Hersteller und Lieferant von Iridium-Tantal-Titan-Anoden in China

Als angesehener Hersteller von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden in China bietet Wstitanium mit seiner fortschrittlichen Technologie, seinen hochwertigen Produkten und seinem perfekten Service maßgeschneiderte Lösungen für viele Bereiche wie die Chloralkaliindustrie, Abwasserbehandlung, Galvanikindustrie usw.

Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden

Fabrik für mit Iridium-Tantal beschichtete Titananoden - Wstitanium

Iridium (Ir) und Tantal (Ta) weisen beide eine gute chemische Stabilität und katalytische Aktivität auf. Iridium-Tantal-Beschichtungen bestehen üblicherweise aus Iridium- und Tantaloxiden wie IrO₂ und Ta₂O₅. Diese Oxidbeschichtungen verleihen der Elektrode eine hohe Sauerstoff- und Chlorentwicklungsüberspannung, wodurch die Elektrode Redoxreaktionen in elektrochemischen Reaktionen effizient durchführen kann. Gleichzeitig erhöht die Beschichtung die Korrosionsbeständigkeit der Elektrode, schützt die Titanmatrix und verlängert ihre Lebensdauer.

Hoher Iridiumgehalt

Hoher Iridiumgehalt

Der Iridiumgehalt beträgt etwa 60–90 %, was eine höhere katalytische Aktivität und Stabilität aufweist und sich besonders für Anwendungen eignet, die eine hohe Stromdichte und eine hohe Sauerstoff- oder Chlorentwicklungseffizienz erfordern, wie etwa Anoden für Elektrolysezellen in der Chlor-Alkali-Industrie.

Mittlerer Iridiumgehalt

Der Iridiumgehalt liegt üblicherweise zwischen 30 % und 60 %. Die Leistung ist relativ ausgewogen, mit einer gewissen katalytischen Aktivität und Stabilität, und es ist kostengünstiger als Typen mit hohem Iridiumgehalt. Es wird in kostensensitiven Bereichen wie der Galvanotechnik eingesetzt.

Niedriger Iridiumgehalt

Niedriger Iridiumgehalt

Der Iridiumgehalt beträgt 10–30 %. Es nutzt hauptsächlich die Eigenschaften von Tantal, um Kosten zu senken und gleichzeitig bestimmte elektrochemische Eigenschaften beizubehalten. Es eignet sich für Szenarien mit strenger Kostenkontrolle, wie beispielsweise einfache Elektrolyseprozesse in der Abwasserbehandlung.

Zum Galvanisieren

Zum Galvanisieren

Es wird in verschiedenen Galvanisierungsprozessen verwendet, beispielsweise beim Verkupfern, Vernickeln, Vergolden usw. Die Anode muss sich gleichmäßig auflösen können und eine stabile Quelle für Metallionen darstellen.

Zum Galvanisieren

Für die Chlor-Alkali-Industrie

Es ist speziell für die Elektrolyse von Salzwasser bei der Chloralkaliproduktion konzipiert und erfordert von der Anode eine hohe Chlorentwicklungseffizienz, geringe Überspannung und gute Korrosionsbeständigkeit.

Zur Elektrolyse von Wasser

Zur Elektrolyse von Wasser

Bei Verwendung im Prozess der Wasserelektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff oder Sauerstoff weist die Anode eine hohe katalytische Aktivität bei der Sauerstoffentwicklung auf und kann die Überspannung der Sauerstoffentwicklung verringern.

Die Form ist eine flache Platte mit einfacher Struktur und einfacher Herstellung. Sie eignet sich für Anwendungen mit geringem Elektrodenbedarf, großem Reaktionsflächenbedarf und relativ gleichmäßigem Elektrolytfluss.

Mesh-Iridium-Tantal-Anode

Es verfügt über eine Netzstruktur, die die Kontaktfläche zwischen der Elektrode und dem Elektrolyt vergrößern, die Reaktionseffizienz verbessern und die Zirkulation des Elektrolyten sowie das Entweichen des Gases erleichtern kann.

Es handelt sich üblicherweise um eine röhrenförmige Struktur, und je nach Bedarf können unterschiedliche Durchmesser und Längen entworfen werden. Röhrenförmige Anoden können sich besser an Raum- und Reaktionsbedingungen anpassen.

Grundprinzipien der Iridium-Tantal-beschichteten Titananode

IridiumEine mit Iridium-Tantal beschichtete Titananode fungiert in elektrochemischen Systemen als Anode und ihre Hauptfunktion besteht in der Oxidation unter Stromeinwirkung. Bei der herkömmlichen Wasserelektrolyse beispielsweise durchläuft die Anode eine Sauerstoffentwicklungsreaktion (4OH⁻ – 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑), und in der Chloralkaliindustrie kommt es zur Oxidation von Chloridionen zur Bildung von Chlorgas (2Cl⁻ – 2e⁻ = Cl₂↑). Eine Iridium-Tantal-Beschichtung kann die Überspannung dieser Oxidationsreaktionen verringern und so Reaktionsgeschwindigkeit und -effizienz steigern. Unter Überspannung versteht man die Differenz zwischen dem Potenzial, bei dem die Elektrodenreaktion tatsächlich stattfindet, und dem reversiblen Elektrodenpotenzial. Je niedriger die Überspannung, desto weniger Energie wird für die Reaktion benötigt, wodurch Strom gespart wird.

Prinzipien der Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden (2)

Die Hauptaufgabe der Iridium-Tantal-Beschichtung besteht darin, das Titansubstrat zu schützen und die elektrochemische Leistung der Anode zu optimieren. Iridium ist ein Edelmetall mit ausgezeichneter elektrochemischer Aktivität und Korrosionsbeständigkeit, während Tantal ebenfalls eine gute chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit aufweist. Die durch die Kombination der beiden Metalle gebildete Beschichtung kann wirksam verhindern, dass der Elektrolyt das Titansubstrat korrodiert, und die Lebensdauer der Anode verlängern. Durch die Anpassung des Iridium-Tantal-Verhältnisses und der Mikrostruktur der Beschichtung lässt sich die elektrochemische Aktivität der Anode präzise steuern und so für unterschiedliche Anwendungsanforderungen optimieren. Beispielsweise kann ein höherer Iridiumgehalt die Sauerstoffentwicklungsüberspannung weiter reduzieren und die Leistung der Anode bei der Sauerstoffentwicklungsreaktion verbessern.

Vorteile der Iridium-Tantal-beschichteten Titananode

Die einzigartige Struktur und das Funktionsprinzip der Iridium-Tantal-beschichteten Titananode verleihen ihr zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise hervorragende elektrochemische Eigenschaften, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und gute Leitfähigkeit, was die Produktionseffizienz verbessert, Kosten senkt und den technologischen Fortschritt und die nachhaltige Entwicklung in verwandten Branchen fördert.

Hohe Leistung

Eine Iridium-Tantal-Beschichtung kann das Sauerstoffentwicklungsüberpotential der Anode wirksam erhöhen und die Korrosionsrate der Anode verringern.

Gute Leitfähigkeit

Mit Iridium-Tantal beschichtete Titananoden leiten den Strom während der Elektrolyse schnell und gleichmäßig und reduzieren so den Leistungsverlust.

Vorteile der Iridium-Tantal-beschichteten Titananode

Titansubstrat

Titan weist eine gute Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Plastizität auf. Behält gute physikalische Eigenschaften in komplexen Arbeitsumgebungen bei.

Starke Korrosionsbeständigkeit

Dank der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit der Iridium-Tantal-Beschichtung kann es in einer Vielzahl von Umgebungen mit aggressiven Chemikalien stabil arbeiten.

Kundenspezifische Fertigung Iridium-Tantal-beschichteter Titananoden

Wstitanium ist ein Auftragshersteller mit einem hervorragenden Ruf in der Herstellung von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden. Wir verwenden einzigartige Formeln und fortschrittliche Beschichtungstechnologie, um umfassende Anpassungsservices anzubieten. Form, Größe, Beschichtungsdicke und Zusammensetzung der Titananode werden präzise an die spezifischen Anforderungen angepasst, um sicherzustellen, dass sich das Produkt perfekt an die Anlage und den Prozessablauf anpasst.

Spezifikationen der mit Iridiumoxid beschichteten Titanelektrode

BeschichtungsmaterialIridiumoxide (IrO2), Tantaloxide (Ta2O5)Edelmetallgehalt8-13 g / m2
Unedles MetallTitan Gr1, Gr2Beschichtungsdicke8-15μm
Temperaturbereich<85 ℃PH Wert1 - 12
Stromdichte500-800AVerbessertes Leben300 H-400H
Sauerstoffentwicklungspotential<1.45VFluoridgehalt<50 mg/l

Optimierung des Verhältnisses von Iridium und Tantal

Das Verhältnis von Iridium zu Tantal ist einer der Schlüsselfaktoren für die Leistung der Beschichtung. Unterschiedliche Verhältnisse führen zu unterschiedlichen elektrochemischen Aktivitäten und Korrosionsbeständigkeiten der Beschichtung. Generell kann eine Erhöhung des Iridiumgehalts die elektrochemische Aktivität der Beschichtung verbessern und die Sauerstoffentwicklungsüberspannung reduzieren, erhöht aber auch die Kosten. Daher ist es notwendig, das optimale Iridium-Tantal-Verhältnis durch Experimente und theoretische Berechnungen basierend auf den spezifischen Anwendungsanforderungen und Kostenbudgets zu bestimmen. Beispielsweise liegt in der Chloralkali-Industrie nach zahlreichen experimentellen Überprüfungen das Iridium-Tantal-Verhältnis bei 1:1 bis 3:1, wodurch ein gutes Gleichgewicht zwischen elektrokatalytischer Aktivität und Korrosionsbeständigkeit erreicht wird.

Optimierung des Verhältnisses von Iridium und Tantal

Anodenform

Wstitanium fertigt verschiedene Formen von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden individuell an Ihre Bedürfnisse an, z. B. als Flachplatte, Netz, Rohr, Stab usw. Verschiedene Formen eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. Beispielsweise eignen sich Flachplattenelektroden für Anwendungen, die großflächige Elektroden erfordern, während Netzelektroden für Anwendungen geeignet sind, die einen höheren Stofftransport erfordern.

Größe

Die Elektrodengröße kann gemäß den Anforderungen der Zeichnung angepasst werden, einschließlich Parametern wie Länge, Breite, Dicke usw. Wstitanium verfügt über moderne Laserschneidmaschinen und CNC-Bearbeitungszentren, die die Genauigkeit und Konsistenz der Elektrodengröße gewährleisten. Bei der Größe der Anode müssen Faktoren wie Stromdichte, Elektrolytfluss und Elektrodenabstand berücksichtigt werden. Eine größere Anodengröße kann die Elektrodenoberfläche vergrößern und die Stromdichte verringern, wodurch der Elektrodenverlust reduziert und die Reaktionseffizienz verbessert wird. Eine zu große Anodengröße kann jedoch zu einem ungleichmäßigen Elektrolytfluss führen und die Gleichmäßigkeit der Reaktion beeinträchtigen. Daher ist es notwendig, die optimale Anodengröße mithilfe von Methoden wie Strömungsmechanik und elektrochemischer Simulation zu bestimmen.

Beschichtungsdicke

Die Schichtdicke ist einer der wichtigsten Parameter für die Leistung von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden. Mit Titan lässt sich die Schichtdicke bedarfsgerecht steuern. Im Allgemeinen liegt die Schichtdicke zwischen wenigen Mikrometern und mehreren zehn Mikrometern. Unterschiedliche Schichtdicken eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. Daher muss die passende Schichtdicke entsprechend den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden.

Stützstruktur

Um die Stabilität der Anode während des Gebrauchs zu gewährleisten, sollte die Trägerstruktur ausreichend fest und korrosionsbeständig sein, ohne den Elektrolytfluss und die Stromleitung zu beeinträchtigen. Gängige Trägerstrukturen sind beispielsweise Rahmen- oder Netzstrukturen. Rahmenstrukturen bieten besseren mechanischen Halt, während Netzstrukturen die Oberfläche der Elektrode vergrößern und die Reaktionseffizienz verbessern.

Verbindungsmethode

Eine gute Verbindungsmethode sollte die Zuverlässigkeit und Leitfähigkeit der elektrischen Verbindung gewährleisten. Gängige Verbindungsmethoden sind Schweißen, Schraubverbindungen usw. Schweißverbindungen können eine höhere Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit bieten, jedoch ist beim Schweißen auf die Auswirkungen auf das Titansubstrat und die Beschichtung zu achten. Schraubverbindungen sind leicht zu montieren und zu demontieren, jedoch sind entsprechende Korrosionsschutzmaßnahmen zu treffen.

Herstellungsprozess

Polieren Sie das Titansubstrat mechanisch, um die Oxidschicht, Öl und andere Verunreinigungen zu entfernen und die Oberfläche glatt und sauber zu machen. Verwenden Sie anschließend Säureätzen, um es weiter zu reinigen und die Rauheit zu erhöhen, um die Haftung der Beschichtung zu verbessern. Bereiten Sie die Beschichtungsflüssigkeit vor, lösen Sie die Iridium- und Tantalverbindungen proportional in einem organischen Lösungsmittel auf, geben Sie Additive hinzu und rühren Sie gleichmäßig um. Tragen Sie dann die Beschichtungsflüssigkeit durch Pinseln, Sprühen usw. gleichmäßig auf die Oberfläche des Substrats auf und trocknen Sie jede Schicht nach dem Auftragen. Nach der thermischen Zersetzung und Aushärtung legen Sie das beschichtete Substrat in einen Hochtemperaturofen, um die Verbindung bei 500 °C und einer bestimmten Atmosphäre in eine Iridium-Tantaloxid-Beschichtung umzuwandeln. Um Dicke und Leistung sicherzustellen, müssen die Beschichtungs- und Aushärtungsschritte viele Male wiederholt werden.

Titansubstrat auswählen

Titansubstrat auswählen

Bestätigen Sie das Titananoden-Basismaterial Gr1, Gr2. Es muss von hoher Reinheit sein und darf keine Defekte wie tiefe Löcher und Risse auf der Oberfläche aufweisen.

Laserschneiden

Bildung

Durch Scheren, Laserschneiden oder Schweißen wird das Titanmaterial in die gewünschte Form und Größe gebracht, beispielsweise als Platte, Rohr, Stab, Netz usw.

Sandstrahlung

Sandstrahlung

Sand wird auf die Oberfläche des Titansubstrats gesprüht, um Verunreinigungen und Oxidschichten zu entfernen, es aufzurauen und die Haftung der Beschichtung zu verbessern.

Richtglühen

Nivellieren / Glühen

Erhitzen und formen Sie das Titanmaterial in einem Ofen bei etwa 500 °C, halten Sie es etwa 2 Stunden lang warm, beseitigen Sie die Spannung im Material und verbessern Sie die Organisationsstruktur des Materials.

Beizen

Beizen

Weichen Sie das Titanmaterial in der Beizlösung ein, um Oxidschichten und Verunreinigungen auf der Oberfläche weiter zu entfernen, die Oberfläche sauberer und rauer zu machen und die Haftung der Beschichtung zu verbessern.

Flüssigkeitszubereitung

Flüssigkeitszubereitung

Mischen Sie Verbindungen von Edelmetallen wie Iridium und Tantal mit bestimmten Lösungsmitteln, Additiven usw. in einem bestimmten Verhältnis, um eine gleichmäßige Beschichtungslösung herzustellen.

Beschichtung

Beschichtung

Die Beschichtungslösung gleichmäßig auf die Oberfläche des Titansubstrats auftragen. Es dürfen keine Verunreinigungen oder Staub vorhanden sein.

Trocknen

Trocknen

Wiederholen Sie den Vorgang des Bürstens, Trocknens, Erhitzens und Abkühlens. Die Beschichtungsflüssigkeit reagiert vollständig mit dem Substrat und bildet eine aktive Beschichtung.

Qualitätskontrolle

Qualitätskontrolle

Größe, Aussehen, Beschichtungshaftung, elektrische Eigenschaften usw. der Titananode werden Stück für Stück geprüft und abgenommen.

Qualitätskontrolle

Nach Abschluss des kundenspezifischen Designs werden Muster hergestellt und strengen Tests unterzogen. Die Herstellungstechnologie und -qualität der Muster werden streng kontrolliert, um sicherzustellen, dass die Leistung der Muster den Designanforderungen entspricht. Die Qualitätsprüfung umfasst unter anderem elektrochemische Leistungstests, Korrosionsbeständigkeitstests und mechanische Leistungstests. Nach bestandener Qualitätsprüfung beginnt die Massenproduktion. Hersteller müssen außerdem während des Produktionsprozesses Daten erfassen und analysieren, um Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben sowie die Konsistenz und Stabilität der Produktqualität sicherzustellen.

ProbeartikelTest-BedingungenAbschluss
Bündelung der Kräfte3M KlebebandKeine schwarzen Flecken auf dem Band
Biegung 180° auf Φ12mm RundwelleKein Ablösen an der Biegung
HomogenitätstestRöntgenfluoreszenzspektrometer≤15%
BeschichtungsdickeRöntgenfluoreszenzspektrometer8-12μm
Chlorierungspotential2000 A/m2, Sättigung NaCl, 25 ± 2 °C≤1.13V
Analytische Chlorpolarisationsrate200/2000A/m2, Saturation NaCl,25±2℃≤40 mV
Erhöhte Lebensdauer20000A/m2,1mol/L H2SO4,40±2℃≥700h (Ir+Ta 15g)
Intensive Schwerelosigkeit20000A/m2,8mol/L NaOH,95±2℃, Elektrolyse 4h≤10 mg

Anwendung einer Iridium-Tantal-beschichteten Titananode

Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden bieten aufgrund ihrer hervorragenden elektrochemischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in vielen Bereichen, wie z. B. Galvanik, Elektrolytaluminium- und Elektrolytkupferherstellung, Herstellung verzinkter Stahlbleche, Wasseraufbereitung und kathodischem Korrosionsschutz. Durch eine rationelle Gestaltung der Anodenstruktur sowie optimierte Fertigungsparameter und Wartung können die Vorteile von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden voll ausgeschöpft, die Produktionseffizienz gesteigert, die Produktionskosten gesenkt und Energieeinsparungen sowie Umweltschutz erreicht werden.

Galvanotechnik

Beim Galvanisieren fungiert die Iridium-Tantal-beschichtete Titananode als unlösliche Anode und leitet hauptsächlich Strom. Fließt Strom durch die Galvanisierlösung, findet an der Anode eine Oxidationsreaktion und an der Kathode eine Reduktionsreaktion statt. Metallionen lagern sich auf der Kathodenoberfläche ab und bilden eine Beschichtung. Die hohe katalytische Aktivität der Iridium-Tantal-beschichteten Titananode fördert die anodische Reaktion und verbessert die Galvanisiereffizienz und Beschichtungsqualität.

In einem Vernickelungsprozess ersetzt die Iridium-Tantal-beschichtete Titananode die herkömmliche Bleianode. Nach einer gewissen Nutzungsdauer zeigte sich, dass sich die Beschichtungsqualität deutlich verbessert hatte und Defekte wie Nadelstiche und Lochfraß um mehr als 80 % reduziert wurden. Gleichzeitig verlängerte sich die Lebensdauer der Anode um mehr als das Dreifache und der Stromverbrauch sank um 3 %.

Aluminiumelektrolyse

Bei der Elektrolytaluminiumgewinnung werden Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden anstelle herkömmlicher Graphitanoden eingesetzt. Dies reduziert den Anodenverbrauch effektiv und verbessert die Elektrolyseeffizienz. Ein großes Elektrolytaluminiumwerk testete Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden in einigen Elektrolysezellen. Nach einem Betriebsjahr konnte der Anodenverbrauch um 30 % gesenkt und die Stromausbeute um 5 % gesteigert werden. Dies spart jährlich Millionen Yuan an Produktionskosten. Gleichzeitig werden durch die Reduzierung von Schlacke und Abgasemissionen auch die Auswirkungen auf die Umwelt deutlich reduziert.

Aluminiumelektrolyse

Elektrolytisches Kupfer

Bei der Elektrolytkupfergewinnung werden Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden als unlösliche Anoden eingesetzt, um Verunreinigungen im Rohkupfer zu oxidieren und aufzulösen und so die Kupferraffination zu erreichen. Die Hauptreaktion an der Anode ist die Oxidation von Kupfer und Verunreinigungen. Durch den Einsatz von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden im Raffinationsprozess einer Elektrolytkupferanlage stieg die Reinheit des raffinierten Kupfers von 99.5 % auf über 99.9 %, die Lebensdauer der Anode verlängerte sich von ursprünglich drei Monaten auf über ein Jahr, und die Produktionskosten sanken um etwa 3 %.

Verzinktes Stahlblech

Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden werden im galvanischen Verzinkungsprozess eingesetzt. Die Anode oxidiert unter Einwirkung von elektrischem Strom und liefert die Elektronen, die für die Abscheidung von Zinkionen auf der Stahlblechoberfläche erforderlich sind. Durch den Einsatz von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden durch einen Hersteller verzinkter Stahlbleche konnte die Dickengleichmäßigkeit der Zinkbeschichtung um 30 % erhöht, die Oberflächenqualität deutlich verbessert und die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts gesteigert werden. Gleichzeitig reduzierte sich der Stromverbrauch um 10 % und die Häufigkeit des Anodenwechsels um 50 %.

In der Wasseraufbereitung werden Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden hauptsächlich in der elektrokatalytischen Oxidation, der elektrolytischen Desinfektion und anderen Prozessen eingesetzt. Durch die elektrokatalytische Wirkung der Anode können Schadstoffe wie organische Stoffe und Mikroorganismen im Wasser oxidiert und zersetzt werden, um die Wasserqualität zu verbessern. Eine Kläranlage nutzt das elektrokatalytische Oxidationsverfahren mit Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden zur Behandlung von Industrieabwasser. Nach der Behandlung lag die Entfernungsrate organischer Stoffe im Abwasser bei über 90 %, und die Qualität des Abwassers entsprach den Abwassernormen.

Beim kathodischen Korrosionsschutz fungiert die Iridium-Tantal-beschichtete Titananode als Hilfsanode. Sie polarisiert die Oberfläche des zu schützenden Metalls, indem sie kathodischen Strom an das zu schützende Metall liefert und so Korrosion verhindert. Die Anode durchläuft eine Oxidationsreaktion und verbraucht dabei ihre eigene chemische Energie, um einen Schutzstrom zu erzeugen. Eine bestimmte Ölpipeline nutzt eine Iridium-Tantal-beschichtete Titananode für den kathodischen Korrosionsschutz. Nach jahrelangem Betrieb hat sich die Korrosionsrate der Pipeline deutlich reduziert, was ihre Lebensdauer verlängert, korrosionsbedingte Leckagen reduziert und die Sicherheit des Öltransports gewährleistet.

Wstitanium wird sich weiterhin der Forschung, Entwicklung und Innovation von Iridium-Tantal-beschichteten Titananoden widmen, Ihnen qualitativ bessere und effizientere Produkte und Dienstleistungen bieten und die Entwicklung und Anwendung elektrochemischer Technologien fördern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Innovation der Technologie wird davon ausgegangen, dass Iridium-Tantal-beschichtete Titananoden in zukünftigen industriellen Anwendungen eine immer wichtigere Rolle spielen werden. Gleichzeitig wird die Anwendungsforschung in neuen Bereichen weiter vertieft und effektive Lösungen für weitere industrielle Probleme bereitgestellt.

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