秦廣超，崔嘯宇，遲 源，張新江，鄧小林

（合肥水泥研究設(shè)計院，安徽 合肥 230051）

世界重質(zhì)碳酸鈣(簡稱重鈣)的生產(chǎn)能力在過去10年以年均增長率5%～8%的速度增長，中國重鈣年均增長率約10%[1]。中國重鈣生產(chǎn)能力增長雖快，但廠家多、單機生產(chǎn)能力??；產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)品精加工程度較低，難以滿足中高端市場需求。其關(guān)鍵原因是加工裝備與技術(shù)水平相對落后，深加工設(shè)備與技術(shù)有待進一步提升[2-3]。

1 非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃

我國非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的基本原則包括：

(1)堅持保護性開發(fā)。嚴格執(zhí)行國家產(chǎn)業(yè)政策和資源保護政策，合理開發(fā)利用非金屬礦資源，提高資源利用效率。

(2)堅持突出重點。著重抓好經(jīng)濟社會發(fā)展急需、市場潛力大的重點礦種，扶持產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，帶動非金屬礦工業(yè)全面優(yōu)化升級。

(3)堅持扶優(yōu)扶強。引導(dǎo)優(yōu)質(zhì)要素向?qū)I(yè)化、規(guī)?；膬?yōu)勢企業(yè)和產(chǎn)業(yè)基地集聚，促進集聚發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)集中度。

(4)堅持綜合利用。注重低品位、共伴生資源綜合利用，加強尾礦等資源梯級利用，積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。

“十二五”期間，碳酸鈣產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的一項主要工作就是加大發(fā)展重質(zhì)碳酸鈣的力度，替代一部分輕質(zhì)碳酸鈣的落后產(chǎn)能。這樣調(diào)整的優(yōu)勢在于：①促進重質(zhì)碳酸鈣企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級——培養(yǎng)具有產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)品精細化的新興重鈣企業(yè)；②重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)能耗和排放大大減少，將大幅提高國內(nèi)碳酸鈣企業(yè)的節(jié)能減排水平，提升企業(yè)效益和競爭力；③有助于優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源的合理有效利用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。

我國非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃和加大重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)品精細化發(fā)展力度的指導(dǎo)思想，將有利于解決我國重鈣資源開發(fā)利用過程中存在的問題、有利于提升我國重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；爱a(chǎn)品精細化發(fā)展程度。

2 重鈣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1 重鈣資源現(xiàn)狀與利用

重鈣的主要礦物成分是方解石。我國是世界上優(yōu)質(zhì)方解石(大理石)的主要出產(chǎn)國之一，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)方解石資源主要分布在四川、廣西、安徽、廣東、湖南、湖北、江西、浙江、河南、遼寧、吉林、新疆、陜西和青海等地區(qū)。

目前國內(nèi)重鈣資源地普遍存在如下問題：①資源濫采行為嚴重，“小、散、亂”等問題；②資源粗放加工，深加工程度低，浪費嚴重；③優(yōu)質(zhì)原礦資源和低端產(chǎn)品或制品外運現(xiàn)象嚴重等。

因此，建議重鈣企業(yè)抓住非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃及碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)整的契機，結(jié)合產(chǎn)品的市場需求及原礦品位差異，合理利用原料，開發(fā)出滿足下游行業(yè)應(yīng)用特征的功能性重鈣粉體，此舉既能解決礦山開采造成的廢料處理與污染問題，又實現(xiàn)了資源及產(chǎn)品附加值的提升，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.2 重鈣生產(chǎn)現(xiàn)狀

重鈣粉體產(chǎn)品的生產(chǎn)方法分為干法和濕法兩種。干法加工的優(yōu)勢在于有利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；耙欢ǔ潭鹊漠a(chǎn)品精細化；濕法加工的優(yōu)勢在于有利于實現(xiàn)較高程度的產(chǎn)品精細化、功能化[4]。

從實踐來看，2500目以下的產(chǎn)品，一般以干法生產(chǎn)為宜；2500～6500目的產(chǎn)品，通常以濕法生產(chǎn)為宜。目前，世界上規(guī)模化企業(yè)干法加工多采用立式磨機或球磨機等加工裝備與技術(shù)，而立式磨干法制粉的規(guī)?；?、精細化效益更明顯；而更進一步的產(chǎn)品精細化多采用濕法(或干法)研磨裝備，結(jié)合改性裝備及技術(shù)實現(xiàn)重鈣產(chǎn)品的深加工。

2.2.1 加工裝備與技術(shù)現(xiàn)狀

干法工藝設(shè)備主要有雷蒙磨、高速機械沖擊式粉碎機、氣流磨、球磨機、振動磨、環(huán)輥磨機和立式磨等等，其中雷蒙磨主要加工200～500目的粉體產(chǎn)品，配置二次分級機可加工出1250目的產(chǎn)品，但是單機規(guī)模??；高速機械沖擊式磨機、氣流磨、振動磨主要用于加工800～1500目的產(chǎn)品，但是存在能耗高、生產(chǎn)能力小的問題，該類設(shè)備需結(jié)合產(chǎn)品市場需求做進一步改進，或針對市場需求生產(chǎn)具有一定功能的，符合下游應(yīng)用行業(yè)小批量需求的特征粉體[5]。

客觀地說，雷蒙磨、氣流磨、振動磨等國產(chǎn)粉磨設(shè)備，在一定程度上、一定時期內(nèi)滿足了國內(nèi)重鈣產(chǎn)品加工的需求，實現(xiàn)了一定的經(jīng)濟效益。但是，隨著產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，以上設(shè)備需進行技術(shù)革新來適應(yīng)現(xiàn)代重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；爱a(chǎn)品精細化發(fā)展的市場需求。近年來，球磨機、環(huán)輥磨等設(shè)備也在一定程度上促進了我國重鈣等非金屬礦粉體行業(yè)的技術(shù)進步與發(fā)展，實現(xiàn)了一定程度上的產(chǎn)業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)品精細化發(fā)展，而立式磨技術(shù)是近年來重鈣加工發(fā)展的一個新技術(shù)，從實踐來看，在達到產(chǎn)業(yè)規(guī)?；那疤嵯拢哂懈咝Ч?jié)能的效果和適合重鈣產(chǎn)品精細化發(fā)展的優(yōu)勢。

國家在“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確要求：加快技術(shù)進步。研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)揮骨干企業(yè)、科研院所的科技創(chuàng)新作用。在非金屬礦資源地及產(chǎn)業(yè)集聚地建立專業(yè)化研發(fā)中心，著力突破非金屬礦物制品關(guān)鍵制備及應(yīng)用技術(shù)，開發(fā)適應(yīng)下游產(chǎn)業(yè)需要的精細化產(chǎn)品；開發(fā)專用裝備，即開發(fā)大型、高效、節(jié)能且保護非金屬礦物結(jié)構(gòu)，滿足非金屬礦開采和加工特殊要求的專業(yè)化設(shè)備和成套裝備。

2.2.2 產(chǎn)業(yè)規(guī)模與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計，2011年中國重鈣總產(chǎn)能約為1900萬t，世界重鈣總產(chǎn)能約為9300萬t，中國占世界重鈣總產(chǎn)能的20.43%。年均增長速度達到10%以上，而世界重鈣年均增長速度維持在5%左右。近年來，中國重鈣的產(chǎn)能增加的主要原因是：①作為填料和涂布材料的用量大幅增加，特別是造紙技術(shù)由酸性向中、堿性技術(shù)的發(fā)展；②塑料、橡膠、油漆、涂料、建材等工業(yè)部門的快速發(fā)展也帶動重鈣產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。

下游行業(yè)的規(guī)模化需求帶動了重鈣企業(yè)規(guī)?；潭鹊奶嵘?，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仍然不夠理想，具體為：200～325目占50%，325～1250目占35%，1250目以上的約占15%，其中經(jīng)過表面處理的只占到12%左右。由此可見，精細化、功能化產(chǎn)品嚴重短缺，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不完善問題較為突出[6]。

目前中國碳酸鈣加工企業(yè)近千家，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，其年生產(chǎn)能力均超過10萬t；從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)角度來說，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對完善，同時可以生產(chǎn)一定程度的功能化、精細化產(chǎn)品。該類型企業(yè)數(shù)量只占總企業(yè)數(shù)的5%左右，而其產(chǎn)業(yè)規(guī)模占國內(nèi)重鈣企業(yè)的30%。再者，國內(nèi)企業(yè)缺乏產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作發(fā)展之愿景，企業(yè)的規(guī)?；?yīng)無法體現(xiàn)。

“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確要求：推進結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快產(chǎn)品升級換代，推進非金屬礦物精深加工，開發(fā)專用化、功能化品種；提高產(chǎn)業(yè)集中度，鼓勵優(yōu)勢骨干大型企業(yè)集團通過聯(lián)合重組等形式，整合上下游產(chǎn)業(yè)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，盡快做強做大。嚴格行業(yè)準入，淘汰資源消耗高、環(huán)境污染重、不符合安全生產(chǎn)要求的企業(yè)，促進產(chǎn)業(yè)集聚升級。

2.3 重鈣市場應(yīng)用與需求

重質(zhì)碳酸鈣作為節(jié)能減排、綠色環(huán)保的礦物材料，由于其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，以及價格低、原料廣、無毒性等特點而廣泛地用于造紙、塑料、橡膠、油漆涂料、膠粘劑和密封劑以及建材等行業(yè)，特別是時下大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟，碳酸鈣的應(yīng)用領(lǐng)域和消費量必將更加寬廣和快速增長。

從市場應(yīng)用來看，國內(nèi)外下游企業(yè)對高端重鈣產(chǎn)品的需求日益增長，重鈣產(chǎn)品精細化、功能化發(fā)展問題顯得迫切和必然，與發(fā)達國家相比，我國重鈣應(yīng)用目前還主要是初級產(chǎn)品，而重鈣應(yīng)用的真正價值是它的深加工產(chǎn)品，即超細、高純、表面改性產(chǎn)品。當(dāng)前國際上高端超細重鈣的生產(chǎn)及應(yīng)用主要集中在美國、西歐和日本等，而我國重鈣普通產(chǎn)品剩余，專用產(chǎn)品少，滿足不了世界市場及國內(nèi)高端市場需求，造成大量高價進口超細重鈣產(chǎn)品的局面。

由于世界經(jīng)濟的逐漸好轉(zhuǎn)，造紙、塑料等碳酸鈣主要消費行業(yè)開始復(fù)蘇。在過去的20年里，造紙業(yè)使用重鈣已從1981年占總產(chǎn)量的9%增加到2005年的50%，以年增長率8%左右的速度增長。特別在亞洲，新的造紙廠多采用高亮度的無木紙漿造紙，需要重鈣做高亮度的涂布料。重鈣用于造紙涂布，可使紙張亮度好、涂布均勻、摩擦度低等。

綜上所述，預(yù)計世界碳酸鈣市場的需求將繼續(xù)增長，對來自中國生產(chǎn)的低附加值碳酸鈣的需求仍然看好，對高檔產(chǎn)品的需求殷切，國際市場價格將保持在目前的價位上略有上揚。

在“十二五”期間，中國碳酸鈣生產(chǎn)廠家應(yīng)該自律，不再低價競銷低附加值的低檔產(chǎn)品，研發(fā)高附加值產(chǎn)品以替代進口，綜合考慮通貨膨脹因素、勞動力和運輸成本的增加，中國重質(zhì)碳酸鈣的市場價格將會進一步上揚，縮短與世界市場碳酸鈣價格水平的差距。

2.4 重鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展設(shè)想

根據(jù)重鈣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析可見，目前我國重鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決以下問題：①單套裝置生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小、企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)規(guī)模化程度低；②加工裝備技術(shù)及工藝與國際一流水平存在一定的差距，尤其是粉碎和分級設(shè)備，大型、高效、節(jié)能型裝備與技術(shù)應(yīng)用較少；③產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，高端精細化、功能化產(chǎn)品嚴重缺乏，應(yīng)用開發(fā)也相對滯后；④高能耗、高污染等問題突出[7]。

在非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確提出了碳酸鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向：①重點提高行業(yè)集約化程度，提高裝備水平，降低單位產(chǎn)品能耗；②支持安徽池州、浙江長興、四川寶興等資源條件好的地區(qū)建設(shè)碳酸鈣加工基地，發(fā)展系列化超細、改性碳酸鈣功能填料。

深入分析我國重鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)存的問題，結(jié)合非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃及有關(guān)專家的意見，對重鈣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出以下設(shè)想。

(1)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，做到“六要”。

一要合理布局。圍繞下游使用行業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度較高的地區(qū)布點建廠，同時企業(yè)分布不能過于集中，銷售半徑最好控制在500km以內(nèi)，盡可能減少運輸費用。

二要上規(guī)模。對下游用戶來說，大型企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、供貨能力、售后服務(wù)均有保障，企業(yè)大型化是重鈣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。重鈣產(chǎn)業(yè)的整合目的是全面提升企業(yè)及產(chǎn)業(yè)競爭力。

三要靠近資源地。新建項目選址最好靠近資源豐富且易開采的地區(qū)，以及勞動力成本較低、環(huán)境容量較大的地區(qū)，以便最大限度地降低成本，增強企業(yè)競爭力。

四要采用先進工藝技術(shù)。企業(yè)在選擇工藝技術(shù)時，一定要多調(diào)查比較，選擇那些技術(shù)先進且實用，能耗低、環(huán)境友好的工藝技術(shù)與設(shè)備，來保障企業(yè)的長期效益和競爭力。

五要嚴格項目審批。各地在批建碳酸鈣項目時，一定要從嚴審批，切忌四處布點、搞重復(fù)建設(shè)。

六要多生產(chǎn)適銷對路的產(chǎn)品。碳酸鈣粉體的最大優(yōu)勢，是其良好的填充性和低廉的價格。除特殊產(chǎn)業(yè)外，微粒碳酸鈣、微粉碳酸鈣和微細碳酸鈣的細度已經(jīng)完全可以滿足塑料加工、橡膠、電線電纜、涂料、煤化工、飼料添加劑等領(lǐng)域的要求，無需加工成納米級碳酸鈣。

(2)在產(chǎn)品及其加工技術(shù)發(fā)展方面，做到“一提升、二開發(fā)”。

重鈣現(xiàn)有加工裝備與技術(shù)水平的提升。針對2500目以下重鈣現(xiàn)有加工技術(shù)中較普遍存在的產(chǎn)品粒度分布寬泛、團聚現(xiàn)象嚴重、生產(chǎn)過程能耗較高等共性問題開展研究，找出相應(yīng)的解決辦法。

重鈣深加工技術(shù)研究開發(fā)。開展超細重鈣、高純重鈣、活性重鈣等的工程技術(shù)研究開發(fā)，并以重鈣深加工產(chǎn)品的系列化、精細化、專門化等為目標，開展與之相匹配的深加工技術(shù)的研究開發(fā)等。

重鈣深加工產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)研究開發(fā)。在開展重鈣產(chǎn)品在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域研究開發(fā)的同時，開展優(yōu)質(zhì)重鈣在玩具塑料、電器塑料、牙膏、食用包裝紙等方面的應(yīng)用研究開發(fā)，進一步開展重鈣在高級建材、裝飾品、醫(yī)用材料、生物傳導(dǎo)、光電材料等新領(lǐng)域中的應(yīng)用開發(fā)，并探索其作為吸附劑、抑制劑等在環(huán)境保護領(lǐng)域中的應(yīng)用研究開發(fā)等。

3 大型節(jié)能裝備與先進工藝示范工程

3.1 示范性工程要求與產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國非金屬礦工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，關(guān)于示范性工程有如下簡述。

(1)關(guān)鍵技術(shù)裝備開發(fā)工程。

工程目標：掌握核心制備技術(shù)，開發(fā)節(jié)能型專業(yè)裝備，建設(shè)產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)線。主要內(nèi)容：以研發(fā)能力強的企業(yè)、科研院所為主導(dǎo)，以示范項目為支撐，選擇優(yōu)勢非金屬礦種，開發(fā)深加工關(guān)鍵技術(shù)及裝備，在重點企業(yè)或?qū)I(yè)基地建設(shè)精細化、高水平非金屬礦及加工制品產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)線。

(2)高端產(chǎn)品發(fā)展工程。

工程目標：以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需求為牽引，加快發(fā)展高性能非金屬礦制品，培育新的增長點。主要內(nèi)容：以大企業(yè)為主導(dǎo)，采用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等形式，鼓勵下游產(chǎn)業(yè)向非金屬礦物領(lǐng)域延伸整合。

(3)綠色安全示范基地工程。

工程目標：推進尾礦綜合利用和綠色產(chǎn)品開發(fā)，構(gòu)建和諧示范區(qū)。主要內(nèi)容：選擇典型礦區(qū)或生產(chǎn)基地，推廣使用先進技術(shù)，優(yōu)化礦山開采，開展廢棄物資源化應(yīng)用開發(fā)。加強尾礦治理，加大選礦尾礦的綜合利用與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，開發(fā)生態(tài)環(huán)保節(jié)能新產(chǎn)品，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，著力節(jié)能減排，推動以資源節(jié)約型、環(huán)境友好型為特征的綠色安全示范基地建設(shè)。

近年來，國內(nèi)科研院所及相關(guān)企業(yè)在探索非金屬礦產(chǎn)業(yè)規(guī)模化和產(chǎn)品精細化發(fā)展之路時，目光開始轉(zhuǎn)向高效、節(jié)能型的裝備與技術(shù)，例如立式磨或球磨機裝備及其配套技術(shù)。實踐也逐漸證明，該類裝備與技術(shù)可以作為實現(xiàn)重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)品精細化發(fā)展的有效途徑。

3.2 立式磨工藝

立式磨或立式磨+二次分級、三次分級工藝作為非金屬礦粉體干法超細加工技術(shù)的主要進展之一，符合國家節(jié)能減排工作的要求。

立式磨和球磨是兩種不同的技術(shù)路線。首先，立式磨是采用碾壓、剪切原理，達到粒度要求的顆粒能及時隨氣流帶走，從而避免了過研磨情況，達到節(jié)能目的。其次，立式磨集細碎、粉磨、烘干(如果需要)、分級、輸送功能于一身，工作效率較高，節(jié)能效果顯著。再者，根據(jù)立式磨的粉碎原理，可以滿足生產(chǎn)微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)破壞性小、污染小的產(chǎn)品生產(chǎn)。立式磨的最大特點是電耗方面優(yōu)于球磨，較球磨機工藝，可節(jié)電25%左右，同時其加工產(chǎn)品流動性好、粒度分布更合理。

國內(nèi)超細立式磨目前的技術(shù)現(xiàn)狀是可以大規(guī)模一次性生產(chǎn)325～1000目產(chǎn)品，但技術(shù)仍需改進。從節(jié)能、規(guī)?；耙欢ǔ潭鹊木毣a(chǎn)重鈣微粉的角度看，立式磨+二次分級工藝較為適宜于600～2500目超細重鈣粉體的規(guī)?；a(chǎn)，其最明顯的優(yōu)勢在于節(jié)能。但是該工藝仍然存在二次分級下品如何處理及2500目以上功能化、超微細化產(chǎn)品如何實現(xiàn)的問題。因此在實踐過程中，提出以下立式磨+二次分級與濕法磨組合工藝，流程如下圖所示。

為了適應(yīng)現(xiàn)代市場對精細化產(chǎn)品的需求，首先利用立式磨生產(chǎn)的325～800目的產(chǎn)品，適應(yīng)市場對普通重鈣粉的需求，這樣充分發(fā)揮了立式磨的規(guī)?；凸?jié)能優(yōu)勢；其次采用超細分級設(shè)備對部分325～800目產(chǎn)品進行二次或三次分級，生產(chǎn)1000～2500目的中高檔精細粉，適應(yīng)市場中高端需求，這樣充分發(fā)揮了分級設(shè)備的精細分級和節(jié)能優(yōu)勢。對于分級下品則采用濕法磨等設(shè)備進行精細研磨，生產(chǎn)2500～6500目的超微精細粉體，滿足高端需求。這樣即實現(xiàn)了重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；爱a(chǎn)品精細化，又完善了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

立式磨+二次分級+濕法磨的重鈣加工工藝作為近年來干法超細粉碎與精細加工技術(shù)的主要進展之一，是實現(xiàn)重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)品精細化的有效途徑之一。

借助“十二五”期間政策大力推進碳酸鈣產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的契機，大力發(fā)展節(jié)能、環(huán)保型重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)，替代部分落后產(chǎn)能將具有重要意義。憑借優(yōu)良的原礦資源和大型節(jié)能裝備與先進工藝技術(shù)，走重鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)模化與產(chǎn)品精細化發(fā)展之路才是長久之計。

[1]秦廣超,崔嘯宇,葉衛(wèi)東,等.重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)規(guī)模化與產(chǎn)品精細化發(fā)展探討[J].中國粉體技術(shù),2011(S1):140-144.

[2]王懷宇.世界碳酸鈣生產(chǎn)消費與國際貿(mào)易[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2011(1):56-59.

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