UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE GEOLOGÍA, MINAS Y GEOFÍSICA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA YACIMIENTOS DE MINERALES METALICOS (3155) Semestre 2018-03 Metalogénesis del Escudo de Guayana (Al, Au y coltan) Prof. Sebastián Grande Integrante: Rincones. T. Josmel. J Caracas, marzo de 2019 INDICE 1. Aluminio (Al) -----------------------------------------------------------------------------1 1.1.Metalogénesis del aluminio (bauxita) ------------------------------------------------1 1.2. Depósitos de bauxita en Guayana ---------------------------------------------------2 1.2.1. Gran potencial ------------------------------------------------------------------------2 1.2.2. Bajo potencia --------------------------------------------------------------------------2 1.3. Extracción del óxido de aluminio puro Al2O3 (alúmina) de la bauxita -----3 1.4. Reservas y ubicación de la bauxita en Guayana ----------------------------------3 1.5. Producción de aluminio en Guayana -----------------------------------------------4 2. Oro (Au) ------------------------------------------------------------------------------------5 2.1. Como se presenta el oro en la naturaleza ------------------------------------------6 2.2. El oro en Guayana ----------------------------------------------------------------------6 2.3. Depósitos auríferos en Guayan ------------------------------------------------------7 2.3.1. Depósitos de origen primarios -----------------------------------------------------7 2.3.1.1. Vetas masivas de cuarzo con Oro nativo --------------------------------------7 2.3.1.2. Vetas de cuarzo que contienen abundante pirita ----------------------------7 2.3.1.3. Zonas piríticas con contenido de Oro en lavas cizalladas, sin cuarzo ---7 2.3.2. Depósitos de origen secundario ----------------------------------------------------7 2.3.2.1. Yacimientos eluviales --------------------------------------------------------------8 2.3.2.2. Yacimiento aluvial o fluvial ------------------------------------------------------8 2.4. Tipos de Yacimientos ------------------------------------------------------------------8 2.5. Producción de oro en Guayana ------------------------------------------------------9 2.6. Productores más importantes de oro ----------------------------------------------10 3. Coltan (Nb-Ta) ---------------------------------------------------------------------------10 3.1. Coltan en su estado natural y formación -----------------------------------------11 3.2. Características físicas ----------------------------------------------------------------11 3.3. Ubicación de las reservas ------------------------------------------------------------12 3.4. ¿Cuándo se comenzó a explotar? --------------------------------------------------12 3.5. Comercialización de coltan en Venezuela ----------------------------------------12 3.6. Países productores de Coltan -------------------------------------------------------13 REFERENCIAS BLIBLIOGRAFICAS -----------------------------------------------14 1. Aluminio (Al) El aluminio es aún más abundante, dentro de la corteza terrestre, que el hierro, y es el metal más moderno que ha encontrado un empleo general en gran escala en la industria. En efecto, este elemento fue extraído por vez primera en forma pura en 1827, aunque hasta 1886 no descubrieron Hall y Herolt un proceso barato de extracción, mediante la electrólisis en criolita fundida. Sólo a comienzos de este siglo se obtuvo aluminio metálico de gran pureza. Desde entonces la producción y la cantidad de usos del aluminio han ido aumentando ininterrumpidamente. Es el metal más extendido en la naturaleza: no se encuentra nunca en estado puro, pero abunda como constituyente de numerosos minerales y rocas, entre ellas la bauxita, la criolita, la arcilla y los feldespatos 1.1. Metalogénesis del aluminio (bauxita) Siendo esta la mena más impórtate de aluminio: La bauxita, es definida como una mezcla de minerales formados mediante la meteorización de las rocas ígneas en condiciones geomorfólicas favorables. Meteorización de rocas graníticas. Formada por erosión de rocas aluminosas en condiciones tropicales y depositada como coloide. Mezclas de arcilla y granito que contienen aluminio, MARIÑO (2010a). De acuerdo a MENDOZA (2012), en zonas tropicales, donde las temperaturas son altas y las lluvias abundantes y existe la ocurrencia de yacimientos tipo plateau, el agua fácilmente percola y llega a hidrolizar las rocas ricas en sílice, separando esta sílice de los cationes metálicos 1 Dichos cationes son fundamentalmente Fe y Al que, al hidrolizarse de las rocas, han quedado en forma de óxidos e hidróxidos: Fe (OH)3 y Al (OH)3. Adicionalmente, GRANDE S (2016) La formación de un depósito laterítico no es suficiente que haya una alta precipitación, mucho más importante es un régimen monzónico, es decir la alternancia entre períodos secos y lluviosos, como los que caracterizan a la zona intertropical. Durante la sequía el nivel freático baja varios metros, produciéndose la precipitación de los hidróxidos. Durante las lluvias se produce la lixiviación del feldespato que libera a aluminio y lo mantiene en solución cuando el nivel freático está alto. Luego dicho aluminio es precipitado en la siguiente época seca, y así poco a poco se va enriqueciendo el perfil de suelo en gibsita, u otros hidróxidos de Al”. La sílice formada es lavada por el agua de lluvia, pero los hidróxidos se cementan entre ellos, formando agregados terrosos que se denominan lateritas, si la composición es principalmente hidróxidos de hierro y bauxitas, cuando están formados fundamentalmente por hidróxidos de aluminio, MENDOZA (2012). Indica que la región de Guayana ha sido modificada geomorfológicamente desde el Cretácico Tardío al Paleoceno Temprano. Durante este tiempo, la región ha cambiado de clima húmedo a tropical – lluvioso, con cortos períodos secos. Estos eventos promovieron la alteración del Granito Rapakivi de El Parguaza, por procesos de lixiviación, originando perfiles de caolinización (caolinita: Al2Si2O5 (OH)4), duricostras [SIC] (costra laterítica dura, que se genera por meteorización química del suelo, en zonas tropicales) y una amplia variedad de suelos. De esta manera, se desarrollan las lateríticas alumínicas trihidratadas de Los Pijiguaos, donde predomina el mineral gibsita — Al (OH)3 — en un paisaje en forma de “plateau” o meseta, con altura promedio entre 600 y 700 metros de altura sobre el nivel medio del mar y con presencia de valles incisivos y cortados 1.2. Depósitos de bauxita en Guayana Se subdividió a los depósitos de bauxita del Escudo de la Guayana venezolana en dos grupos, de acuerdo a su roca de origen o roca parental y su potencial económico, según MARIÑO (2013): 1.2.1. Gran potencial: provenientes de rocas graníticas, con altos porcentajes de alúmina, que pueden llegar hasta un 52%, mayoritariamente gibsita, que es el óxido de aluminio trihidratado 1. 2.2. Bajo potencial: se originan de rocas máficas, con alto contenido de hierro, superior al 30% y con presencia de diáspora y/o bohemita, que son óxidos monohidratados de aluminio. 2 1.3. Extracción del óxido de aluminio puro Al2O3 (alumina) de la bauxita El tratamiento de la bauxita con hidróxido de sodio (NaOH), a elevadas condiciones de temperatura y presión para obtener alúmina (Al2O3), es denominado proceso Bayer (Wehr et al. 2006). El proceso Bayer comprende cuatro etapas: (1) digestión (2) clarificación del licor, (3) precipitación del hidrato de alúmina y (4) calcinación de la alúmina como muestra en la figura 1. El licor resultante del tratamiento de la bauxita con hidróxido de sodio concentrado contiene una disolución de aluminato de sodio y residuos de bauxita no disueltos ricos en hierro, silicio y titanio, estos residuos son denominados como lodos rojos. La solución clara de aluminato de sodio es bombeada a un tanque de grandes dimensiones, denominado precipitador, en este tanque le añaden partículas finas de alúmina para promover la precipitación de partículas de alúmina pura a medida que el licor enfría. Las partículas sedimentadas en el fondo del tanque son extraídas y pasan a través de un calcinador rotatorio a 1100º C para eliminar el agua combinada químicamente. El resultado del proceso es un polvo blanco: alúmina pura. La soda cáustica (NaOH) es recuperada y reutilizada en el proceso. Este proceso para la obtención de alúmina pura a partir de la bauxita ha experimentado pocas modificaciones desde la apertura de la primera refinería de bauxita en 1893 (Rubinos, 2008) 1.4. Reservas y ubicación de la bauxita en Guayana Según Bravo, E (2013) Existen 320 millones de toneladas de reservas probadas pudiendo llegar hasta 350 millones de toneladas. La suma de las reservas de bauxita 3 probables y posibles es de 3479 billones toneladas. Ubicación: * En el distrito Cedeño, sector de Los Pijiguaos, se encuentran las más grandes reservas de Bauxita de toda Venezuela. * La región de Upata: esta zona presenta varios depósitos de bauxitas pero el más conocido y estudiado es el cerro el Chorro, el depósito se encuentra a cinco kilómetros al noreste de Upata, estado Bolívar. * La altiplanicie de Nuria: localizada al norte de la población de Tumeremo. (Arco minero del Orinoco, 2013) 1.5. Producción de aluminio en Guayana Las minas de bauxita en Guayana se encuentran a una distancia apreciable de donde se procesa la alúmina y aluminio. Los Pijiguao en Guayana está a 600Km rio arriba de la planta de alúmina Bauxilum. La mina de Trombetas distan de la industria de alúmina Alunorte 800Km rio arriba del amazonas. En Guayana funciona la planta que surte la alúmina por cinta transportadora a Venalum y Alcasa. En Barcarena están las plantas Alunorte que produce alumina y Albras reductora de aluminio y la generadora de electricidad Edelca, empresa del estado La falta de insumos, aunado a las deudas de sus principales clientes, impiden que la industria arranque su fase de ampliación y garantice oportunamente los suministros tanto a clientes locales como internacionales. 4 Venalum opera a un 28% de su capacidad instalada con 263 celdas conectadas. Sus expectativas de producción son desalentadoras, pues cerró el 2011 con 266 mil toneladas de aluminio primario. Esto debido a que el suministro de materias primas sigue deficiente. “Venalum ha llegado a tener cero inventarios de alúmina, Bauxilum tiene sus problemas laborales y técnicos y no han podido suplir. Se tienen problemas con los hornos de retención, los suelos están agrietados. Hay déficit en los equipos móviles. En fin el escenario negativo se atribuye a la insuficiencia de insumos, no hay varillas, ni criolita. A nivel operativo la estatal no ha podido cumplir con el plan de incorporación de celdas. Por lo que la reductora cuenta actualmente con al menos 218 celdas en operación. La realidad indica que 150 celdas están en servicio de un parque de 396 en total, de modo que sigue operando a 37,8% de su capacidad instalada. Sin embargo, La baja producción de aluminio en esta reductora se debe a que Alcasa presenta un déficit de alúmina “porque Bauxilum tiene serios problemas en la producción”. 2. Oro (Au) Es un metal precioso blando de color amarillo. Su símbolo es Au (del latín aurum, ‘brillante amanecer’). Además, es uno de los metales más utilizados en las joyerías por su composición elemental y su rareza y por ser un metal difícil de encontrar en la naturaleza y en la tierra, abunda más en el interior de las montañas. Es un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable, dúctil y altamente resistente a la corrosión . El oro no reacciona con la mayoría de los productos 5 químicos, pero es sensible y soluble al cianuro, al mercurio, al agua regia, al cloro y a la lejía. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales 2.1. Como se presenta el oro en la naturaleza El oro es de origen magmático. Los magmas son masas de materia fundida de las cuales provienen las rocas. Son peculiaridades temporales dentro de la corteza terrestre de la Tierra. El magma es un fluido caliente que contiene sustancias comunes a la formación de las rocas: gases vapor de agua, monóxido de carbono, hidrogeno, azufre, cloro, flúor, Entre otros..., y varios metales. La mayoría de los yacimientos de oro se han originado de estas emanaciones hidrotermales y unos cuantos se han formado por metamorfismo de contacto del cuerpo ígneo intrusivo original en las rocas adyacentes. El oro es uno de los metales que se encuentra en la naturaleza en estado nativo, algunas veces en cristales del sistema regular (cúbico) o bien en agujas o granos, dándose a estos el nombre de pepitas cuando son ya de cierta dimensión. Muchas de estas masas de oro son bastante celebres ya por su peso, ya por su aspecto. Sobre todo con la plata. Además del oro nativo y sus aleaciones, como minerales de oro hay que mencionar. La Silvanito (Telururo de oro y plata), La Krennerita (Telururo de oro y plata). 2.2. El oro en Guayana Los yacimientos auríferos de Venezuela se encuentran ubicados, casi exclusivamente, en el Escudo de Guayana que, como es sabido, está constituido por las rocas más antiguas. Dentro de este escudo se han encontrado, hasta el presente, los yacimientos más ricos de oro de veta que son de tipo hidrotermal. Se encuentran asociados a rocas plutónicas que cortan a la serie Carichapo-Pastora. Los principales yacimientos de oro de veta se encuentran en el distrito aurífero de El Callao, que fue 6 descubierto hace 100 años, constituyendo en esa época el yacimiento más rico del continente. En este distrito más rico del continente. En este distrito, que comprende un numeroso grupo de yacimiento más rico del continente. En este distrito, que comprende un numeroso grupo de yacimientos auríferos tales como los de las áreas de la Mocupia, Sosa Méndez, Laguna, Chile, La Experiencia, La Increíble, La Troya, La Paz, La Chucuta, Tomi, San Luis y La Rehabilitación 2.3. Depósitos auríferos en Guayan La mayor parte son depósitos primarios, Vetas de cuarzo aurífero Escudo GuayanoBrasileño Los tipos fundamentales son dos (Pascuali y Bisque, 1975): 2.3.1 Depósitos de origen primarios: El oro en su estado nativo se encuentra en diferentes depósitos, los principales yacimientos primarios son de tres tipos: 2.3.1.1. Vetas masivas de cuarzo con Oro nativo 2.3.1.2. Vetas de cuarzo que contienen abundante pirita 2.3.1.3. Zonas piríticas con contenido de Oro en lavas cizalladas, sin cuarzo 2.3.2. Depósitos de origen secundario: En estos depósitos el oro se concentra en yacimientos eluviales y aluviales. Se destacan los que se derivan en los cinturones de rocas verdes envueltos por grandes cuerpos dómicos de 7 granodiorita, throndjemitas y tonalitas, con de conglomerados de cuarzo y guijarros 2.3.2.1. Yacimientos eluviales: Son placeres que se encuentran en la inmediata cercanía de la roca originaria; de manera que el oro libre encontrado en las laderas por encima del afloramiento de una veta aurífera es un eluvión Fuente: López, V. 1981; M.E.M., Oro 1° Parte, p. 18 2.3.2.2. Yacimiento aluvial o fluvial: Son el tipo de depósito de placer más importante; han producido las más grandes cantidades de oro en la historia de este metal. Los lugares favorables para formarse estos depósitos son los cursos medios de los ríos donde la corriente circula rápidamente por meandros Fuente: López, V. 1981, M.E.M., Oro 1° Parte, 2.4. Tipos de Yacimientos: El oro en Guayana ocurre prácticamente en todas las provincias enumeradas, sin embargo, el área más importante se encuentra en la Provincia Métalogénica Pastora, en la región septentrional de los Distritos Rocíos y Piar, Estado Bolívar. El grupo Pastora se encuentra entre la Provincia Métalogénica de Imataca por el Norte y la Provincia Métalogénica Roraima por el Sur. En el área las formaciones del grupo pastora no están uniformemente distribuidas. Las vetas de cuarzo aurífero que se encuentran en el grupo Pastora provienen de magmas graníticos, no expuestos; más jóvenes y diferentes de las rocas graníticas 8 existentes. El centro de la minería de veta y filones del cuarzo aurífero es la región de El Callao, cuya producción en los años de 1890 alcanzo cifras notables. En esta zona el oro existe en vetas y filones, así como también, en Yacimientos aluviales estrechamente relacionados a las arenas de los ríos. Existe también en los pisos, de algunos valles y en lechos de conglomerados pocos consolidados, que yacen directamente sobre granitos o sobre rocas volcánicas metamorfoseadas, lechos que por lo general son bastante continuos, variando de espesor en algunos sitios. (1) Yacimientos de Aluvión: Los métodos utilizados en las extracciones de oro en los yacimientos aluviónales en Venezuela han evolucionado progresivamente, utilizando cada vez más las herramientas o aparatos más sofisticados. Los yacimientos epigeneticos en forma de vetas, con fuertes buzamientos, como los de la región de El Callao, para su explotación subterránea, son divididos en pisos o niveles, que se explotan uno a continuación de otro. 2.5. Producción de oro en Guayana: Los rumores acerca de la existencia de oro en Guayana comienzan desde la misma época de la colonización, En el tiempo colonial, lo que se extrajo de oro fue de alguna mina marginal, y todo en conjunto no fue gran cosa En la primera mitad del siglo XIX se comienza a hablar con mayor fuerza de las bullas en la región Las primeras minas fueron oro arrastrado por las arenas del río Yuruari Los instrumentos de trabajo de los mineros eran: pala, pico, machete y batea de madera A pesar que las cantidades extraídas no eran extraordinarias, el movimiento económico y social obligó al Estado a tomar acciones El 20 de mayo de 1854, José Gregorio Monagas promulgó el primer Código de Minas de Venezuela José Gregorio Monagas era el gobernador la región de Guayana, mientras que, José Tadeo Monagas estaba en la Presidencia de la República (Lanz, 2010) 9 2.6. Productores más importantes de oro Seis países han producido más de 150t al año: • China (370t), Australia (250t), EUA (230t), Rusia (205t), Suráfrica (170t) y Perú (165t) Según RMG (Raw Materials Group) se ha minado a nivel mundial: en 2012, 2.652t y en 2011, 2.619t. Al inicio de la crisis financiera en 2008 fue de 2.290t Fuente: Suplemento del oro, Mining Journal 3. Coltan (Nb-Ta) Es un mineral metálico negro y opaco compuesto por los minerales columbita y tantalita. El coltán no es una denominación científica que se corresponda con un elemento en concreto. La denominación corresponde a la contracción del nombre de dos minerales bien conocidos, la columbita (COL), óxido 10 de niobio con hierro y manganeso (Fe, Mn)Nb2O6, y la tantalita (TAN), óxido de tántalo con hierro y manganeso (Fe, Mn)Ta2O6. El coltán es una solución sólida entre ambos minerales. Es decir, ambos minerales se combinan en proporciones no definidas. El coltán es relativamente escaso en la naturaleza y es un claro ejemplo de materiales que han pasado de ser considerados simples curiosidades mineralógicas a estratégicos para el avance tecnológico, debido a sus aplicaciones. Es utilizado en casi la totalidad de los dispositivos electrónicos. 3.1. Coltan en su estado natural y formación El coltán es un nombre que se da a la serie isomorfa columbita-tantalita. Como ambos minerales tienen la misma estructura cristalina el tántalo y el niobio poseen propiedades semejantes, aparecen minerales de composición intermedia. Por eso se utiliza el nombre de coltán, que se forma con las primeras sílabas de los dos minerales. Los yacimientos más importantes de origen primario están asociados a granitos alcalinos y rocas relacionadas, como pegmatitas, asociado con cuarzo, feldespatos, micas, turmalina, monazita, casiterita, berilio, espodumena y wolframita, entre otros. Sin embargo, destacan también los depósitos de alteración y aluviales, como los de tipo placer, originados por la erosión, transporte y concentración de los primarios, por ser más fácilmente recuperables con técnicas de extracción menos costos, también puede encontrarse en yacimientos detríticos formados por alteración de éstas pegmatitas siendo estas rocas ígneas asociadas a los granitos que se formar por enfriamiento del magma, entre unos 500 y 600º C. Los yacimientos secundarios se forman por la meteorización de estas pegmatitas. 3.2. Características físicas Color: negro oscuro, marrón o rojizo. Brillo: submetálico a casi resinoso. Transparencia: Los cristales son casi opacos, pueden ser transparentes en delgado. Estructura cristalina: Sistema es ortorrómbico, Es un cristal con sus caras dadas la 11 vuelta. También hay cristales muy planos tabulares a veces agregados juntos en paralelo o grupos casi paralelos. Su rotura es subconoidal. Dureza: 6 - 6.5 3.3. Ubicación de las reservas El coltán se halla en una zona muy amplia denominad arco minero del Orinoco. Cubre una superficie de más de 110 000 kilómetros cuadrados, equivalente al 12 % del territorio venezolano. Abarca regiones al sur del río Orinoco, pasando por tres estados del sureste del país hasta la frontera en reclamación con Guyana. La zona también se encuentra en cercanía con la faja petrolífera del Orinoco, hacia el sur. Los estados involucrados son Amazonas, Bolívar y Delta Amacuro, que son conocidos por vastos territorios de hermosos paisajes de selva húmeda y tepuyes, reservas forestales protegidas con poblaciones de tribus indígenas y monumentos naturales, una represa hidroeléctrica y famosos parques nacionales 3.4. ¿Cuándo se comenzó a explotar? Se tiene conocimiento extraoficial de la existencia de este material en el territorio de Venezuela desde mediados de la década de los 60. A partir de 2008 comienzan los estudios para evaluar y tener un estimado más preciso de las reservas de coltán. Entre 2009 y 2010 el gobierno confirma la existencia de depósitos significativos de coltán, con un potencial promedio de 15 500 toneladas valoradas en más de 100 billones de dólares. En 2016 se inicia el proceso oficial de explotación y producción de coltán en la zona de Los Pijiguaos, en el estado Bolívar. Parguaza es una de las compañías mixtas dedicadas a esta industria actualmente, formada en unión con el estado venezolano y la Corporación Faoz. En septiembre de 2017 se extrajo satisfactoriamente la primera tonelada del oro azul en la mina de Los Pijiguaos, también existen otras concesiones para la extracción del mineral con la empresa de El Congo Afridiam, la China CAMC Engineering Co., la canadiense Gold Reserve y la mixta Oro Azul. Esta extracción histórica es la primera que se hace oficialmente por el Estado, ya que el mineral era extraído de manera ilegal desde hace bastante tiempo y vendido en contrabando a las naciones fronterizas 3.5. Comercialización de coltan en Venezuela En el año 2010 este mineral entró en el debate público venezolano, luego de que el entonces presidente Hugo Chávez declarara, durante una rendición de cuentas ante el Parlamento, que el país contaba con importantes reservas de coltán. Un descubrimiento 12 que implicaría que esta nación contase con "una gigantesca reserva de un mineral estratégico", según reseñó la estatal RNV(radio nacional de Venezuela). En esa oportunidad, el presidente Chávez señaló que el coltán se cotizaba a precios superiores al oro y al diamante, y reveló "que las reservas en Venezuela pudieran, en una evaluación muy preliminar, aproximarse a los 100.000 millones de dólares". Ahora, ocho años después del anuncio de Hugo Chávez, se concretó la primera exportación oficial de coltán. En este sentido, el ministro Víctor Cano detalló que Venezuela exportó cinco toneladas de coltán, por un monto de 300.000 euros. Ese cargamento se despachó el pasado mes de mayo a Trieste, en el noreste de Italia. Pero la era comercial del coltán venezolano ha traído para el Gobierno otras ocupaciones que no estaban en sus planes. Actualmente, denunció el ministro, "Venezuela combate el contrabando de coltán hacia Colombia", con la dificultad de que no se ha podido calcular la cantidad de material robado al país. El coltán venezolano se encuentra a nivel del suelo y no hace falta más que recolectarlo a mano sin el empleo de maquinarias. "Un ojo entrenado puede diferenciar el coltán de otro tipo de rocas. Así que pequeños mineros lo recopilan y luego lo trasladan a Colombia", precisa el ministro. 3.6. Países productores de Coltan Las estadísticas de 2017, colocan a Ruanda como el mayor productor mundial de coltán con 390 toneladas métricas (poco más de dos días de producción prometidas por Maduro) para un total de 1.300 en todo el mundo. Le siguen Congo con 370, Nigeria con 190, Brasil con 100, China con 95, Etiopía con 60 y otros países en conjunto 65. De acuerdo al mismo reporte, 1.290 toneladas fueron compradas por Estados Unidos, que a su vez exportó 630 aunque no produce ni una mina de coltán. 13 REFERENCIAS BLIBLIOGRAFICAS SME (1992) “Mining Engineering Handbook” Tomos I y II BCV (2010) “El Libro del Oro de Venezuela”. Venezuela Sarmentero, A. (1992) “Oro en Venezuela”. Parte I. Grupo de Proyectos Oro, C.A. Anónimo "El Oro como Recurso Mineral" [en línea] Dirección URL: https://www.zonaeconomica.com/oro/mineria (Consultado el 27 de Feb de 2019) Velásquez, M. 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