロセスと類似の電気溶融プロセスを適用し
て、クロム成分の大部分をフェロクロムとして回収する
とともに、残渣中の６価のクロム成分を還元し、水に溶
けない形態に変えた上で廃棄処理することが行われてい
る。
【０００５】しかしながら、この処理プロセスでは、回
収されて得られるフェロクロムの付加価値は、電気溶融
プロセスに要する費用を賄うのに必ずしも十分でなく、
さらに残渣の廃棄処理にも費用が必要であることから、
処理されない状態のクロム含有耐火物廃材が相当多量に
保管されているのが現状である。
収されて得られるフェロクロムの付加価値は、電気溶融
プロセスに要する費用を賄うのに必ずしも十分でなく、
さらに残渣の廃棄処理にも費用が必要であることから、
処理されない状態のクロム含有耐火物廃材が相当多量に
保管されているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のクロ
ム含有耐火物廃材の処理費用をさらに軽減することを目
的とするものであり、具体的には処理後の残渣を耐火物
の骨材原料として使用できるものに転化することによっ
て、残渣の廃棄処理を不要にするクロム含有耐火物廃材
の処理方法を提供しようとするものである。
ム含有耐火物廃材の処理費用をさらに軽減することを目
的とするものであり、具体的には処理後の残渣を耐火物
の骨材原料として使用できるものに転化することによっ
て、残渣の廃棄処理を不要にするクロム含有耐火物廃材
の処理方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、本発明のクロム含有耐火
物廃材の処理方法は、クロム含有耐火物廃材に、クロム
鉱と、70重量％以上のアルミナ成分を含むアルミナ質原
料と、コークスとを混合し、黒鉛電極を用いる電気炉中
で溶融処理し、フェロクロムを回収するとともに、残渣
を大部分がスピネル結晶（AB2O4 においてA はFe、Mgな
ど、B はCr、Alなどからなる結晶）からなる固化体に転
化することを特徴とする。
決すべくなされたものであり、本発明のクロム含有耐火
物廃材の処理方法は、クロム含有耐火物廃材に、クロム
鉱と、70重量％以上のアルミナ成分を含むアルミナ質原
料と、コークスとを混合し、黒鉛電極を用いる電気炉中
で溶融処理し、フェロクロムを回収するとともに、残渣
を大部分がスピネル結晶（AB2O4 においてA はFe、Mgな
ど、B はCr、Alなどからなる結晶）からなる固化体に転
化することを特徴とする。
【０００８】本発明のクロム含有耐火物廃材の処理方法
の好ましい態様では、アルミナ質原料中のシリカの含有
量が９重量％以下である。本発明のクロム含有耐火物廃
材の処理方法の他の好ましい態様では、クロム含有耐火
物廃材が５重量％以上のクロム成分を含むものである。
本発明のクロム含有耐火物廃材の処理方法の他の好まし
い態様では、前記固化体を破砕して耐火物の原料として
使用する。
の好ましい態様では、アルミナ質原料中のシリカの含有
量が９重量％以下である。本発明のクロム含有耐火物廃
材の処理方法の他の好ましい態様では、クロム含有耐火
物廃材が５重量％以上のクロム成分を含むものである。
本発明のクロム含有耐火物廃材の処理方法の他の好まし
い態様では、前記固化体を破砕して耐火物の原料として
使用する。
【０００９】本発明のクロム含有耐火物廃材の処理方法
は、主としてマグネシアクロム質耐火物の廃材を処理し
てクロム成分をフェロクロムとして回収するとともに、
残渣を耐火物の骨材原料として使用できるように、耐火
度の高い骨材とするため、残渣の大部分をスピネル結晶
に転化させる。
は、主としてマグネシアクロム質耐火物の廃材を処理し
てクロム成分をフェロクロムとして回収するとともに、
残渣を耐火物の骨材原料として使用できるように、耐火
度の高い骨材とするため、残渣の大部分をスピネル結晶
に転化させる。
【００１０】この場合、回収できるフェロクロムの量を
増やすためにクロム鉱を加え、残渣をスピネル結晶とす
るのに不足しているアルミナ成分をアルミナ質原料で補
給した上で電気溶融処理を行う。
増やすためにクロム鉱を加え、残渣をスピネル結晶とす
るのに不足しているアルミナ成分をアルミナ質原料で補
給した上で電気溶融処理を行う。
【００１１】コークスは還元剤であり、これらの混合物
を黒鉛電極を備えた電気炉中に投入して通電加熱し溶融
すると、コークスは酸化クロムを還元して金属クロムを
生成せしめる他、酸化鉄を還元して金属鉄にし、シリカ
を還元して金属シリコンを生成する。これらの還元生成
物は混合した溶融状態で電気炉の底に溜まるので、適宜
抜き取って固化させ、フェロクロムを得る。
を黒鉛電極を備えた電気炉中に投入して通電加熱し溶融
すると、コークスは酸化クロムを還元して金属クロムを
生成せしめる他、酸化鉄を還元して金属鉄にし、シリカ
を還元して金属シリコンを生成する。これらの還元生成
物は混合した溶融状態で電気炉の底に溜まるので、適宜
抜き取って固化させ、フェロクロムを得る。
【００１２】アルミナ質原料としては、残渣を低融点に
しないようにシリカ成分などの不純物が少なくてアルミ
ナ成分の多いもので、かつ安価なものを使用するのが好
ましい。具体的な例としては、ボーキサイトや礬土頁
岩、あるいはバイヤーアルミナなどを使用する。
しないようにシリカ成分などの不純物が少なくてアルミ
ナ成分の多いもので、かつ安価なものを使用するのが好
ましい。具体的な例としては、ボーキサイトや礬土頁
岩、あるいはバイヤーアルミナなどを使用する。
【００１３】天然原料中には多くの場合シリカ成分が含
まれており、シリカ成分が残渣中に多く残ると残渣の耐
火度が下がるので、好ましくはシリカ成分が９重量％以
下のアルミナ質原料を使用する。混合物中のシリカ成分
は、還元されてフェロクロム中に吸収される他、高温で
はSiO 蒸気となって揮散して減少するが、そのためには
相当量のエネルギーが消費されるので、始めからできる
だけ少なくなるようにアルミナ質原料を選ぶのが好まし
い。
まれており、シリカ成分が残渣中に多く残ると残渣の耐
火度が下がるので、好ましくはシリカ成分が９重量％以
下のアルミナ質原料を使用する。混合物中のシリカ成分
は、還元されてフェロクロム中に吸収される他、高温で
はSiO 蒸気となって揮散して減少するが、そのためには
相当量のエネルギーが消費されるので、始めからできる
だけ少なくなるようにアルミナ質原料を選ぶのが好まし
い。
【００１４】クロム鉱の化学組成は産地によって変化す
る他、クロム含有耐火物廃材中のマグネシア、酸化クロ
ムその他の含有量も品種と使用箇所によって変化するの
で、アルミナ質原料の混合量はこれらの点を考慮し、ス
ピネル組成の固化体が得られるように調整する。
る他、クロム含有耐火物廃材中のマグネシア、酸化クロ
ムその他の含有量も品種と使用箇所によって変化するの
で、アルミナ質原料の混合量はこれらの点を考慮し、ス
ピネル組成の固化体が得られるように調整する。
【００１５】クロム含有耐火物廃材の処理は、あまりに
クロムの含有量の少ない耐火物廃材に適用しても有利で
はないので、好ましくは２重量％以上のクロム成分を含
む耐火物廃材に適用するのが好ましい。混合物の溶融処
理を行ってフェロクロムを抜き取り、その後電気炉中に
溜っている酸化物の溶融物は電気炉中でそのまま固化、
あるいは電気炉を傾けて取り出し、放冷して固化せしめ
る。
クロムの含有量の少ない耐火物廃材に適用しても有利で
はないので、好ましくは２重量％以上のクロム成分を含
む耐火物廃材に適用するのが好ましい。混合物の溶融処
理を行ってフェロクロムを抜き取り、その後電気炉中に
溜っている酸化物の溶融物は電気炉中でそのまま固化、
あるいは電気炉を傾けて取り出し、放冷して固化せしめ
る。
【００１６】この固化体はスピネル結晶を主成分とする
ものであって、耐火度もあるので、破砕すれば耐火物の
原料として使用することができ、残渣を耐火物として有
効に利用することによって、残渣の廃棄処理を不要とす
ることができる。
ものであって、耐火度もあるので、破砕すれば耐火物の
原料として使用することができ、残渣を耐火物として有
効に利用することによって、残渣の廃棄処理を不要とす
ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定さ
れるものではない。
するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定さ
れるものではない。
【００１８】マグネシアクロム質耐火物の廃材で、MgO
73重量％、Al2O3 7 重量％、酸化クロムをCr2O3 換算で
11重量％、SiO2を２重量％および酸化鉄をFeO 換算で 5
重量％含むもの２部に対し、クロム鉱（MgO 21重量％、
Al2O3 27重量％、酸化クロムをCr2O3 換算で33重量％、
および酸化鉄をFeO 換算で15重量％およびSiO2を６重量
％含むもの）を８部と、Al2O3 成分を85重量％とSiO2を
７重量％含む礬土頁岩１部とコークス１部とを混合し、
合計600 kgの混合物を３本の黒鉛電極を備えた最大出力
100kVAの電気炉に投入し、電気溶融処理を行って約100k
gのフェロクロムを電気炉の底から抜き取った。次に電
気炉を傾けて、残りの溶融物の約半分を耐火物で内張り
した容器に移し、そのまま放冷した。
73重量％、Al2O3 7 重量％、酸化クロムをCr2O3 換算で
11重量％、SiO2を２重量％および酸化鉄をFeO 換算で 5
重量％含むもの２部に対し、クロム鉱（MgO 21重量％、
Al2O3 27重量％、酸化クロムをCr2O3 換算で33重量％、
および酸化鉄をFeO 換算で15重量％およびSiO2を６重量
％含むもの）を８部と、Al2O3 成分を85重量％とSiO2を
７重量％含む礬土頁岩１部とコークス１部とを混合し、
合計600 kgの混合物を３本の黒鉛電極を備えた最大出力
100kVAの電気炉に投入し、電気溶融処理を行って約100k
gのフェロクロムを電気炉の底から抜き取った。次に電
気炉を傾けて、残りの溶融物の約半分を耐火物で内張り
した容器に移し、そのまま放冷した。
【００１９】容器中で固化した固化体を調べたところ、
MgO 45重量％、Al2O3 45重量％、SiO28.5 重量％、Cr2O
3 1.2 重量％およびFeO 0.3 重量％からなり、大部分が
スピネル結晶であることが分かった。
MgO 45重量％、Al2O3 45重量％、SiO28.5 重量％、Cr2O
3 1.2 重量％およびFeO 0.3 重量％からなり、大部分が
スピネル結晶であることが分かった。
【００２０】また、得られたフェロクロムの組成は、炭
素５重量％、Si３重量％、Fe32重量％、Cr60重量％であ
った。また、クロム含有耐火物廃材中の６価のクロムの
量をJIS に規定された溶出試験方法で調べたところ約５
ppm であったのに対し、固化体については検出すること
ができず、廃棄処理上問題がない0.05ppm 以下であるこ
とが確認された。
素５重量％、Si３重量％、Fe32重量％、Cr60重量％であ
った。また、クロム含有耐火物廃材中の６価のクロムの
量をJIS に規定された溶出試験方法で調べたところ約５
ppm であったのに対し、固化体については検出すること
ができず、廃棄処理上問題がない0.05ppm 以下であるこ
とが確認された。
【００２１】次に、固化体を砕いて１mm以下の骨材と
し、耐火物の原料として使用し、得られた耐火物の性質
を調べた。すなわち、表１に示した調合のスピネルを含
有する耐火物を試作してその性質を調べ、代替可能と思
われる従来の耐火物の性質と比較した結果を同じ表１に
示した。
し、耐火物の原料として使用し、得られた耐火物の性質
を調べた。すなわち、表１に示した調合のスピネルを含
有する耐火物を試作してその性質を調べ、代替可能と思
われる従来の耐火物の性質と比較した結果を同じ表１に
示した。
【００２２】結合剤には、アルミナセメントの他、少量
のピロりん酸ソーダを解膠剤として加え、それぞれの調
合について適当量の水とともに万能ミキサー中で混合
し、鋳型中に振動を加えながら流し込み、40mm×40mm×
160mm の試験片を作製した。
のピロりん酸ソーダを解膠剤として加え、それぞれの調
合について適当量の水とともに万能ミキサー中で混合
し、鋳型中に振動を加えながら流し込み、40mm×40mm×
160mm の試験片を作製した。
【００２３】得られた試験片を110 ℃で24時間乾燥後、
それぞれについて嵩比重、見掛気孔率、圧縮強度、曲げ
強度を測定して、表１に併せて示した。また、表１に併
せて示した耐食性指数は、回転式侵食試験炉によって耐
火物を試験した結果である。
それぞれについて嵩比重、見掛気孔率、圧縮強度、曲げ
強度を測定して、表１に併せて示した。また、表１に併
せて示した耐食性指数は、回転式侵食試験炉によって耐
火物を試験した結果である。
【００２４】すなわち、前記試験片を６個合わせてスタ
ンプ材を間に充填し、円筒状に組んで縁付きのルツボを
構成し、ルツボを横向きに配置した中に、CaO 54.8重量
％、Al2O3 28.5重量％、SiO28.6 重量％、MgO 7.1 重量
％およびFeO 1.0 重量％の組成からなる塩基性スラグ0.
6kg と同重量のSS41鋼片を合わせて入れ、ガスバーナで
加熱してスラグと鋼片を溶かし、ルツボを６RPM で回転
しながら1650℃に６時間保持して耐火物を侵食せしめ
た。
ンプ材を間に充填し、円筒状に組んで縁付きのルツボを
構成し、ルツボを横向きに配置した中に、CaO 54.8重量
％、Al2O3 28.5重量％、SiO28.6 重量％、MgO 7.1 重量
％およびFeO 1.0 重量％の組成からなる塩基性スラグ0.
6kg と同重量のSS41鋼片を合わせて入れ、ガスバーナで
加熱してスラグと鋼片を溶かし、ルツボを６RPM で回転
しながら1650℃に６時間保持して耐火物を侵食せしめ
た。
【００２５】耐食性指数は、侵食された試験片の最大侵
食深さを試験片の試験前の厚さと試験後の厚さとの差か
ら求め、試験No.4の耐火物の最大侵食深さをC4とし、他
の試験耐火物の最大侵食深さをCnとして、耐食性指数＝
C4/Cn ×100 により求めたものである。
食深さを試験片の試験前の厚さと試験後の厚さとの差か
ら求め、試験No.4の耐火物の最大侵食深さをC4とし、他
の試験耐火物の最大侵食深さをCnとして、耐食性指数＝
C4/Cn ×100 により求めたものである。
【００２６】
【表１】
【００２７】以上の試験の結果から、耐火物廃材から得
られた固化体スピネルの骨材を使用し、現在使用されて
いる耐火物原料である電融スピネル（MgAl2O4 ）骨材と
置き換え、物性的にも耐食性の点でも十分使用できるレ
ベルの耐火物が得られることを確かめた。
られた固化体スピネルの骨材を使用し、現在使用されて
いる耐火物原料である電融スピネル（MgAl2O4 ）骨材と
置き換え、物性的にも耐食性の点でも十分使用できるレ
ベルの耐火物が得られることを確かめた。
【００２８】
【発明の効果】本発明のクロム含有耐火物廃材の処理方
法により、フェロクロムとして耐火物廃材中のクロムを
同時に回収し、かつ残渣を耐火物原料として使用できる
ものに転化することによって、クロム含有耐火物廃材の
処理コストを大幅に低減できると同時に、残渣の廃棄処
理を不要とすることができる。
法により、フェロクロムとして耐火物廃材中のクロムを
同時に回収し、かつ残渣を耐火物原料として使用できる
ものに転化することによって、クロム含有耐火物廃材の
処理コストを大幅に低減できると同時に、残渣の廃棄処
理を不要とすることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】クロム含有耐火物廃材に、クロム鉱と、70
重量％以上のアルミナ成分を含むアルミナ質原料と、コ
ークスとを混合し、黒鉛電極を用いる電気炉中で溶融処
理し、フェロクロムを回収するとともに、残渣を大部分
がスピネル結晶からなる固化体に転化することを特徴と
するクロム含有耐火物廃材の処理方法。 - 【請求項２】請求項１において、アルミナ質原料中のシ
リカの含有量が９重量％以下であるクロム含有耐火物廃
材の処理方法。 - 【請求項３】請求項１または２において、クロム含有耐
火物廃材が２重量％以上のクロム成分を含むものである
クロム含有耐火物廃材の処理方法。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前
記固化体を破砕して耐火物の原料とするクロム含有耐火
物廃材の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282298A JPH0596265A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | クロム含有耐火物廃材の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282298A JPH0596265A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | クロム含有耐火物廃材の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596265A true JPH0596265A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17650604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3282298A Withdrawn JPH0596265A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | クロム含有耐火物廃材の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0596265A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002263606A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-17 | Nippon Steel Corp | 使用済耐火物の処理方法 |
| KR100426720B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2004-06-18 | 주식회사 포스코 | 턴디쉬노즐보호용캐스타블 |
| WO2009072627A1 (ja) | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Agc Ceramics Co., Ltd. | 耐火物粒子の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3282298A patent/JPH0596265A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100426720B1 (ko) * | 1998-12-29 | 2004-06-18 | 주식회사 포스코 | 턴디쉬노즐보호용캐스타블 |
| JP2002263606A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-17 | Nippon Steel Corp | 使用済耐火物の処理方法 |
| JP4499940B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2010-07-14 | 新日本製鐵株式会社 | 使用済耐火物の処理方法 |
| WO2009072627A1 (ja) | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Agc Ceramics Co., Ltd. | 耐火物粒子の製造方法 |
| US8025824B2 (en) | 2007-12-06 | 2011-09-27 | Agc Ceramics Co., Ltd. | Process for producing refractory particles |
| JP5706615B2 (ja) * | 2007-12-06 | 2015-04-22 | Ａｇｃセラミックス株式会社 | 耐火物粒子の製造方法 |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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