DE3224302C2 - Flotationshilfsmittel zur Gewinnung von Phosphaten und Kali - Google Patents

Flotationshilfsmittel zur Gewinnung von Phosphaten und Kali

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Abstract

Beschrieben wird ein Streckmittel-Öl, das charakterisiert ist durch eine Viskosität bei 37,8 ° C (100 ° F) im Bereich von etwa 40 bis etwa 250 SUS und einen Aromatengehalt im Bereich von etwa 60 bis etwa 85 Gew.-% der gesamten Sammler-Zusammensetzung, wobei etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% der gesamten Sammler-Zusammensetzung aus Benzothiophenen und Dibenzothiophenen gewählt sind. Das vorstehend beschriebene Streckmittel-Öl wird mit Tall-Öl in einem Verhältnis von Tall-Öl zu Streckmittel-Öl im Bereich von etwa 75 Gew.-% : etwa 25 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% : etwa 75 Gew.-% vermischt. Das vorstehend beschriebene Streckmittel-Öl kann auch mit einem Fettamin im Verhältnis von Fettamin zur Streckmittelöl im Bereich von etwa 50 Gew.-% : 50 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% : 90 Gew.-% vermischt werden. Beschrieben wird auch das Flotationsverfahren zur Gewinnung von Phosphaten und/oder Kali, unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flotationshilfmittel zur Gewinnung von Phosphaten oder Kali aus diese enthaltenden Gesteinen oder Salzen.
Die Flotation ist ein Verfahren zur Konzentrierung von Mineralien aus ihren Erzen und z. B. zur Gewinnung von Phosphaten oder Kali aus diese enthaltenden Gesteinen oder Salzen. Bei einem Flotationsverfahren wird das Erz bzw. Gestein oder Salz gebrochen oder naß vermählen, wobei ein Brei entsteht. Zusätze, wie Flotationshilfsmittel oder Sammler und Schäumer, werden dem Brei zugefügt, um die anschließenden Fioiaüörisstufen bei der Abtrennung von wertvollen Mineralien von dem unerwünschten Anteil oder der Gangart zu unterstützen. Die Flotationshilfsmittel oder Sammler können festes Material und/oder Flüssigkeiten, wie Öle, andere organische Verbindungen oder wäßrige Lösungen enthalten. Die Flotation wird durch Belüften des Breis unter Bildung eines Schaums an der Oberfläche erzielt. Minerallen, die an den Blasen oder an dem Schaum anhaften, werden abgeschöpft oder auf andere Weise entfernt, und der Mineralien enthaltende Schaum wird im weiteren Verfahren gesammelt, um die gewünschten Minerallen zu erhalten.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Flotationshilfsmittels für die Gewinnung von Phosphaten oder Kali aus diese Materialien enthaltenden Gesteinen oder Salzen.
Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein Flotationshilfsmittel zur Gewinnung von Phosphaten aus diese enthaltenden Gesteinen oder Salzen bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Streckmittelöl mit einer Viskosität im Bereich von 0,43 bis 5,4 χ lCHmVs (40 bis 250 SUS) bei 37,8° C, einem Aromatengehalt von 60 bis 85 Gew.-% und einem Gehalt an Benzothiophenen und Dibenzothiophenen von 10 bis 20 Gew.-%, enthält.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich gezeigt, daß SOj-Extraktöle und Gemische derselben besonders wirksam als Streckmiiieiöi in Fioiations'niifsffiittein bei der Flotation von Phosphat und Kali aus ihren Gesteinen oder Salzen, entweder kombiniert mit einem oder ohne einen Schäumer sind. Diese SOj-Extrakt-öle werden durch Extraktion eines Kohlenwasserstoff-Produktgemlschs mit SOj hergestellt, wodurch aromatische Verbindungen in das SO2 extrahiert werden. Der Extrakt wird abgetrennt und zum Austreiben des SOj erwärmt, wobei aromatische Verbindungen zurückbleiben, die vernachlässigbare Mengen anderer vorhandener ungesättigter Verbindungen enthalten.
Der Zweck eines Flotationshilfsmittels in einem Flotationsverfahren ist es, gemeinsam mit dem Sammler eine verstärkte Konzentrierung des gewünschten Minerals zu erreichen.
Die Flotationshilfsmittel der Erfindung sind verwendbar In Flotationsverfahren zur Gewinnung von Phosphaten oder Kali aus diese enthaltenden Gesteinen oder Salzen, wobei die Flotationshilfsmittel als Sammler verwendet werden können. Beispielswelse können die Flotationshilfsmittel bei der Aufbereitung von Gesteinen oder Salzen, wie z. B. Apatli und Fluorapatit, die Phosphatbestandteile aufweisen, und von Kali enthaltenden Gesteinen oder Salzen, wie Sylvit, und andere, eingesetzt werden.
Die In den erfindungsgemäßen Flotationshilfsmitteln enthaltenen Streckmittelöle könne·, zusammen mit Sammlern verwendet werden, die auch als Schäumer wirken können; gegebenenfalls auch mit Schäumern und mit pH-Reglern. Beispiele geeigneter Sammler sind z. B. TJIöl, Erdölsuifonate (Petroleumsulfonate), Naphthensäuren, langkettlge Fettsäuren oder die Seifenderivate davon, die alle besonders brauchbar bei der Aufbereitung von phosphathaltigen Gesteinen oder Salzen sind, und Fettamine, die besonders brauchbar bei der Aufbereitung von Kallhaltigen Gesteinen oder Salzen sind. Beispiele für geeignete Fetiamlne sind N-Laurylamin. N-Octadecylamin, N-Dodecylamin, N-Hexadecylamin, Polymethylarrtln, Stearylamln und Taigamine, die alle In ('er Form der Acetatsalze verwendet werden können, sowie destillierte primäre Amlnacetate, die sich von Kokosnußfettsäuren, Sojafeltsäuren und Talgfettsäuren ableiten.
Beispiele für Schäumer, die in Kombination mit den Flotationshilfsmitteln der Erfindung verwendet werden können, sind z. B. Methylisobutylcarblnol, Polypropylenglykol 400, Plneöl, Cresylsäure, Polyetheralkohol und Hexylalköhöl.
Typischerwelse wird die pH-Einstellung mit Hilfe einer anorganischen basischen Verbindung vorgenommen. Bevorzugte derartige Verbindungen sind z. B. Natriumhydroxid, wasserfreies Natriumcarbonat, Kaliumhydroxid und Ammoniumhydroxid. Der pH-Regler wird während des Aufbereitungsverfahrens In einer zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes ausreichenden Menge eingesetzt. Bei den In den Flotationshilfsmitteln der Erfindung enthaltenen Streckmittelölen wird angenommen, daß der relativ hohe Benzothlophengehalt wichtig für deren Funktionen Ist, da die planare molekulare Konfiguration der Benzothlophenverblndungen beim Flotatlonsvcrfahrcn hilfreich Ist. Da Benzothlophenverblndungen aufgrund der Schwefelgruppe gewöhnlich polarer
sind als die meisten anderen aromatischen Verbindungen, neigen sie dazu, poiare Mineralien einschließlich Kali und Phosphate, anzuziehen.
In der nachstehenden Tabelle I sind die Eigenschaften von Streckmittelölen angegeben, die für die erfindungsgemäßen Flotationshilfsmittel verwendet werden. Die nachstehenden Beispiele I bis IV zeigen, daß das Öl B, das bei 37,8° C eine hohe Viskosität aufweist, nicht so wirksam ist wie ein Gemisch des Öls B mit dem Extraktöl A, das eine wesentlich niedrigere Viskosität bei 37,8° C aufweist. Die Viskosität des Streckmittelöls im Flotationshilfsmittel liegt im Bereich von 0,43 bis 5,4 χ 10-5m2/s (40 bis 250 SUS) bei 37,8° C, bevorzugt im Bereich von 2,03 bis 2,46 χ 10-5m2/s (100 bis 120 SUS) bei 37,8° C. Besonders geeignet für die Flotationshilfsmittel der Erfindung ist ein Gemisch von 80 Gew.-% Extraktöl A und 20 Gew.-% Öl B. Der Anteil des E.ttraktöls A im Gemisch kann von 60 bis 100 Gew.-% betragen, wobei der verbleibende Rest jeweils Öl B ist.
Tabelle I Nr. 4 Nr. 5 - Extraktöl A (1) Öl B (2) besorzugtes Gemisch U
N.
Heizöl Heizöl -
17,5 -11,1 6,9 bis 8,9 4,6 bis 6,6 6 bis 10 ■P
O.
suezifisches Gewicht API bei 15,6° C 54,4 C
K.
ASTM Dl 160, Vak.Dest. 0C, 700 mm 288 326 288
2% kondensiert 0,937 199 bis 394 360 bis 492 312 bis 429
5 bis 80% - - 299 415 533 890
90% - - 44,8 368 441 -
durchschnittlicher Siedepunkt °C - 150 21,2 40 bis 100 475 bis 675 100 bis 120
Viskosität, SUS bei 37,8° C - 3,2 x 10-5 12,2 0,43 bis 2,03 X 10-5 10,3 bis 14,6 X 10-5 2,03 biü 2,46 X 10-5
Viskosität in mVs bei 37,8° C - 11,4 34,4 51,3 25 bis 45
Viskosität, SUS bei 98,9° C - 55,2 0,24 X ΙΟ-5 0,77 X 10-5 bis 0,57 X 10-5
Viskosität in m/s bei 37,8° C - 10,7 - 9,44 bis 7,22 10 bis 26,7 1,67 bis 15,6
Stockpunkt (Fließpunkt) °C - 12,3 87,8 bis 143 65,6 bis 107,2 87,8 bis 115,6
Flammpunkt, PM °C 8,4
Massenanalyse 10,9 1,01 C,964 0,975 bis 0,986
Dichte g/cm3 245 3,3 218 297 226
durchschnittliches Molekulargewicht 51,5 6,3 21,4 34,6 32,9
gesättigt Gew.-% 27,5 3,3 12,7 14,6 14,2
Paraffine 12,5 4,7 9,0 9,2
nichtkont. cyciopolar 11,5 4,0 10,8 9,5
kond. cyciopolar 48,5 60 bis 85 60 bis 85 60 bis 85
Aromaten, Gew.-% 14,5 10,3 9,7 13,9
Mono- 20,6 34,9 12,5 20,1
Di- 4,0 16,4 •4,8 13,2
Tri- 3,9 5,6 .4,3 8,0
Tetra- 1,4 0 0,9 0,3
Penta- 3.7 8 bis 20 8 bis 20 10 bis 20
Benzothipheno 14 0,1 0,7 0
Verschiedene
') SO2-Extrakt-ÖI
2) Handelsübliches Heizöl
Die verwendete Menge an Streckmittel*)! variiert mit der Art der abgetrennten Minerallen, Insbesondere wenn das Streckmlltelöl In Kombination mit einem Sammler verwendet wird. Die bevorzugten Sammler für diese Kombination sind Tallöle zur Gewinnung von Phosphat und Feiiamlnc zur Gewinnung von KaIl.
Bei der Phosphat-Gewinnung kann die Menge an Tallöl-Streckmlttelöl von 0,1 kg bis I kg Gcmlsch/t Beschickung betragen. Das Verhältnis von Tallöl zu Streckmittel kann von 75 Gew.-^1 Tallöl/25 Gew.-^. Streckmittel! bis 25 Gew.-1^, Tallöl/75 Gew.-% Streckmittel! variieren. Basierend auf diesen Bereichen kann die Menge an Streckmittel!, die bei der Phosphatgewinnung mit Hilfe des Flotatlonshllfsmitiels der Erfindung verwendet wird, von 0,025 bis 0,75 kg/t Beschickung betragen, die Menge an Tallöl entsprechend von 0,75 bis 0,025 kg/t Beschickung.
Bei der Gewinnung von Kali kann die Menge an Amln-Sireckmlttelöl-Gemlsch von 0,5 kg bis 1.5 kg Gemlsch/t Beschickung betragen, wahrend das Verhältnis von AmIn zu Streckmittel! Im Bereich von 50:50 bis 10:90 Gew.-1*, liegen kann. Basierend auf diesen Bereichen kann die Menge an bei der Kaligewinnung verwendetem Streckmittel! Im Flotationshllfsmliiel von 0,25 bis 1.35 kg/t Beschickung betragen, die Menge an Amin von 0,05 bis 0,75 kg/t Beschickung.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Falls nicht anders angegeben, beziehen sich Im folgenden alle Prozentangaben auf das Gewicht.
Verglelchsbeisplel
Bei diesem Beispiel handelt es sich um einen lConiroiiversuch, der die Wirksamkeit vun nci/üi Nr. 5 als Bestandteil eines Flotationshilfsmittels bei der Gewinnung von Phosphat mittels eines Flotationsverfahrens veranschaulicht. Etwa 500 g eines groben, phosphaihaltlgen Gesteins (Größe 14 χ 0,59 mm) wurden In einen Mctallbccher gegeben und mit Wasser auf einen Gehalt von 72 Gew.-% Feststoffe verdünnt. Mit konzentriertem Ammoniumhydroxid wurde der pH-Wert auf 9 bis 9,5 eingestellt, worauf 0.15 g (0,3 kg/t Beschickung) eines 50 : 50-Gew.-%-Gemlschs von Tallöl und Heizöl Nr. 5 zugesetzt und das Gemisch 2 Minuten zur Konditionierung gerührt wurde. Der Inhalt wurde in eine Flotationszelle gegeben, mit Wasser auf einen Festsioffgchalt von etwa 25 Gew.-% verdünnt und bei 1400 min' gerührt. Es wurde ausreichend Luft (nicht gemessen) zur Bewirkung der Flotation zugeführt. Die gesamte Flotationszelt betrug 4 Minuten. Das gröbere Konzentrat (21 Gew.-% Feststoffe) wurde mit 5 Gew.-% wäßriger HjSO4 und anschließend Sv »c Wasser gewaschen, um den Tallöl-(Fettsäure-)Überzug an dem Phosphatgestein zu entfernen. Das Konzentrat wurde filtriert, getrocknet und analysiert und enthielt 61,02 Gew.-% Phosphat (BPL) und 15,57 Gew-% unlösliche Anteile (hauptsächlich Sand). Der BPL-Gehalt des gröberen Nachlaufs betrug 1,59 Gew.-v Die Gewinnung an Bf5L In Gew.-% betrug 91,1%. Die vorstehende Verfahrenswelse wurde wiederholt, jedoch mit unterschiedlichen Gehalten an Tallöl-Helzöl. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II aufgeführt.
Die Daten zeigen, daß bei Erhöhung der Tallöl-Heizöl-Konzentration der Phosphat-Prozentsatz (BPL-Gewinnung) ebenfalls erhöht wird, mit einer entsprechenden Vergrößerung des Anteils an gröberem Konzentrat und unlöslichen Anteilen. Anschließend kann eine Aufbereitung des Phosphatgesteins, beispielsweise durch eine riöiaiiün mit primärem Amin durchgeführt werden.
Tabelle II
Wirkung der Tallöl-Heizöl-Konzentration auf die Phosphatgewinnung
Ansatz Tallöl-Heizöl gröberes Konzentrat unlöslich % gröberer %BPL»)
kg/t Beschickung Gew-% BPl, % 15,57 Nachlauf, % BPL Gewinnung
1 0,3 21,0 61,02 21,56 1,59 91,1
3 0,35 23,6 52,26 31,01 1,52 92,0
5 0,8 27,4 50,05 1,00 95,0
') Kalk-Knochenphosphat
Beispiel II
Dieses erfindungsgemäße Beispiel veranschaulicht, daß bei Verwendung eines Flotationshilfsmittels, in dem das Heizöl Nr. 5 in dem Tallöl-Helzöl-Gemisch, das in Beispiel I beschrieben wurde, durch ein Gemisch von Extraktöl A und Öl B ersetzt ist, die Gewinnung an Phosphat beträchtlich gesteigert wird. Die Verfahrensweise des Beispiels I wurde wiederholt, wobei jedoch das Heizöl Nr. 5 ersetzt wurde durch ein Gemisch von 80 Gew.-% Extraktöl A und 20 Gew.-% Öl B, das bevorzugt als Streckmittelöl-Gemisch in den Flotationshilfsmitteln der Erfindung verwendet wird. Die Ergebnisse der Tabelle III zeigen, daß unter Verwendung dieses Gemischs im Vergleich zu Beispiel I bei der gleichen Konzentration eine höhere Phosphatgewinnung (BPL) erreicht wurde.
In Tabelle IV sind die Ergebnisse aus Beispiel I und Beispiel II gegenübergestellt.
Tabelle III
Wirkung der Konzentration von Tallöl — Streckmittelöla) auf die Phosphatgewinnung
Ansatz Tallöl-bevorzugtes
Streckmittelöla),
kg/t Beschickung
gröberes
Gew.-%
Konzentrat
BPL, %
unlöslich % grob \
Nachlauf, % BPL
%BPL
Gewinnug
■) 0,3 20,7 62,50 13,60 1,18 93,3
4 0,35 23,3 56,83 20,67 0,97 94,7
6 0,4 25,9 51,71 27,18 0,60 96,5
') 80% Exlraktöl A - 20% Öl B
Tabelle IV
Wirkung der Streckmittelöls auf die Phosphatgewinnung
50% Tall - 50% Streckmittelöl % Phosphat3) Gewinnung unter
Heizöl Nr. 5 Verwendung von
(Kontrollbeispiel 1) Streckmittelöl
(Beispiel II)
0,3 kg/t
0,35 kg/t
0,4 kg/t
*) BPL |BPL (Kslk-Kncchenphosphat)]
Beschickung Beschickung Beschickung
91,1
92,0
95,0
93,3 94,7 96,5
Verglelchsbelsplel III
Dieses Beispiel stellt einen Kontrollversuch dar, der die Wirksamkeit von Heizöl bei der Gewinnung von Kali mittels eines Flotationsverfahrens veranschaulicht. Die beschriebene Verfahrenswelse stellt eine allgemeine Laboratoriumsmethode zur Kaliabtrennung dar. Ein Gestein oder Salz mit einer Größe von bis zu 3,36 mm wird auf einen Gehalt von 55 bis 60 Gew.-% Feststoffe verdünnt und 4 bis 5 Minuten in gesättigter Salzlösung behandelt Das behandelte Gestein oder Salz wird anschließend durch Zusatz von reiner Salzlösung und mehrfaches Dekantieren entkalkt. Nach dem Entkalken wird die Breidichte mit Salzlösung auf einen Feststoffgehalt von 55 bis 60 Gew.-% eingestellt und das Gemisch in eine Flotationszelle gegeben. Das Gemisch wird durch Rühren Ir. der Flotationszelle während 1 Miriiite konditioniert. Zu diesem Zeltpunkt kann ein Ton-Drücker (z. B. Stärke) zugesetzt werden. 3 ml des Flotationsreagens' wurden zugesetzt, und das Gemisch 2 Minuten bei 1075 min1 konditioniert. Dieses Flotationsreagens, das als Gemisch A bezeichnet wird, besteht aus 0,25 kg/t Beschickung hydriertem Fettsäureamln plus 0,75 kg/t Beschickung an Heizöl 3, hergestellt durch Vermischen von 37 ml einer 5%lgen wäßrigen Fettsäureamlnlösung und 4,5 ml Öl. Innerhalb von 10 bis 15 Sekunden nach Ablauf der Konditlonlerperlode werden 2 Tropfen Methyllsobutylcarblnol als Schäumer zugesetzt, worauf zum Beginn der Flotation Luft eingeleitet wird. Die Flotation Ist nach 1,5 Minuten vollständig erfolgt. Das gröbere Konzentrat wird filtriert, mit Methylalkohol zur Entfernung von Salzlösung gewaschen, getrocknet und analysiert. Man erhält 77,76 Gew.-% an Kaliumchlorid, berechnet als Kali (K2O). Eine Wiederholung des Versuchs ergab eine KjO-Gewlnnung von 78,72%.
Die vorstehende Verfahrenswelse wurde wiederholt, wobei jedoch das verwendete Heizöl B ersetzt wurde durch ein Gemisch von Heizöl Nr. 5 und Heizöl Nr. 4, In der Tabelle V als Gemisch C bezeichnet. Wurden 3 ml dieses Gemischs verwendet, so betrug die K2O-Gewlnnung 86.56 Gew.-%, bei Verwendung von 4 ml des Gemisches fiel die K2O-Gewlnnung auf 84,99 Gew.-% ab.
Beispiel IV
Dieses erfindungsgemäße Beispiel veranschaulicht, daß beim Ersatz des im Beispiel III beschriebenen Öls (Gemische A und C) durch ein Gemisch von Extraktöl A und Öl B als Streckmittelöl In den erfindungsgemäßen Flotationshilfsmitteln die Kaligewinnung verbessert wird. Die in Beispiel IH beschriebene Verfahrensweise wurde wiederholt, wobei jedoch das Öl B oder das Gemisch der Heizöle Nr. 5 und Nr. 4 ersetzt wurde durch ein Gemisch von 80 Gew.-% Extraktöl A und 20 Gew.-96 Öl B, welches in Tabelle V als Gemisch. B bezeichnet wird. Die Ergebnisse zeigen, daß bei Verwendung des Gemisches B eine höhere K2O-Gewir.nung erzielt wird als bei Verwendung der Gemische A oder C. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V zusammen mit den Ergebnissen des Vergleichsbeispiels III zu Vergleichszwecken aufgeführt.
Tabelle V
Wirkung des Streckmittelöls im Flotationshilfsmittel auf die «Ulligewinnung
% K2O a) Gewinnung
A Kontrollansätze
1. i ml Gemisch A h) 77,76 -,„ -, „ , „ . _
3 ml Gemisch A 78,72 85,78 Durchschn.
3 ml Gemisch C c) 86,56
4 ml Gemisch C 84,99
B erfindungsgem. Ansätze 87,60 Durchschn.
1. 3 ml Gemisch Bd) 86,78
4 ml Gemisch B 88,34
') KCl. berechnet als KjO
b) 0,25 kg/t Beschickung an hydriertem Fettsüureamin plus 0,75 kg/t Beschickungsöl B.
c) 0,25 kg/t Beschickung an hydriertem Fettsäureamin plus 0,75 kg/t Beschickung des Gemischs 80 GeW-0O Heizöl Nr. 5 plus 20 Gew-% Heizöl Nr. 4
J) 0.25 kg/t Beschickung an hydriertem Feltsäureamin plus 0,75 kg/t Beschickung an bevorzugtem Streckmittelölgemisch

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Flotationshilfsmittel zur Gewinnung von Phosphaten oder Kali aus diese enthaltenden Gesteinen oder Salzen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Streckmittelöl mit einer Viskosität bei 37,8°C von 0,43 bis 5,4 χ 10"5 mVs, (40 bis 250 SUS), einem Aromatengehalt von 60 bis 85 Gew.-« und einem Gehalt an Benzothiophenen und Dibenzothiophenen von 10 bis 20 Gew.-%.
2. Flotationshilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Streckmittelöl eine Vlkosität bei 37,8° C im Bereich von 2,03 bis 2,46 χ 10"5 mVs (100 bis 120 SUS) besitzt.
3. Flotationshilfsmittel nach Anspruch 1 oder 2. gekennzeichnet durch den zusätzlichen Gehalt in Tallöl im Gewichtsverhältnis von Tallöl zu Streckmittelöl von 75 : 25 bis 25 : 75.
4. Flotationshilfsmittel nach Anspruch 1 oder 2. gekennzeichnet durch den zusätzlichen Gehalt an Fettamin im Gewichtsverhähnis von Fettarnin zu StreckmUtelö! von 50 : 50 bi's 10 : 90.
DE3224302A 1981-06-29 1982-06-29 Flotationshilfsmittel zur Gewinnung von Phosphaten und Kali Expired DE3224302C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/278,126 US4372844A (en) 1981-06-29 1981-06-29 Aromatic and benzothiophene extender oil composition for ore floatation

Publications (2)

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DE3224302A1 DE3224302A1 (de) 1983-01-13
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