फॉस्फेट अयस्कों की इलेक्ट्रोस्टैटिक लाभप्रदीकरण: पिछले काम और एक तात्कालिक जुदाई प्रणाली की चर्चा की समीक्षा

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Procedia इंजीनियरिंग 00 (2015) 000–000

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3फॉस्फेट उद्योग में नवाचार और प्रौद्योगिकी पर अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी

फॉस्फेट ओर्स का इलेक्ट्रोस्टैटिक बेनेफिशिएशन: पिछले काम की समीक्षा

और एक बेहतर पृथक्करण प्रणाली की चर्चा

J.D.. Bittnerए, एसए गैसियोरोव्स्कीए, F.J.Hrachए, ज. Guicherdb*

एएसटी इक्विटी और प्रौद्योगिकी LLC, Needham, मैसाचुसेट्स, संयुक्त राज्य अमेरिका

bST उपकरण & प्रौद्योगिकी LLC, Avignon, फ़्रांस

सार

शुष्क इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाओं द्वारा फॉस्फेट अयस्कों के लाभ का प्रयास 1940 के दशक के बाद से विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा किया गया है. फॉस्फेट वसूली के लिए सूखी प्रक्रियाओं के विकास के अंतर्निहित कारण कुछ शुष्क क्षेत्रों में पानी की सीमित मात्रा हैं, फ्लोटेशन रासायनिक लागत, और अपशिष्ट जल उपचार लागत. जबकि इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाएं फ्लोटेशन के लिए एक पूर्ण विकल्प प्रदान नहीं कर सकती हैं, यह कुछ धाराओं के लिए पूरक के रूप में उपयुक्त हो सकता है जैसे कि फ्लोटेशन से पहले अयस्क के जुर्माने / कीचड़ सामग्री को कम करना, खोए हुए उत्पाद की वसूली के लिए फ्लोटेशन टेलिंग का प्रसंस्करण, और पर्यावरणीय प्रभावों को कम करना. जबकि प्रयोगशाला तराजू पर उच्च तनाव रोलर और फ्रीफॉल विभाजक दोनों का उपयोग करके बहुत काम किया गया था, वाणिज्यिक स्थापना का एकमात्र सबूत circa है 1940 पियर्स खान FL में "जॉनसन" प्रक्रिया; इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के वर्तमान वाणिज्यिक उपयोग के साहित्य में कोई सबूत नहीं है, हालांकि शुष्क प्रक्रियाओं में मजबूत रुचि शुष्क क्षेत्रों में उपयोग के लिए जारी है. रिपोर्ट की गई विभिन्न शोध परियोजनाएं इस बात पर जोर देती हैं कि फ़ीड तैयारी (तापमान, आकार वर्गीकरण, कंडीशनिंग एजेंट) प्रदर्शन पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है. जबकि फॉस्फेट से सिलिका को हटाकर कुछ अच्छे पृथक्करण प्राप्त किए गए हैं, और फॉस्फेट से कैल्साइट और डोलोमाइट के कम उदाहरणों के साथ, परिणाम कम सकारात्मक होते हैं जब कई अशुद्धियां मौजूद होती हैं. अनुसंधान कार्य इन तरीकों को और अधिक परिष्कृत करने के लिए जारी है, लेकिन पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रणालियों पर मौलिक सीमाओं में कम क्षमता शामिल है, अयस्क के पर्याप्त उन्नयन के लिए कई चरणों की आवश्यकता, और जुर्माना के कारण परिचालन समस्याओं. इनमें से कुछ सीमाओं को ट्राइबोइलेक्ट्रिक बेल्ट विभाजक सहित नई इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाओं द्वारा दूर किया जा सकता है.

© 2015 लेखकों. Elsevier Ltd द्वारा प्रकाशित.

SYMPHOS की वैज्ञानिक समिति की जिम्मेदारी के तहत सहकर्मी-समीक्षा 2015.

खोजशब्दों: फॉस्फेट, स्थिरवैद्युत; अलगाव; खनिज; सूक्ष्म कण; शुष्क प्रक्रम

*इसी लेखक: दूरभाष: +33-4-8912-0306 ई-मेल पता: guicherdh@steqtech.com

1877-7058 © 2015 लेखकों. Elsevier Ltd द्वारा प्रकाशित.

SYMPHOS की वैज्ञानिक समिति की जिम्मेदारी के तहत सहकर्मी-समीक्षा 2015.

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1. फॉस्फेट अयस्कों के इलेक्ट्रोस्टैटिक लाभ पर काम की सूचना दी

प्राकृतिक अयस्कों से फॉस्फेट एकाग्रता लंबे समय से पानी की कभी-कभी पर्याप्त मात्रा का उपयोग करके विभिन्न तरीकों से की गई है. हालांकि, दुनिया भर में विभिन्न फॉस्फेट जमा पर पानी की कमी के कारण, साथ ही अनुमति और अपशिष्ट जल उपचार की बढ़ती लागत, एक प्रभावी का विकास, आर्थिक शुष्क प्रक्रिया अत्यधिक वांछनीय है.

फॉस्फेट अयस्कों के सूखे इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रसंस्करण के लिए विधियों को प्रस्तावित किया गया है और अधिक के लिए छोटे पैमाने पर प्रदर्शित किया गया है 70 साल. हालांकि, इन विधियों के वाणिज्यिक अनुप्रयोग बहुत सीमित रहे हैं. "जॉनसन प्रक्रिया" [1] व्यावसायिक रूप से शुरू करने के लिए उपयोग किया गया था 1938 पियर्स फ्लोरिडा संयुक्त राज्य अमेरिका के पास अमेरिकी कृषि रासायनिक कंपनी संयंत्र में समय की अवधि के लिए. इस प्रक्रिया में रोलर इलेक्ट्रोड की एक बहुत ही जटिल श्रृंखला का उपयोग किया गया था (आंकड़ा 1) deslimed वॉशरी टेलिंग से फॉस्फेट वसूली के बहु चरण एकाग्रता के लिए, फ्लोटेशन पूर्व-सांद्रता, या प्लवनशीलता टेलिंग. के साथ शुरू 15.4% पी2ओ5 और 57.3% महीन टेलिंग में अघुलनशील पदार्थ, आकार वर्गीकरण के संयोजन के माध्यम से, विलगीकरण, और सूखे टेलिंग की पूर्व शर्त, के साथ सामग्री 33.7% पी2ओ5 और केवल 6.2% अघुलनशील बरामद किया गया था. एक अन्य उदाहरण में, के साथ फ्लोटेशन टेलिंग का उन्नयन 2.91% पी2ओ5 के एक उत्पाद में परिणामस्वरूप 26.7% पी2ओ5 एक के साथ 80% वसूली. जॉनसन ने देखा कि उच्च फॉस्फेट ग्रेड और वसूली प्राप्त करने के लिए आमतौर पर फॉस्फेट फ्लोटेशन में उपयोग किए जाने वाले रासायनिक अभिकर्मकों के साथ वॉशरी टेलिंग का इलाज करना आवश्यक था. वह विशेष रूप से अभिकर्मकों के रूप में ईंधन तेल और फैटी एसिड की प्रभावशीलता का उल्लेख करता है.

आंकड़ा 1, जॉनसन प्रक्रिया उपकरण और प्रवाह शीट अमेरिकी पेटेंट 2,135,716 और 2,197,865, 1940 [1][2]

जबकि इस वाणिज्यिक स्थापना के बारे में शुरू करने के रूप में साहित्य में उद्धृत किया गया है 1938, यह स्पष्ट नहीं है कि इस प्रक्रिया का उपयोग कितने बड़े पैमाने पर या कितनी देर तक किया गया. इलेक्ट्रोस्टैटिक अलगाव की स्थिति के अपने सारांश में 1961, ओ. सी. राल्स्टन

[3]लिखता है कि पांच बड़े जॉनसन विभाजक के बारे में प्रत्येक प्रसंस्करण स्थापित किया गया 10 टन/घंटा की -20 जाल खिलाना. प्रत्येक विभाजक था 10 के लागू वोल्टेज के साथ उच्च रोल 20 के. वी.. राल्स्टन के अनुसार फ्लोरिडा में इलेक्ट्रोस्टैटिक्स का उपयोग करने वाले कोई अन्य वाणिज्यिक पैमाने पर फॉस्फेट ध्यान केंद्रित नहीं किया गया था. प्रक्रिया उपकरण विवरण के आधार पर, लेखक

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निष्कर्ष निकाला है कि प्रक्रिया की समग्र क्षमता अन्य प्रक्रियाओं की क्षमता के संबंध में कम थी, जैसे गीला प्लवनशीलता. कम क्षमता और फ्लोरिडा में गीला खनन से फ़ीड अयस्क सुखाने की लागत की संभावना 1940 और 1950 के दशक में प्रक्रिया के आगे आवेदन सीमित करने के लिए कारण है.

1950 और अंतरराष्ट्रीय खनिजों के लिए 1960 के श्रमिकों में & रसायन निगम (आईएमसी) खनिज परोपकार के लिए शुष्क इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रियाओं के आवेदन की जांच की. फ्लोरिडा फॉस्फेट अयस्क प्रसंस्करण आईएमसी के लिए विशेष रुचि का था. आईएमसी काम एक मुक्त गिरावट विभाजक डिजाइन का उपयोग कई बार कण चार्ज के साथ एक आंदोलनकारी या एक हथौड़ा या रॉड मिल के रूप में प्रभावक के माध्यम से पारित करके बढ़ाया. [4] एक बाद पेटेंट [5] विभिन्न सामग्रियों के चार्जर का उपयोग कर जुदाई के कुछ वृद्धि शामिल, हालांकि श्रृंखला में अंतिम पेटेंट

[6]निष्कर्ष निकाला है कि एक ऊंचा तापमान पर कण संपर्क चार्ज (>70° एफ) चार्जर सिस्टम का उपयोग करने की तुलना में अधिक प्रभावी था. इन पेटेंट में रिपोर्ट किए गए परिणामों के प्रतिनिधि उदाहरण तालिका में दिखाए जाते हैं 1.

तालिका 1. अंतर्राष्ट्रीय खनिजों से रिपोर्ट किए गए परिणाम & रसायन पेटेंट 1955-1965

विभिन्न आईएमसी पेटेंट कण आकार के प्रभाव की जांच की, स्वतंत्र रूप से विभिन्न स्क्रीन कटौती की प्रसंस्करण सहित, हालांकि थोड़ा काम बहुत ठीक शामिल (<45 माइक्रोन) कणों. नमूना कंडीशनिंग व्यापक रूप से विविध, तापमान समायोजन सहित, पूर्व धुलाई और सुखाने, और सुखाने के विभिन्न तरीके (अप्रत्यक्ष रूप से सूखने, फ्लैश सुखाने, विशिष्ट आईआर तरंगदैर्ध्य पर्वतमाला के साथ हीट लैंप). विभिन्न अशुद्धियां (यानी. सिलिकेट बनाम कार्बोनेट) जुदाई को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक विभिन्न हैंडलिंग और प्रीट्रीटमेंट तरीके. हालांकि यह पेटेंट विवरण से स्पष्ट है कि आईएमसी एक वाणिज्यिक पैमाने पर प्रक्रिया विकसित करने का प्रयास कर रहा था, साहित्य की जांच से यह संकेत नहीं मिलता है कि इस तरह की स्थापना कभी भी किसी आईएमसी साइट पर बनाई गई थी और संचालित की गई थी.

1960 के काम में विशेष रूप से उत्तरी कैरोलिना से फॉस्फेट ओर्स युक्त कार्बोनेट पर उत्तरी कैरोलिना राज्य विश्वविद्यालय खनिज अनुसंधान प्रयोगशाला में प्रदर्शन किया गया था, [9] एक प्रयोगशाला पैमाने पर फ्रीफॉल विभाजक और जमीन खोल कार्बोनेट और फॉस्फेट कंकड़ प्लवनशीलता के एक सिंथेटिक मिश्रण का उपयोग करना एक बहुत ही संकीर्ण आकार सीमा में ध्यान केंद्रित (-20करने के लिए +48 जाल), शोध से पता चला है कि पूर्व शर्त एसिड स्क्रब या फैटी एसिड के साथ सामग्री ने फॉस्फेट के सापेक्ष आवेश को या तो सकारात्मक या नकारात्मक के रूप में प्रभावित किया. अपेक्षाकृत तेज अलगाव प्राप्त किए गए थे. हालांकि, जब एक प्राकृतिक अयस्क का उपयोग कर जुर्माना की एक काफी राशि युक्त, केवल खराब अलगाव संभव थे. प्रारंभिक पी के साथ प्लवनशीलता उन्नयन से अवशेषों से सबसे अच्छी रिपोर्ट की गई जुदाई2ओ5 एकाग्रता 8.2% का एक उत्पाद बरामद 22.1% पी2ओ5. कोई वसूली स्तर की सूचना नहीं थी. खासकर, रिपोर्ट की गई कठिनाइयों में से एक सेपरेटर इलेक्ट्रोड पर जुर्माने का निर्माण था.

एक उच्च तनाव रोलर प्रकार विभाजक का उपयोग कर उत्तरी कैरोलिना फॉस्फेट के इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई पर अतिरिक्त काम

[10]निष्कर्ष निकाला है कि जबकि फॉस्फेट और क्वार्ट्ज के अलगाव संभव था, सुखाने की लागत निषेधात्मक थी. हालांकि, यह देखते हुए कि कैल्शियम फॉस्फेट ओरे सूखी हैं, शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि ऐसे ओरेल्स का इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण संभव हो सकता है. रिपोर्ट किए गए काम में कैल्सिन्ड फॉस्फेट का पृथक्करण खराब था. पृथक्करण संरचना के बजाय कण आकार से संबंधित प्रतीत होता है. सुझाए गए सुधारों में अन्य इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रणालियों का उपयोग शामिल था, कण चार्ज विशेषताओं और सामग्री के बहुत करीब स्क्रीन आकार बढ़ाने के लिए अभिकर् ता. कोई सबूत नहीं है कि किसी भी अनुवर्ती कार्य इस परियोजना पर किया गया था.

कुछ हद तक पहले उच्च तनाव रोलर विभाजक का उपयोग कर काम [11] सफलतापूर्वक फ्लोरिडा से चलाने के खान अयस्क से एल्यूमीनियम और लोहे के यौगिकों को हटा दिया. अयस्क सूख गया था, कुचल, और जुदाई से पहले सावधानी से आकार. पी2ओ5 एकाग्रता से मामूली वृद्धि हुई थी 30.1% करने के लिए 30.6% लेकिन अल और फे यौगिकों को हटाने से प्लवनशीलता विधियों द्वारा एक बेहतर बाद में वसूली सक्षम हुई. इस काम ने एक विशिष्ट अयस्क के साथ एक समस्या का समाधान करने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक के उपयोग को दर्शाया जो पारंपरिक गीले प्रसंस्करण को सीमित करता है.

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कई अन्य सामग्रियों के अलगाव की जांच के साथ, Ciccu और सहकर्मियों ने भारत के स्रोतों सहित कई प्रकार के फॉस्फेट ओर्स के अलगाव का परीक्षण किया, अल्जीरिया, ट्यूनीशिया, और अंगोला. [12] इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण इस तथ्य के कारण आर्थिक दृष्टिकोण से प्लवनशीलता के विकल्प के रूप में रुचि का था कि शुष्क क्षेत्रों में फॉस्फेट के बड़े जमा पाए जाते हैं. [13] "टर्बोचार्जर" के साथ प्रयोगशाला-स्केल मुक्त गिरावट विभाजक का उपयोग करना, इन शोधकर्ताओं को अपेक्षाकृत सरल गैंग रचनाओं के साथ ओर से प्लवनशीलता प्रक्रियाओं के समान जुदाई परिणाम प्राप्त करने में सक्षम थे. विशेष, उन्होंने पाया कि फॉस्फेट सिलिका की उपस्थिति में सकारात्मक आरोप लगाया, लेकिन कैल्साइट की उपस्थिति में नकारात्मक. हालांकि, यदि अयस्क में सिलिका और कार्बोनेट दोनों की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण खराब था और प्लवनशीलता प्रक्रियाएं व्यावहारिक अलगाव प्राप्त करने के लिए अधिक लचीली साबित हुईं. अलग-अलग कणों को चार्ज करने पर टर्बोचार्जर के प्रभावों के अध्ययन से, इन शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि गैंग सामग्री मुख्य रूप से कण-कण संपर्क के बजाय टर्बोचार्जर सतहों के साथ संपर्क द्वारा आरोप लगाया. [13] [14] चार्जिंग भी सामग्री के तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील था, अच्छा जुदाई के साथ केवल 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर प्राप्य. इसके अतिरिक्त, ठीक सामग्री की उपस्थिति सेपरेटर में समस्याओं का कारण बनी और अच्छे परिणाम अलग होने से पहले तीन आकार की श्रेणियों में कणों के सावधानीपूर्वक आकार पर निर्भर करते हैं. इस समूह के परिणामों का सारांश तालिका में प्रस्तुत किया गया है 2. कोई पूर्ण नहीं- इस कार्य के आधार पर लागू किए गए पैमाने पर आवेदन लागू किए गए प्रतीत होते हैं.

तालिका 2. सिक्यून से रिपोर्ट परिणाम, एट. अल. प्रयोगशाला-पैमाने पर मुक्त गिरावट विभाजक से

मिस्र के अयस्क के इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण का अध्ययन हम्मौद द्वारा किया गया था, एट अल. एक प्रयोगशाला पैमाने पर मुक्त गिरावट विभाजक का उपयोग करना. [15] अयस्क का उपयोग मुख्य रूप से सिलिका और अन्य अघुलनशील प्रारंभिक पी के साथ किया जाता है2ओ5 एकाग्रता 27.5%. बरामद उत्पाद एक पी था2ओ5 एकाग्रता 33% एक के साथ 71.5% वसूली.

मुख्य रूप से सिलिसियस गैंग के साथ मिस्र के अयस्क का एक अतिरिक्त अध्ययन Abouzeid द्वारा आयोजित किया गया था, एट अल. एक प्रयोगशाला रोलर विभाजक का उपयोग करना. [16] शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से पानी की कमी के साथ जिलों में ध्यान केंद्रित करने के लिए सूखी तकनीकों की पहचान करने की मांग की और/या फॉस्फेट ओरे. इस अध्ययन के साथ एक उत्पाद प्राप्त 30% पी2ओ5 एक फ़ीड सामग्री से 18.2 % पी2ओ5 की वसूली के साथ 76.3 % बीच एक संकीर्ण सीमा के लिए सामग्री के सावधानीपूर्वक आकार देने के बाद 0.20 मिमी और 0.09 मिमी.

एक बाद की समीक्षा लेख में फॉस्फेट वसूली के लिए परोपकार प्रक्रियाओं की पूरी श्रृंखला को कवर, Abouzeid ने बताया कि जबकि इलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेशन तकनीक सिलिका और कार्बोनेट को हटाकर फॉस्फेट ओर्स को अपग्रेड करने में सफल रही, उपलब्ध विभाजकों की कम क्षमता वाणिज्यिक उत्पादन के लिए उनके उपयोग को सीमित करती है. [17]

फ्लोरिडा ओरेस के इलेक्ट्रोस्टैटिक जुदाई हाल ही में स्टेनसेल और जियान द्वारा एक प्रयोगशाला प्रवाह के माध्यम से मुक्त का उपयोग करके अध्ययन किया गया था- फॉल सेपरेटर. [18] इसका उद्देश्य लंबे समय से उपयोग की जाने वाली प्लवनशीलता प्रणालियों के लिए एक वैकल्पिक या पूरक प्रसंस्करण योजना की पहचान करना था क्योंकि प्लवनशीलता का उपयोग कम से कम सामग्री पर नहीं किया जा सकता था 105 माइक्रोन. यह ठीक सामग्री बस लैंडफिल किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप लगभग नुकसान हुआ 30% फॉस्फेट का मूल रूप से खनन. वे कम से अधिक कच्चे अयस्क का परीक्षण किया, फाइन प्लवनशीलता फीड, खुरदरा प्लवनशीलता ध्यान, और अंतिम प्लवनशीलता फ्लोरिडा में दो प्रसंस्करण संयंत्रों से फ़ीड दरों पर प्राप्त ध्यान केंद्रित करने के लिए 14 एक प्रयोगशाला पैमाने पर विभाजक में kg/घंटा. ठीक प्लवनशीलता फ़ीड के साथ अच्छे पृथक्करण परिणामों की सूचना दी गई थी (+0.1 मिमी; ~ 12% पी2ओ5) एक स्रोत से जिसे अपग्रेड किया गया था 21-23% पी2ओ5 के साथ दो पास में 81- 87% पी2ओ5 मुख्य रूप से अघुलनशील सिलिका को अस्वीकार करके वसूली. इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए गए जब या तो वायवीय संदेश ट्यूब या एक घूर्णन ट्राइबो-चार्जर का उपयोग करके फ़ीड को ट्राइबो चार्ज किया गया था.

फॉस्फेट ओर्स के इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण में सबसे हाल ही में रिपोर्ट किए गए शोध में एक मुक्त गिरावट विभाजक में परिचय से पहले सामग्री के चार्जिंग को बेहतर ढंग से अनुकूलित करने के लिए डिज़ाइन किए गए सिस्टम शामिल थे, ताओ और अल-हवेती [19] पहचान की है कि सिस्टम कम होने के कारण फॉस्फेट बेनेफिशिएशन के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक्स का कोई व्यावसायिक उपयोग नहीं किया गया था

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प्रवाह, कम दक्षता और संकीर्ण कण आकार वितरण के साथ काम करने की आवश्यकता. इन शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से कण संपर्क या एक साधारण चार्ज प्रणाली पर प्रभाव के कण पर निर्भर प्रणालियों के साथ जुड़े कम कण चार्ज घनत्व पर काबू पाने की मांग की. मुख्य रूप से सिलिका गैंग के साथ एक जॉर्डन अयस्क के साथ काम करना, सामग्री को कुचल दिया गया था -1.53 मिमी और ध्यान से नीचे सामग्री को हटाने के लिए मना कर दिया 0.045 मिमी. एक छोटे से प्रयोगशाला पैमाने पर मुक्त गिरावट विभाजक एक स्थिर सिलेंडर और एक घूर्णन ड्रम के साथ डिजाइन एक नए डिजाइन घूर्णन चार्जर के साथ फिट किया गया था, या चार्जर, और बीच में एक वलयाकार स्थान. एक बाहरी बिजली की आपूर्ति तेजी से घूर्णन ड्रम और स्थिर सिलेंडर के बीच एक बिजली की क्षमता लागू करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. घूर्णन ड्रम के साथ संपर्क से चार्ज करने के बाद, कण एक पारंपरिक मुक्त गिरावट विभाजक में गुजरती हैं. साथ काम करना 100 ग्राम बैच आकार और एक अस्वीकृत फ़ीड पी के साथ शुरू2ओ5 की सामग्री 23.8%, दो के बाद एक ध्यान के साथ एक ध्यान गुजरता है 32.11% पी2ओ5 बरामद किया गया, हालांकि केवल एक समग्र वसूली के साथ 29%.

फॉस्फेट जुर्माना देने के प्रयास में (< 0.1 मिमी), बड़ा एट अल. ताओ के समान एक घूर्णन चार्जिंग सिस्टम के साथ एक मुक्त गिरावट विभाजक कार्यरत है।[20]. शुरुआती सामग्री एक प्लवनशीलता ध्यान केंद्रित से एक पी के साथ जुर्माना युक्त था2ओ5 के 28.5%. का एक उत्पाद 34.2% पी2ओ5 बरामद किया गया था, लेकिन फिर से एक कम वसूली दर के साथ 33.4%.

यह "रोटरी ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक फ्री-फॉल सेपरेटर" फिर से सोभि और ताओ द्वारा फॉस्फेट के सूखे परोपकार पर लागू किया गया था. [21] एक बहुत व्यापक कण आकार रेंज के साथ फ्लोरिडा से एक कुचल डोलोमिटिक फॉस्फेट कंकड़ के साथ काम करना (1.25 मिमी – <0.010 मिमी), एक फॉस्फेट ध्यान के साथ 1.8% एमजीओ और 47% पी2ओ5 वसूली लगभग एक फ़ीड से शुरू करने से उत्पादित किया गया था 23% पी2ओ5 और 2.3% MgO. लैब-स्केल डिवाइस पर इष्टतम परिणाम खिलाने पर प्राप्त किए गए थे 9 kg/hr और- 3केवी रोटरी चार्जर पर लागू. पृथक्करण दक्षता को बड़े कणों में सामग्री की खराब मुक्ति और पृथक्करण कक्ष में विभिन्न कण आकारों के हस्तक्षेप से सीमित होने की सूचना दी गई थी ।.

एक प्लवनशीलता फ़ीड नमूने को संकरा कण आकार वितरण के साथ संसाधित करते समय बेहतर परिणाम प्राप्त किए गए थे 1 करने के लिए 0.1 मिमी. एक प्रारंभिक पी के साथ2ओ5 लगभग सामग्री 10%, उत्पाद के नमूने लगभग साथ प्राप्त किए गए थे 25% पी2ओ5 सामग्री, पी2ओ5 की वसूली 90%, और अस्वीकृति 85% क्वार्ट्ज की. यह प्रदर्शन दक्षता के रूप में ज्यादा बेहतर है कि एक और अधिक पारंपरिक चार्जिंग प्रणाली के साथ एक मुक्त गिरावट विभाजक के साथ प्राप्त के रूप में स्टेंसेल द्वारा इस्तेमाल किया गया था नोट किया गया था [18] नए डिजाइन रोटरी चार्जर के लाभ का प्रदर्शन. प्लवनशीलता ध्यान केंद्रित करने का प्रसंस्करण 31.7% पी2ओ5 परिणामस्वरूप अधिक से अधिक का उत्पाद 35% पी2ओ5 की वसूली के साथ 82%. इस उन्नयन को प्लवनशीलता द्वारा संभव से बेहतर होने के लिए नोट किया गया था.

एक जुदाई प्रणाली की चौड़ाई के साथ इस प्रयोगशाला पैमाने पर विभाजक 7.5 सीएम की क्षमता के रूप में वर्णित किया गया था 25 किलो/घंटा, इसके बराबर 1/3 टन/घंटा/चौड़ाई का मीटर. हालांकि, पृथक्करण दक्षता पर फ़ीड दर के कथित प्रभावों से पता चला है कि इष्टतम अलगाव केवल प्राप्त किए गए थे 9 किलो/घंटा या थोड़ा से अधिक एक तिहाई प्रणाली की नाममात्र क्षमता.

समग्र, फॉस्फेट ओर्स के इलेक्ट्रोस्टैटिक अपग्रेडिंग पर पिछला काम जटिल गैंग के सापेक्ष चार्जिंग और कण आकार प्रभावों के हानिकारक प्रभावों द्वारा सीमित किया गया है, विशेष रूप से, जुर्माने का असर. काम के बड़े बहुमत कोई सत्यापन के साथ केवल प्रयोगशाला पैमाने पर उपकरण शामिल है कि वाणिज्यिक पैमाने, लगातार संचालित उपकरणों का उपयोग किया जा सकता है. इसके अतिरिक्त, उपलब्ध इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रिया उपकरणों की कम क्षमताओं ने वाणिज्यिक अनुप्रयोगों को अलाभकारी बना दिया है.

2. पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रियाओं की सीमाएं

ग्रोप्पो द्वारा उपयोग किए जाने वाले हाईटेंशन रोलर इलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेशन सिस्टम [10] और कोलोहिस एट अल. [11] आमतौर पर विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को अपग्रेड करने के लिए उपयोग किया जाता है जब एक घटक दूसरों की तुलना में अधिक प्रवाहकीय होता है. इन प्रक्रियाओं में, सामग्री एक पिसे हुए ड्रम या प्लेट आम तौर पर सामग्री कणों नकारात्मक एक से एक के बाद कोरोना निर्वहन चार्ज कर रहे हैं से संपर्क करना चाहिए. प्रवाहकीय सामग्री जल्दी से अपने चार्ज खो देंगे और ड्रम से फेंक दिया जाएगा. गैर- प्रवाहकीय सामग्री ड्रम के लिए आकर्षित किया जा रहा है के बाद से आरोप और अधिक धीरे नष्ट हो जाएगा और गिर जाएगा या आयोजन सामग्री से जुदाई के बाद ड्रम से धकेल दिया जाएगा.

निम्नलिखित आरेख (आंकड़ा 2) इस प्रकार के विभाजक की मूलभूत विशेषताओं को दिखाता है. ये प्रक्रियाएं हैं

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ड्रम या प्लेट के लिए हर कण के आवश्यक संपर्क के कारण क्षमता में सीमित. इन ड्रम रोल विभाजकों की प्रभावशीलता भी जमीन प्लेट और आवश्यक कण प्रवाह गतिशीलता से संपर्क करने की आवश्यकता के कारण आकार में लगभग 0.1 मिमी या उससे अधिक के कणों तक सीमित है. विभिन्न आकारों के कणों भी जड़त्वीय प्रभाव के कारण अलग अलग प्रवाह गतिशीलता होगा और अवक्रमित जुदाई में परिणाम होगा.

आंकड़ा 2: ड्रम स्थिर वैद्युत पृथकित्र (एल्डर और यान, 2003 [22]

फॉस्फेट के लिए सीमित प्रयास आवेदन दोनों फॉस्फेट और ठेठ गैंग सामग्री की गैर-प्रवाहकीय प्रकृति के कारण है. Kouloheris मुख्य रूप से लोहे और एल्यूमीनियम युक्त कणों के कुछ हटाने मनाया कि, उनके प्रवाहकीय स्वभाव के कारण, रोलर से "फेंक दिया" कर रहे हैं. फॉस्फेट ओर्स में इस तरह की सामग्री की उपस्थिति आम नहीं है. Groppo ने कहा कि केवल सामग्री है कि एक "गैर कंडक्टर" के रूप में रोलर के लिए "टिकी" जुर्माना थे, भौतिक संरचना के बजाय कण के आकार से पृथक्करण का संकेत देना. [9] संभावित दुर्लभ अपवादों के साथ, फॉस्फेट ओर्स हाई टेंशन रोलर सेपरेटर द्वारा बेनेफिशिएशन करने योग्य नहीं हैं.

ड्रम रोलर विभाजक का उपयोग विन्यास में भी किया गया है जो उच्च-तनाव वाले क्षेत्र द्वारा प्रेरित आयनीकरण द्वारा प्रेरित होने के बजाय कणों के ट्राइबोइलेक्ट्रिक चार्जिंग पर भरोसा करते हैं. ड्रम के ऊपर तैनात एक या एक से अधिक इलेक्ट्रोड, जैसे कि चित्रा में सचित्र "स्थिर" इलेक्ट्रोड 2, ड्रम सतह से विपरीत आवेश के कणों को "लिफ्ट" करने के लिए उपयोग किया जाता है. इस तरह की प्रणाली Abouzeid द्वारा इस्तेमाल किया गया था, एट अल. [16] किसने पाया कि पृथक्करण दक्षता को ध्रुवता के आधार पर बदल दिया गया था और स्थिर इलेक्ट्रोड का वोल्टेज लागू किया गया था. जॉनसन प्रक्रिया [1] एक ड्रम रोलर विभाजक की एक और भिन्नता का इस्तेमाल किया. हालांकि, एक एकल रोलर सिस्टम की सीमित क्षमता और दक्षता बहुत जटिल प्रणालियों की ओर जाता है जैसे कि चित्रा में सचित्र 1. जैसा ऊपर कहा गया, ऐसा लगता है कि इस जटिलता और प्रक्रिया की समग्र अक्षमता गंभीर रूप से अपने आवेदन सीमित.

Triboelectrostatic जुदाई प्रवाहकीय की जुदाई तक ही सीमित नहीं हैं / गैर-प्रवाहकीय सामग्री लेकिन भिन्न सतह रसायन शास्त्र के साथ सामग्री के घर्षण संपर्क द्वारा चार्ज हस्तांतरण की घटना पर निर्भर करती है. इस घटना को दशकों के लिए "मुक्त गिरावट" जुदाई प्रक्रियाओं में इस्तेमाल किया गया है. इस तरह की प्रक्रिया चित्रा में सचित्र है 3. कणों के मिश्रण के घटक पहले धातु की सतह के साथ संपर्क करके विभिन्न आवेश विकसित करते हैं।, एक ट्राइबो-चार्जर के रूप में, या कण से कण संपर्क के अनुसार, एक तरल पदार्थ बिस्तर खिलाने के उपकरण में के रूप में. के रूप में कणों के माध्यम से गिर

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इलेक्ट्रोड जोन में विद्युत क्षेत्र, प्रत्येक कण प्रक्षेप पथ विपरीत आवेश के इलेक्ट्रोड की ओर विक्षेपित किया जाता है. एक निश्चित दूरी के बाद, संग्रह डिब्बे धाराओं को अलग करने के लिए कार्यरत हैं. विशिष्ट स्थापनाओं के लिए एक midling भिन्न के रीसायकल के साथ एकाधिक विभाजक चरणों की आवश्यकता होती है. कुछ उपकरणों इलेक्ट्रोड क्षेत्र के माध्यम से कणों के संदेश की सहायता करने के लिए गैस की एक सतत धारा का उपयोग करें.

आंकड़ा 5: "फ्री फॉल" ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक सेपरेटर

बल्कि केवल कण से कण संपर्क पर निर्भर करने के लिए चार्ज हस्तांतरण प्रेरित, इस प्रकार के कई सिस्टम कण चार्जिंग को बढ़ाने के लिए एक चयनित सामग्री के साथ या बिना लागू वोल्टेज से बना "चार्जर" अनुभाग का उपयोग करते हैं. 1950 के में, लॉवर ने जुदाई चरणों के बीच सामग्री को रिचार्ज करने के लिए एक हथौड़ा मिल और रॉड मिल सहित विभिन्न उपकरणों का उपयोग करके जांच की [4] साथ ही विभिन्न सामग्रियों के सरल प्लेट चार्जर. [5] [6] हालांकि, Lawver निष्कर्ष निकाला है कि सामग्री के तापमान अधिभावी महत्व और कण कण प्रभारी परिवेश तापमान के ऊपर हस्तांतरण के एक चार्जर के उपयोग से बेहतर परिणाम प्रदान की थी. सिकु एट अल. [12] प्रभारी हस्तांतरण के सापेक्ष डिग्री की जांच की और निष्कर्ष निकाला है कि मामूली गैंग सामग्री मुख्य रूप से कण के माध्यम से चार्ज प्राप्त-कण एक चार्जर प्लेट के साथ प्रभाव आवृत्ति की कम संभावना के कारण संपर्क. यह चार्जर सिस्टम के उपयोग के लिए एक सीमा दिखाता है: सभी कणों चार्जर सतह से संपर्क करना चाहिए तो फ़ीड दर अपेक्षाकृत कम होना चाहिए. सामग्री को संदेश देने के लिए या एक बड़ी सतह क्षेत्र चलती चार्जर का उपयोग करके अशांत स्थितियों का उपयोग करके संपर्क में सुधार किया जा सकता है. ताओ का हाल ही में काम [19] और बड़ा [20] और सोभि [21] लागू वोल्टेज के साथ एक विशेष रूप से डिजाइन घूर्णन चार्जर का उपयोग करें, लेकिन केवल एक बहुत छोटे पैमाने पर प्रयोगशाला विभाजक पर. जबकि इस बेहतर चार्जर डिजाइन को पुराने सिस्टम से बेहतर दिखाया गया है, इन प्रणालियों की प्रदर्शन प्रसंस्करण क्षमता अभी भी काफी कम है. [21]

मुक्त गिरावट विभाजक के इस प्रकार भी संसाधित किया जा सकता है कि सामग्री के कण आकार में सीमाएं हैं. इलेक्ट्रोड क्षेत्र के भीतर प्रवाह को अलगाव के "गंदा" से बचने के लिए अशांति को कम करने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए. ठीक कणों की गति और अधिक अशांति से प्रभावित कर रहे है के बाद से ठीक कणों पर बेधड़क खींचें बलों गुरुत्वाकर्षण और इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की तुलना में बहुत बड़े हैं. इस समस्या को एक डिग्री तक दूर किया जा सकता है यदि अपेक्षाकृत संकीर्ण कण आकार सीमा के साथ सामग्री संसाधित की जाती है. ऊपर चर्चा किए गए अधिकांश शोध में पृथक्करण को अनुकूलित करने के लिए विभिन्न आकार श्रेणियों में प्री-स्क्रीनिंग सामग्री शामिल थी।. [5] [6] [7] [9] [12] [14] [16] [19] [20] [21] को

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का अंतर 8 करने के लिए 20 के. वी.. बेल्ट, जो एक गैर का आयोजन प्लास्टिक का बना है, के साथ एक बड़े जाल के बारे में है 60% क्षेत्र खोलने. कण आसानी से बेल्ट में छेद के माध्यम से पारित कर सकते हैं. इलेक्ट्रोड के बीच की खाई में प्रवेश पर नकारात्मक चार्ज कणों नीचे सकारात्मक इलेक्ट्रोड को बिजली के क्षेत्र बलों द्वारा आकर्षित कर रहे हैं. सकारात्मक चार्ज कणों नकारात्मक चार्ज शीर्ष इलेक्ट्रोड के लिए आकर्षित कर रहे हैं. निरंतर लूप बेल्ट की गति चर से है 4 20 मीटर/एस के लिए. क्रॉस-डायरेक्शन किस्में की ज्यामिति इलेक्ट्रोड से कणों को स्वीप करने के लिए कार्य करती है जो उन्हें विभाजक के उचित अंत की ओर ले जाती है और बेल्ट के विपरीत गति वाले वर्गों के बीच उच्च कतरनी क्षेत्र में वापस जाती है. कण संख्या घनत्व इलेक्ट्रोड के बीच की खाई के भीतर इतनी उच्च है, क्योंकि (लगभग एक- तीसरा मात्रा कणों द्वारा कब्जा कर लिया है) और प्रवाह तेजी से उत्तेजित है, वहाँ रहे हैं कई कणों के बीच collisions और इष्टतम चार्ज लगातार जुदाई क्षेत्र भर में होती है. Oppositely चलती बेल्ट वर्गों द्वारा काउंटर-वर्तमान प्रवाह प्रेरित और नित्य पुन: चार्ज और पुनः जुदाई बनाता है एक एकल तंत्र के भीतर एक काउंटर वर्तमान तरीय जुदाई. विभाजक के भीतर कणों के इस निरंतर चार्ज और रिचार्जिंग सेपरेटर को सामग्री शुरू करने से पहले किसी भी आवश्यक "चार्जर" प्रणाली को समाप्त कर देता है, इस प्रकार अन्य इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजकों की क्षमता पर एक गंभीर सीमा को हटाना. इस विभाजक का आउटपुट दो धाराओं है, एक ध्यान और एक छाछ, एक middlings धारा बिना. इस विभाजक की दक्षता middlings रीसायकल के साथ मुक्त गिरावट जुदाई के लगभग तीन चरणों के लिए बराबर किया जा करने के लिए दिखाया गया है.

खनिज एक अंत

आंकड़ा 7: एसटीईटी बेल्ट सेपरेटर की बुनियादी बातें

कणों की तुलना में कम के अत्यधिक कुशल जुदाई 0.5 मिमी यह जुर्माना के पृथक्करण के लिए एक आदर्श और सिद्ध विकल्प बनाता है (धूल) पोटाश ड्राई पीसिंग ऑपरेशन से. एसटीईटी विभाजक संकीर्ण आकार श्रेणियों में वर्गीकरण की आवश्यकता के बिना कुशलतापूर्वक कण आकार की एक विस्तृत श्रृंखला को संसाधित कर सकता है. जोरदार आंदोलन के कारण, चलती बेल्ट के बीच उच्च कतरनी दर, और बहुत अच्छे कणों को संभालने की क्षमता (<0.001 मिमी) सेंट विभाजक फॉस्फेट अयस्क स्लिम्स को अलग करने में प्रभावी हो सकता है जहां अन्य इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक विफल रहे हैं.

3.1 पूंजी और परिचालन लागत

एक तुलनात्मक लागत अध्ययन STET द्वारा कमीशन और Soutex इंक द्वारा आयोजित किया गया था. [25] Soutex दोनों गीले प्लवनशीलता और इलेक्ट्रोस्टैटिक पृथक्करण प्रक्रिया मूल्यांकन और डिजाइन में व्यापक अनुभव के साथ एक क्यूबेक कनाडा आधारित इंजीनियरिंग कंपनी है. अध्ययन एक कम ग्रेड barite अयस्क के परोपकार के लिए पारंपरिक झाग floatation के लिए triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया की पूंजी और संचालन लागत की तुलना में. परिचालन लागत ऑपरेटिंग श्रम शामिल करने का अनुमान लगाया गया, रखरखाव, ऊर्जा (इलेक्ट्रिकल और फ्यूल), और उपभोग्य सामग्रियों (जैसे, प्लवनशीलता के लिए रासायनिक रिएजेंट लागत). इनपुट लागत एक काल्पनिक युद्ध पर्वत के पास स्थित संयंत्र के लिए विशिष्ट मूल्यों पर आधारित थे, नेवादा यूएसए. दस वर्षों में स्वामित्व की कुल लागत की गणना राजधानी और संचालन लागत से एक

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8% डिस्काउंट दर. लागत तुलना के परिणाम तालिका में सापेक्ष प्रतिशत के रूप में मौजूद हैं 3. तालिका 3. Barite प्रोसेसिंग के लिए लागत तुलना

triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया के लिए पूंजी उपकरणों की कुल खरीद लागत floatation के लिए की तुलना में थोड़ा कम है. हालांकि जब कुल पूंजीगत व्यय की गणना उपकरण की स्थापना शामिल करने के लिए की जाती है, गरमा और बिजली की लागत, और प्रक्रिया निर्माण लागत, अंतर बड़ा है. ट्राइबोइलेक्ट्रोस्टैटिक बेल्ट पृथक्करण प्रक्रिया के लिए कुल पूंजी गत लागत है 63.2% प्लवनशीलता प्रक्रिया की लागत का. सरल प्रवाह शीट से शुष्क प्रक्रिया परिणामों के लिए काफी कम लागत. triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया के लिए ऑपरेटिंग लागत है 75.5% प्लवनशीलता प्रक्रिया मुख्य रूप से कम ऑपरेटिंग स्टाफ आवश्यकताओं और कम ऊर्जा की खपत की वजह से.

triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया के स्वामित्व की कुल लागत काफी floatation के लिए की तुलना में कम है. अध्ययन के लेखक, Soutex इंक, निष्कर्ष निकाला है कि triboelectrostatic बेल्ट जुदाई प्रक्रिया CAPEX में स्पष्ट लाभ प्रदान करता है, ओपेक्स, और परिचालन सरलता.

4. सारांश

जबकि शुष्क इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रक्रियाओं द्वारा फॉस्फेट ओर्स का लाभ विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा प्रयास किया गया है क्योंकि 1 9 40 के बाद से वाणिज्यिक पैमाने पर ऐसी प्रक्रियाओं का बहुत सीमित उपयोग किया गया है. सीमित सफलता विभाजक प्रणालियों के डिजाइन और ओआरईएस की जटिलता के कारण विभिन्न कारकों के कारण हुई है.

फ़ीड तैयारी (तापमान, आकार वर्गीकरण, कंडीशनिंग एजेंट) जुदाई प्रणालियों के प्रदर्शन पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है. इस क्षेत्र में आगे के काम के अवसर, विशेष रूप से रासायनिक कंडीशनिंग एजेंटों की खोज कणों के अंतर चार्ज को बढ़ाने के लिए बाद में जुदाई में अधिक से अधिक दक्षता सक्षम करने के लिए. इस तरह के आरोप-संशोधित एजेंटों के उपयोग के परिणामस्वरूप ऐसी प्रक्रियाएं हो सकती हैं जो जटिल गैंग सामग्री के साथ ओरेस को सफलतापूर्वक सम्मानित कर सकती हैं, सिलिकेट और कार्बोनेट दोनों सहित.

जबकि काम इन तरीकों को और अधिक परिष्कृत करने के लिए जारी है, पारंपरिक इलेक्ट्रोस्टैटिक सिस्टम पर मौलिक सीमाओं में क्षमता शामिल है, अयस्क के पर्याप्त उन्नयन के लिए कई चरणों के लिए आवश्यक, और जुर्माना के कारण परिचालन समस्याओं. प्रदर्शन प्रयोगशाला तकनीकों के व्यवहार्य वाणिज्यिक पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए आदेश में, विश्वसनीय आश्वासन देने के लिए महत्वपूर्ण सुधार किए जाने चाहिए, दक्षता के क्षरण के बिना निरंतर संचालन.

एसटीईटी ट्राइबोइलेक्ट्रिक सेपरेटर खनिज प्रसंस्करण उद्योग को पूरी तरह से शुष्क तकनीक के साथ ठीक सामग्री को बेहतर बनाने का साधन प्रदान करता है. पर्यावरण के अनुकूल प्रक्रिया गीला प्रसंस्करण और अंतिम सामग्री के आवश्यक सुखाने को खत्म कर सकते हैं. एसटीईटी प्रक्रिया उच्च क्षमता पर संचालित होती है - तक 40 एक कॉम्पैक्ट मशीन द्वारा प्रति घंटे टन. एसटीईटी विभाजक संकीर्ण आकार श्रेणियों में वर्गीकरण की आवश्यकता के बिना कुशलतापूर्वक कण आकार की एक विस्तृत श्रृंखला को संसाधित कर सकता है. जोरदार आंदोलन के कारण, चलती बेल्ट के बीच उच्च कतरनी दर, और बहुत अच्छे कणों को संभालने की क्षमता (<0.001 मिमी) एसटीईटी विभाजक फॉस्फेट ओर्स से कीचड़ को अलग करने में प्रभावी हो सकता है जहां अन्य इलेक्ट्रोस्टैटिक विभाजक विफल रहे हैं. ऊर्जा की खपत कम है, लगभग 1-2 केडब्ल्यूएच/टन सामग्री संसाधित. के बाद से प्रक्रिया का केवल संभावित उत्सर्जन धूल है, अनुमति देना आमतौर पर अपेक्षाकृत आसान है.

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संदर्भ

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