JPH10328620A - アルミ合金分別を可能にするためのアルミ合金の化学処理 - Google Patents
アルミ合金分別を可能にするためのアルミ合金の化学処理Info
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- JPH10328620A JPH10328620A JP8486498A JP8486498A JPH10328620A JP H10328620 A JPH10328620 A JP H10328620A JP 8486498 A JP8486498 A JP 8486498A JP 8486498 A JP8486498 A JP 8486498A JP H10328620 A JPH10328620 A JP H10328620A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0038—Obtaining aluminium by other processes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鍛練済みアルミニウム合金をすばやく効率的
にそれぞれの合金群と主要構成成分部材に分別するため
の鍛練済みアルミニウム合金の湿式化学処理を提供す
る。 【解決手段】 鍛練済みアルミ合金群系列及び鍛練済み
アルミニウム合金の主要構成成分部材を苛性化合物、酸
化剤、染料又はこれらの組合せ物で処理して表面色を変
化させ、表面色に応じて分別して鍛練されるアルミニウ
ム合金の再製にリサイクルする。
にそれぞれの合金群と主要構成成分部材に分別するため
の鍛練済みアルミニウム合金の湿式化学処理を提供す
る。 【解決手段】 鍛練済みアルミ合金群系列及び鍛練済み
アルミニウム合金の主要構成成分部材を苛性化合物、酸
化剤、染料又はこれらの組合せ物で処理して表面色を変
化させ、表面色に応じて分別して鍛練されるアルミニウ
ム合金の再製にリサイクルする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクラップ流に投
入できる種々のアルミニウム合金（例えば、アルミニウ
ム協会（The Aluminum Association) 登録の諸合金）の
化学処理による処理方法にであって、加工済みアルミニ
ウム合金を経済的にリサイクルするために合金群及び／
又はこれらの構成成分部材間での急速で非接触の分別が
できる方法に関する。
入できる種々のアルミニウム合金（例えば、アルミニウ
ム協会（The Aluminum Association) 登録の諸合金）の
化学処理による処理方法にであって、加工済みアルミニ
ウム合金を経済的にリサイクルするために合金群及び／
又はこれらの構成成分部材間での急速で非接触の分別が
できる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金、特に、加工済み合金
（例えば、鍛造され押出され圧延された合金、一般には
鍛練済み（合金）を再使用できる又はリサイクルできる
加工品に分別する上での技術的な難かしさはアルミニウ
ム合金技術の当業者のよく知る所である。これらの合金
は、その多くが目視検査又はその他の従来のスクラップ
選別技術（例えば、密度及び／又は渦電流）では識別で
きない。従って、例えば２×××、３×××、５××
×、６×××及び７×××系列合金を分別することは困
難である。アルミニウム合金を経済的にリサイクルし、
製造したままの合金の完全性（integrity)を維持するに
は、各系列をその系列群に分別するか又は類似の構成合
金に分別する。例えば、アルミニウム協会の定義によっ
て決定される合金群は、構成成分の濃度が重複するもの
がある。類似構成の合金を混合するときは、これらをそ
れぞれの群に分別することは出来ないが、群系列の代り
に構成成分の混合物に基づくグループ分けが加工品のリ
サイクリングでも有用な作業となる。本明細書で使用す
る用語「加工」と「鍛練」とは互換的であり、これらの
意義は、鍛造、押出し、圧延、熱処理又は他の合金加工
手段で、合金中にエネルギーを投入することを意味す
る。
（例えば、鍛造され押出され圧延された合金、一般には
鍛練済み（合金）を再使用できる又はリサイクルできる
加工品に分別する上での技術的な難かしさはアルミニウ
ム合金技術の当業者のよく知る所である。これらの合金
は、その多くが目視検査又はその他の従来のスクラップ
選別技術（例えば、密度及び／又は渦電流）では識別で
きない。従って、例えば２×××、３×××、５××
×、６×××及び７×××系列合金を分別することは困
難である。アルミニウム合金を経済的にリサイクルし、
製造したままの合金の完全性（integrity)を維持するに
は、各系列をその系列群に分別するか又は類似の構成合
金に分別する。例えば、アルミニウム協会の定義によっ
て決定される合金群は、構成成分の濃度が重複するもの
がある。類似構成の合金を混合するときは、これらをそ
れぞれの群に分別することは出来ないが、群系列の代り
に構成成分の混合物に基づくグループ分けが加工品のリ
サイクリングでも有用な作業となる。本明細書で使用す
る用語「加工」と「鍛練」とは互換的であり、これらの
意義は、鍛造、押出し、圧延、熱処理又は他の合金加工
手段で、合金中にエネルギーを投入することを意味す
る。
【０００３】特に、自動車、トラック等の乗物の製造で
は鍛練済みアルミニウム合金の使用が益々増えている。
その使用をこの製造で成熟させるには、産業でのいわゆ
る「自然・環境の保護（green)」又は環境に敏感な運動
に合致したリサイクル計画を立てることが重要と考えら
れる。自動車メーカー、特にヨーロッパのメーカーへ材
料供給するためには自動車製造で使用する材料の９０％
以上をリサイクルにふさわしいものにすることを義務化
することが立案中である。従って、アルミニウム産業界
が自動車産業に参画して、かれらが自動車産業へのアル
ミニウムの供給を拡大し、アルミニウム合金の寿命の環
を閉じる(close the circle of life for aluminum all
oys,アルミニウム合金を何回も繰返し再利用する）ため
の主導権(initiative)をとる下地は十二分にできてい
る。
は鍛練済みアルミニウム合金の使用が益々増えている。
その使用をこの製造で成熟させるには、産業でのいわゆ
る「自然・環境の保護（green)」又は環境に敏感な運動
に合致したリサイクル計画を立てることが重要と考えら
れる。自動車メーカー、特にヨーロッパのメーカーへ材
料供給するためには自動車製造で使用する材料の９０％
以上をリサイクルにふさわしいものにすることを義務化
することが立案中である。従って、アルミニウム産業界
が自動車産業に参画して、かれらが自動車産業へのアル
ミニウムの供給を拡大し、アルミニウム合金の寿命の環
を閉じる(close the circle of life for aluminum all
oys,アルミニウム合金を何回も繰返し再利用する）ため
の主導権(initiative)をとる下地は十二分にできてい
る。
【０００４】合金スクラップ混合物には解決が困難な若
干の問題がある。合金スクラップ混合物は、鍛練される
高品質合金への取込み率（absorption）が低く、従って
スクラップ混合物は限られた量だけが鍛練される製品へ
のリサイクルに用いられる。取込み率とは、特定の合金
組成物の限界値内で別の所望組成のインゴットを作るの
に使用できる合金又は混合物の百分率として定義され
る。アルミニウム合金の使用が増えるにつれて、供給／
需要曲線の圧力が増すため、この問題解決にはやむにや
まれぬ理由がある。鍛練済み合金の使用は、アルミニウ
ム合金鋳造品よりも速いペースで成長することが考えら
れる。鋳造済みアルミニウム合金と混合し鍛造された、
又は加工されたアルミニウム合金は、今日知られている
技術では鍛練される組成物には通常リサイクルできな
い。鍛練される組成物は鍛練されたままで維持すること
が高製品価値の上で一般には望ましい。
干の問題がある。合金スクラップ混合物は、鍛練される
高品質合金への取込み率（absorption）が低く、従って
スクラップ混合物は限られた量だけが鍛練される製品へ
のリサイクルに用いられる。取込み率とは、特定の合金
組成物の限界値内で別の所望組成のインゴットを作るの
に使用できる合金又は混合物の百分率として定義され
る。アルミニウム合金の使用が増えるにつれて、供給／
需要曲線の圧力が増すため、この問題解決にはやむにや
まれぬ理由がある。鍛練済み合金の使用は、アルミニウ
ム合金鋳造品よりも速いペースで成長することが考えら
れる。鋳造済みアルミニウム合金と混合し鍛造された、
又は加工されたアルミニウム合金は、今日知られている
技術では鍛練される組成物には通常リサイクルできな
い。鍛練される組成物は鍛練されたままで維持すること
が高製品価値の上で一般には望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、鍛練済み合金をその異なる群に及び／又は
その主要構成成分グループに分別することにある。この
課題を解決しなければ、鍛練済み合金の混合物と鋳造済
み合金との多量のスクラップの山が増大するか、又は利
用可能な鍛練されるアルミニウム合金へ経済的に転換す
ることのできない、まさに多量の鍛練済みアルミニウム
合金の混合物の山となるでろう。増え続ける鍛練済み合
金の山は、例えば上記のアルミニウム協会登録の２××
×、３×××、４×××、５×××、６×××、７××
×及び／又は８×××系列のような多くの鍛練済み合金
群混合物及び構成成分混合物から成る。次いで、この増
え続ける山を効率的で簡単な分別技術又は複数の技術に
付する必要があり、車輛業界でのアルミニウムの別の製
造計画への投入はその成長が限られてくる。
する課題は、鍛練済み合金をその異なる群に及び／又は
その主要構成成分グループに分別することにある。この
課題を解決しなければ、鍛練済み合金の混合物と鋳造済
み合金との多量のスクラップの山が増大するか、又は利
用可能な鍛練されるアルミニウム合金へ経済的に転換す
ることのできない、まさに多量の鍛練済みアルミニウム
合金の混合物の山となるでろう。増え続ける鍛練済み合
金の山は、例えば上記のアルミニウム協会登録の２××
×、３×××、４×××、５×××、６×××、７××
×及び／又は８×××系列のような多くの鍛練済み合金
群混合物及び構成成分混合物から成る。次いで、この増
え続ける山を効率的で簡単な分別技術又は複数の技術に
付する必要があり、車輛業界でのアルミニウムの別の製
造計画への投入はその成長が限られてくる。
【０００６】充分に練られたものであるが、簡単なリサ
イクル計画又はリサイクル方法を開発するよりアルミニ
ウム産業に利用可能な経済性が幾つかある。リサイクル
材料を使用することはアルミニウムの１次源よりも安価
な金属資源である。自動車産業への販売アルミニウム量
が増えると、１次アルミニウムの利用率を補うためリサ
イクルアルミニウム使用の必然性が増す。１次アルミニ
ウムとは、例えばボーキサイトのようなアルミニウムに
富む鉱石から得たアルミニウムのことである。
イクル計画又はリサイクル方法を開発するよりアルミニ
ウム産業に利用可能な経済性が幾つかある。リサイクル
材料を使用することはアルミニウムの１次源よりも安価
な金属資源である。自動車産業への販売アルミニウム量
が増えると、１次アルミニウムの利用率を補うためリサ
イクルアルミニウム使用の必然性が増す。１次アルミニ
ウムとは、例えばボーキサイトのようなアルミニウムに
富む鉱石から得たアルミニウムのことである。
【０００７】上記のように、鍛練済みスクラップには鍛
練済み合金の混合物が含まれている。この鍛練済みスク
ラップ混合物はその価値は限定されている。なぜなら、
この混合物は混合された化学組成のために、新しく鍛練
される合金の製造に使うときは稀釈する必要があるから
である。希釈する理由は、鍛練される品の性能条件を満
たすために要求される鍛練合金の組成上の許容度がより
厳格であることにある。理想的には、価値の高いスクラ
ップは、リサイクル品への取込み率が高いことが必要で
ある。取込み率が高いとは、最終製品のかなりの部分が
スクラップから成ることを意味する、鍛練済みスクラッ
プの価値を向上させるには鍛練済み品を合金品位毎に又
は類似の構成材料毎に分別して取込み率を最大限にする
ことが必要である。
練済み合金の混合物が含まれている。この鍛練済みスク
ラップ混合物はその価値は限定されている。なぜなら、
この混合物は混合された化学組成のために、新しく鍛練
される合金の製造に使うときは稀釈する必要があるから
である。希釈する理由は、鍛練される品の性能条件を満
たすために要求される鍛練合金の組成上の許容度がより
厳格であることにある。理想的には、価値の高いスクラ
ップは、リサイクル品への取込み率が高いことが必要で
ある。取込み率が高いとは、最終製品のかなりの部分が
スクラップから成ることを意味する、鍛練済みスクラッ
プの価値を向上させるには鍛練済み品を合金品位毎に又
は類似の構成材料毎に分別して取込み率を最大限にする
ことが必要である。
【０００８】合金スクラップ混合物は、その鍛練される
高品質合金への取込み率が低いため分別性に若干の難点
がある。下記の表１は、取込み率の限界値と一例として
各種の鋳造済み品と鍛練済み合金での自動車細断スクラ
ップでの限界元素とを示す。細断スクラップの親混合物
（parent mixture）から分別した鋳造済み品と鍛練済み
合金から成るスクラップ混合物と、鍛練済み合金混合物
と、鋳造済み混合物の取込み率を表１に示す。これは、
鋳造用合金３８０と３８４が大量のスクラップの取込み
ができることを示している。又、鍛練用合金ではこれら
のいずれのスクラップ混合物の取込み率が低いことを示
している。細断スクラップから分別した鍛練済み合金混
合物は、鍛練される製品への取込み率に限界がある。鍛
練される製品へのスクラップの取込み率を向上させるに
は、鍛練済み混合物を更に構成成分の構成に基づいて選
別する必要がある。
高品質合金への取込み率が低いため分別性に若干の難点
がある。下記の表１は、取込み率の限界値と一例として
各種の鋳造済み品と鍛練済み合金での自動車細断スクラ
ップでの限界元素とを示す。細断スクラップの親混合物
（parent mixture）から分別した鋳造済み品と鍛練済み
合金から成るスクラップ混合物と、鍛練済み合金混合物
と、鋳造済み混合物の取込み率を表１に示す。これは、
鋳造用合金３８０と３８４が大量のスクラップの取込み
ができることを示している。又、鍛練用合金ではこれら
のいずれのスクラップ混合物の取込み率が低いことを示
している。細断スクラップから分別した鍛練済み合金混
合物は、鍛練される製品への取込み率に限界がある。鍛
練される製品へのスクラップの取込み率を向上させるに
は、鍛練済み混合物を更に構成成分の構成に基づいて選
別する必要がある。
【０００９】
【表１】
【００１０】鍛練済みアルミニウム合金製品混合物は、
重液選鉱法又は渦電流法のような従来の方法では分別で
きない。表１に示す元素は取込み率を限定する元素を示
し、数値はスクラップを取込むことができる限界値（重
量％）を示す。
重液選鉱法又は渦電流法のような従来の方法では分別で
きない。表１に示す元素は取込み率を限定する元素を示
し、数値はスクラップを取込むことができる限界値（重
量％）を示す。
【００１１】
【課題を解決するための手段】鍛練済み合金は、その残
留主要構成成分に左右される、表面化学処理に対して一
定の異なる応答性があることが定証された。勿論、アル
ミニウムは常にその材料の大半を占めているが、銅、マ
グネシウム、ケイ素、鉄、クロム、マンガン及び他の合
金元素等の構成成分は合金化されるアルミニウムに一定
の範囲の性質を与え、一つの鍛練済み合金を他の合金か
ら区別する手段を与える。これまでに言及してきたこれ
らの化学処理により各種鍛練済みアルミニウム合金の表
面上に区別可能な異なる色が生じる。従って、本発明の
対象は、化学処理済みスクラップの色を分別変数として
用いて群毎に又は主要構成成分部材毎にスクラップ鍛練
済みアルミニウム合金を分別する手段である。このよう
な分別技術の有用性は、選別によりスクラップの新製品
製造への取込み率が向上するので、このような技術はア
ルミニウムのリサイクル方法の一部として極めて便利で
効率がよいことから明白である。このような方法は、航
空宇宙産業及び／又は自動車産業又はアルミニウムリサ
イクルを業務の重要な一部とする産業にとって有用であ
る。
留主要構成成分に左右される、表面化学処理に対して一
定の異なる応答性があることが定証された。勿論、アル
ミニウムは常にその材料の大半を占めているが、銅、マ
グネシウム、ケイ素、鉄、クロム、マンガン及び他の合
金元素等の構成成分は合金化されるアルミニウムに一定
の範囲の性質を与え、一つの鍛練済み合金を他の合金か
ら区別する手段を与える。これまでに言及してきたこれ
らの化学処理により各種鍛練済みアルミニウム合金の表
面上に区別可能な異なる色が生じる。従って、本発明の
対象は、化学処理済みスクラップの色を分別変数として
用いて群毎に又は主要構成成分部材毎にスクラップ鍛練
済みアルミニウム合金を分別する手段である。このよう
な分別技術の有用性は、選別によりスクラップの新製品
製造への取込み率が向上するので、このような技術はア
ルミニウムのリサイクル方法の一部として極めて便利で
効率がよいことから明白である。このような方法は、航
空宇宙産業及び／又は自動車産業又はアルミニウムリサ
イクルを業務の重要な一部とする産業にとって有用であ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施にあたり、エッチン
グ剤（例えば、苛性化合物、酸、酸化剤、染料及び／又
はこれらの組合せ）を、鍛練されたアルミニウム合金混
合物の表面の湿式化学処理で合金表面を色変化させる単
一工程又は複数の工程で用いることにより合金群又は主
要構成成分部材に基づいて合金表面を識別できるように
するもので、これにより鍛練済みアルミニウム合金混合
物を関連グループに分別する方法が提供できる。各種系
列のアルミニウム合金表面上でのこれら種々の処理の相
互作用は、合金の化学的性質・成分とその構成成分の組
織・構造とに関係し、左右される。
グ剤（例えば、苛性化合物、酸、酸化剤、染料及び／又
はこれらの組合せ）を、鍛練されたアルミニウム合金混
合物の表面の湿式化学処理で合金表面を色変化させる単
一工程又は複数の工程で用いることにより合金群又は主
要構成成分部材に基づいて合金表面を識別できるように
するもので、これにより鍛練済みアルミニウム合金混合
物を関連グループに分別する方法が提供できる。各種系
列のアルミニウム合金表面上でのこれら種々の処理の相
互作用は、合金の化学的性質・成分とその構成成分の組
織・構造とに関係し、左右される。
【００１３】本発明者等は反応の特定理論に何等縛られ
る積りはないが、用いる化学処理方式次第で処理が下記
のいずれかの原因となる。例えば硝酸銀処理のような処
理では不溶性沈澱物が金属合金表面上に形成し、或る種
の錯形成反応が生じて化合物が形成し、不溶性構成成分
が表面上に残留し及び／又は染料が吸着される。従っ
て、この反応は処理と合金とに特定的であり、このこと
は、本問題の本解決のための源である。本発明の目的に
とって、個々の化学反応が何であるかの確認の重要度は
せいぜい二次的なものである。最大関心事である１次的
反応は単に表面特性及び／又は表面外観を充分に且つ一
貫して変化させて合金系列をそれぞれの適切な群部材又
は主要構成成分部材に分別できるようさせることであ
る。こうすることで、分離した合金を類似の合金又は同
一組成の合金と一緒にして鍛練される製品にリサイクル
することが都合よくできる。一度このように分別させ
て、まとめたスクラップをリサイクルして鍛練されるア
ルミニウムの供給源とすることができ、より高付加価値
形態でアルミニウムのライフ・サイクルに再投入でき
る。
る積りはないが、用いる化学処理方式次第で処理が下記
のいずれかの原因となる。例えば硝酸銀処理のような処
理では不溶性沈澱物が金属合金表面上に形成し、或る種
の錯形成反応が生じて化合物が形成し、不溶性構成成分
が表面上に残留し及び／又は染料が吸着される。従っ
て、この反応は処理と合金とに特定的であり、このこと
は、本問題の本解決のための源である。本発明の目的に
とって、個々の化学反応が何であるかの確認の重要度は
せいぜい二次的なものである。最大関心事である１次的
反応は単に表面特性及び／又は表面外観を充分に且つ一
貫して変化させて合金系列をそれぞれの適切な群部材又
は主要構成成分部材に分別できるようさせることであ
る。こうすることで、分離した合金を類似の合金又は同
一組成の合金と一緒にして鍛練される製品にリサイクル
することが都合よくできる。一度このように分別させ
て、まとめたスクラップをリサイクルして鍛練されるア
ルミニウムの供給源とすることができ、より高付加価値
形態でアルミニウムのライフ・サイクルに再投入でき
る。
【００１４】好ましい苛性化合物は水酸化ナトリウム溶
液である。重要なことは、苛性化合物のうち、解離定数
が充分に高くてヒドロキシルイオン又は類似活量のイオ
ンが異なるアルミニウム合金を構成する遷移金属と反応
して異なる合金群間で色変化が生じるものはいずれも本
発明の一部をなす。アルミニウム合金の着色のみが本発
明の主題ではなく、着色とこれに続く合金群と構成成分
部材への分別が本発明の主題である。水酸化ナトリウム
の濃度範囲は０．００１Ｍ水酸化ナトリウム溶液から飽
和水酸化ナトリウム溶液までである。自然・環境の保護
という概念に沿う上では、より稀薄な苛性化合物を用い
ることが好ましい。更に、加熱は着色反応速度に影響を
与える。熱と反応時間と反応物の濃度間のトレードオフ
（trade-off)は化学反応に共通のものであり、この合金
の特定のエッチング性も例外ではない。
液である。重要なことは、苛性化合物のうち、解離定数
が充分に高くてヒドロキシルイオン又は類似活量のイオ
ンが異なるアルミニウム合金を構成する遷移金属と反応
して異なる合金群間で色変化が生じるものはいずれも本
発明の一部をなす。アルミニウム合金の着色のみが本発
明の主題ではなく、着色とこれに続く合金群と構成成分
部材への分別が本発明の主題である。水酸化ナトリウム
の濃度範囲は０．００１Ｍ水酸化ナトリウム溶液から飽
和水酸化ナトリウム溶液までである。自然・環境の保護
という概念に沿う上では、より稀薄な苛性化合物を用い
ることが好ましい。更に、加熱は着色反応速度に影響を
与える。熱と反応時間と反応物の濃度間のトレードオフ
（trade-off)は化学反応に共通のものであり、この合金
の特定のエッチング性も例外ではない。
【００１５】水酸化カリウム、水酸化リチウム等の他の
水酸化物及び水酸化アルカリ金属のいずれもが適切な苛
性化合物であり、その苛性化合物の価格と自然・環境の
保護の効果により限定されるものである。解離して上記
範囲の水酸化ナトリウム同等の金属のエッチング活性を
与える、例えば硼酸塩の組合せのような他の塩基類でも
適切な着色剤生成機構が得られる。
水酸化物及び水酸化アルカリ金属のいずれもが適切な苛
性化合物であり、その苛性化合物の価格と自然・環境の
保護の効果により限定されるものである。解離して上記
範囲の水酸化ナトリウム同等の金属のエッチング活性を
与える、例えば硼酸塩の組合せのような他の塩基類でも
適切な着色剤生成機構が得られる。
【００１６】エッチング剤として使用する普通の酸類も
合金の表面特性及び／又は外観を変化させる。酸類のう
ちで容易に利用できる幾つかの例としては硫酸、リン酸
及び塩酸があり、その濃度範囲は０．００１Ｎから飽和
までであり、これらの混合物を含む。好ましくはない
が、トリクロロ酢酸等の有機の金属エッチング剤も使用
できる。
合金の表面特性及び／又は外観を変化させる。酸類のう
ちで容易に利用できる幾つかの例としては硫酸、リン酸
及び塩酸があり、その濃度範囲は０．００１Ｎから飽和
までであり、これらの混合物を含む。好ましくはない
が、トリクロロ酢酸等の有機の金属エッチング剤も使用
できる。
【００１７】分別法の一つに多段処理があり、合金試料
をまず苛性化合物で処理し、次いで酸性エッチング剤で
処理する。このようにして、一段処理で識別できない合
金は追加処理又は複数の処理で分別できる。
をまず苛性化合物で処理し、次いで酸性エッチング剤で
処理する。このようにして、一段処理で識別できない合
金は追加処理又は複数の処理で分別できる。
【００１８】鍛練アルミニウム製品用のリサイクル方法
に組入れる場合には任意の処理を用いることができる。
これらの処理は合金表面の変色に必要な速度又は反応機
構に関するもので、例えば、まずリサイクル方法で考慮
されるものには細断アルミニウム合金スクラップの集積
である。合金のライフ・サイクルのこの時点では、アル
ミニウム合金スクラップは恐らく自動車用アルミニウム
の装飾用又は保護用被覆として用いたペンキ又は何等か
のラッカーが被覆されている。ラッカー又はペンキの被
覆の内にははがれて、合金表面が露出しているものもあ
る。この露出部はエッチング剤との反応で充分なものか
も知れないが、裸かの合金片ほどには充分でない。従っ
て、この被覆の任意の更に強力な剥離処理又はラッカー
除去処理をリサイクルの追加工程として効率上から行っ
てもよい。重要なことは、露出した合金表面はエッチン
グ剤と反応する必要があるということで、合金の対エッ
チング剤の表面／体積比の範囲を広くとる必要性はな
く、合金を露出させてエッチング剤と反応させて合金群
又は構成成分部材同志が識別できる程度に充分であれば
よい。
に組入れる場合には任意の処理を用いることができる。
これらの処理は合金表面の変色に必要な速度又は反応機
構に関するもので、例えば、まずリサイクル方法で考慮
されるものには細断アルミニウム合金スクラップの集積
である。合金のライフ・サイクルのこの時点では、アル
ミニウム合金スクラップは恐らく自動車用アルミニウム
の装飾用又は保護用被覆として用いたペンキ又は何等か
のラッカーが被覆されている。ラッカー又はペンキの被
覆の内にははがれて、合金表面が露出しているものもあ
る。この露出部はエッチング剤との反応で充分なものか
も知れないが、裸かの合金片ほどには充分でない。従っ
て、この被覆の任意の更に強力な剥離処理又はラッカー
除去処理をリサイクルの追加工程として効率上から行っ
てもよい。重要なことは、露出した合金表面はエッチン
グ剤と反応する必要があるということで、合金の対エッ
チング剤の表面／体積比の範囲を広くとる必要性はな
く、合金を露出させてエッチング剤と反応させて合金群
又は構成成分部材同志が識別できる程度に充分であれば
よい。
【００１９】本発明で考慮しているリサイクル方法で
は、合金同志の識別には簡単な目視法と、従って、労力
集中型作業が含まれる。しかし、もし一旦本方法の経済
性を向上させる上での合金分別手段が実現したあとは、
使用できる既製の感色分別装置の数は多い。
は、合金同志の識別には簡単な目視法と、従って、労力
集中型作業が含まれる。しかし、もし一旦本方法の経済
性を向上させる上での合金分別手段が実現したあとは、
使用できる既製の感色分別装置の数は多い。
【００２０】異なるアルミニウム合金の色選別方法は、
必要あればアルミニウム合金を細断及び／又はラッカー
除去し及び／又は鋳造合金から分別する工程と、細断ア
ルミニウムを処理する工程と、色又は幾つかの他の検出
可能な特性（例えば酸化物の厚さ）に基づいて合金群と
構成成分部材を分別する工程とから成る。一旦分別した
あとは、群又は構成成分部材を適切に集め、再製鍛練さ
れるアルミニウム供給流に再投入する。
必要あればアルミニウム合金を細断及び／又はラッカー
除去し及び／又は鋳造合金から分別する工程と、細断ア
ルミニウムを処理する工程と、色又は幾つかの他の検出
可能な特性（例えば酸化物の厚さ）に基づいて合金群と
構成成分部材を分別する工程とから成る。一旦分別した
あとは、群又は構成成分部材を適切に集め、再製鍛練さ
れるアルミニウム供給流に再投入する。
【００２１】合金処理法は、試料を試薬で処理し、次い
で濯ぎ、必要あれば乾燥させる方法で行うことができ
る。例えば、スクラップを適切な収容手段に入れ、適切
な処理剤で処理し、反応後、処理剤を濯ぎ落し、次いで
合金を合金の色又は明度と暗度で分別する。乾燥は単純
な空気乾燥法又は或る種の加熱手段でもよい。処理剤は
室温又は高温で用いてもよい。処理剤は試料を浸漬し又
はスプレー又は任意の塗布手段で液状で塗布する溶液で
よいが、それでもやはり環境因子の考慮が確実な、従っ
て、本発明の、自然・環境保護の鍛練済み合金分別方法
の意図をくじかないように制御した方法が好ましい。表
面反応は、例えばラッカー塗布表面又は汚れた表面より
は、きれいな露出アルミニウム合金表面に対して応答性
の極めて良く、好ましいことが判った。
で濯ぎ、必要あれば乾燥させる方法で行うことができ
る。例えば、スクラップを適切な収容手段に入れ、適切
な処理剤で処理し、反応後、処理剤を濯ぎ落し、次いで
合金を合金の色又は明度と暗度で分別する。乾燥は単純
な空気乾燥法又は或る種の加熱手段でもよい。処理剤は
室温又は高温で用いてもよい。処理剤は試料を浸漬し又
はスプレー又は任意の塗布手段で液状で塗布する溶液で
よいが、それでもやはり環境因子の考慮が確実な、従っ
て、本発明の、自然・環境保護の鍛練済み合金分別方法
の意図をくじかないように制御した方法が好ましい。表
面反応は、例えばラッカー塗布表面又は汚れた表面より
は、きれいな露出アルミニウム合金表面に対して応答性
の極めて良く、好ましいことが判った。
【００２２】代替的に、鋳造済み品も同じ方法で色選別
することができる。しかし、鋳造済み品は鍛練済み品か
ら分別する方が有利であり、従ってその方が好ましい。
これは目視的に行うことができるが、鋳造済み品は、高
温粉砕(hot crushing)等の熱加工方法によって、鍛練済
み品から分別するのが好ましい。こうすることによっ
て、１×××、２×××、３×××、４×××、５××
×、７×××、８×××等のアルミニウム合金系列、又
は以下に開示する構成成分部材が鋳造済み合金である場
合、後で鋳造済み品をかかる合金系列及び／又は鋳造済
み合金へ分別するのが容易と成る。この分別技術は、鋳
造済み品のために開示した技術と実質的に同一である。
することができる。しかし、鋳造済み品は鍛練済み品か
ら分別する方が有利であり、従ってその方が好ましい。
これは目視的に行うことができるが、鋳造済み品は、高
温粉砕(hot crushing)等の熱加工方法によって、鍛練済
み品から分別するのが好ましい。こうすることによっ
て、１×××、２×××、３×××、４×××、５××
×、７×××、８×××等のアルミニウム合金系列、又
は以下に開示する構成成分部材が鋳造済み合金である場
合、後で鋳造済み品をかかる合金系列及び／又は鋳造済
み合金へ分別するのが容易と成る。この分別技術は、鋳
造済み品のために開示した技術と実質的に同一である。
【００２３】
【実施例】下記の実施例は本発明を詳述するためのもの
で、本発明の範囲を限定するためのものではない。実施例１ アルミニウム協会登録のアルミニウム合金２０３６、６
０２２及び７００３の合金試料を１．２ＭＮａＯＨのエ
ッチング剤を用いて１５５°Ｆで４５秒、苛性処理し
た。このエッチングの結果を図１に示す。２×××系列
が上段の試料であり、６×××系列が中段の試料、７×
××系列が下段の試料である。合金の各群のそれぞれの
処理では異なる色調及び／又は陰影(shade) が現われ
る。従って、各群はその群ロットに分別できる。
で、本発明の範囲を限定するためのものではない。実施例１ アルミニウム協会登録のアルミニウム合金２０３６、６
０２２及び７００３の合金試料を１．２ＭＮａＯＨのエ
ッチング剤を用いて１５５°Ｆで４５秒、苛性処理し
た。このエッチングの結果を図１に示す。２×××系列
が上段の試料であり、６×××系列が中段の試料、７×
××系列が下段の試料である。合金の各群のそれぞれの
処理では異なる色調及び／又は陰影(shade) が現われ
る。従って、各群はその群ロットに分別できる。
【００２４】実施例２ ２０３６、６０２２及び７００３の合金試料を４％Ｈ3
ＰＯ4 と６％Ｈ2 ＳＯ 4 の混合溶液を用いて１９０°Ｆ
で３分間、酸性エッチング処理した。エッチングの結果
を図２に示す。２×××系列が上段の試料、６×××系
列が中段の試料、７×××系列が下段の試料である。苛
性エッチングと同様に、酸性エッチングでもこれらの合
金は比色的に分別できることが判る。
ＰＯ4 と６％Ｈ2 ＳＯ 4 の混合溶液を用いて１９０°Ｆ
で３分間、酸性エッチング処理した。エッチングの結果
を図２に示す。２×××系列が上段の試料、６×××系
列が中段の試料、７×××系列が下段の試料である。苛
性エッチングと同様に、酸性エッチングでもこれらの合
金は比色的に分別できることが判る。
【００２５】実施例３ ２０３６、３００３、５７５４、６０２２及び７００３
の合金試料を図３に示すように１５％水酸化ナトリウム
を用いて１４０°Ｆで４５秒、処理した。図３は、苛性
処理後のこれらの合金の種々の色を示し、これにより２
０３６、３００３、７００３は互に分別でき、更に５７
５４と６０２２試料からも分別できる。５７５４と６０
２２試料は目視では分別が容易ではなかったが、適切な
照明条件下で光学的センサーを用いると分別が可能であ
る。従って、１％硫酸銅を０．１％塩酸に混合した溶液
を用いてこれら２種の試料の２次処理を行った。図３に
は、実施例３に開示の０．１％塩酸と実質的に類似の
０．３容積％のＨＣｌ濃度のものが示してある。図３に
示すように、この２次処理により５７５４試料の６０２
２試料からの分別が容易に行える。
の合金試料を図３に示すように１５％水酸化ナトリウム
を用いて１４０°Ｆで４５秒、処理した。図３は、苛性
処理後のこれらの合金の種々の色を示し、これにより２
０３６、３００３、７００３は互に分別でき、更に５７
５４と６０２２試料からも分別できる。５７５４と６０
２２試料は目視では分別が容易ではなかったが、適切な
照明条件下で光学的センサーを用いると分別が可能であ
る。従って、１％硫酸銅を０．１％塩酸に混合した溶液
を用いてこれら２種の試料の２次処理を行った。図３に
は、実施例３に開示の０．１％塩酸と実質的に類似の
０．３容積％のＨＣｌ濃度のものが示してある。図３に
示すように、この２次処理により５７５４試料の６０２
２試料からの分別が容易に行える。
【００２６】実施例４ 図４は、水酸化ナトリウムの２種の異なる濃度と３種の
異なる温度で処理した５種の異なる合金群の３６個の試
料を示す。水酸化ナトリウム濃度は５重量％と１５重量
％とした。２０３６合金と７００３合金では温度は両濃
度で１００°Ｆ、１４０°Ｆ及び１８０°Ｆとした。３
００３合金は異なる２つの温度で処理し、５７５４合金
と６０２２合金は５％水酸化ナトリウム濃度では１温度
で処理した。５７５４合金は１５％水酸化ナトリウム濃
度では３つの温度全てで処理し、６０２２合金は１５％
水酸化ナトリウム濃度で高温側の２つの温度で処理し
た。温度上昇と水酸化ナトリウム濃度上昇でエッチング
剤は２０３６、３００３及び７００３合金に対して活性
が高くなる。水酸化ナトリウムは５７５４と６００２合
金には殆んど影響しなかった。試料は湿り状態乾燥又は
オーブン乾燥状態の如何にかかわらず分別できる。乾燥
の効果は色調又は色度を変るが、乾燥は選別性には影響
しない。図４の色調は室温で数週間ねかした試料のもの
である。苛性化合物でエッチングした直後に試料を濯ぐ
ことが好ましい。
異なる温度で処理した５種の異なる合金群の３６個の試
料を示す。水酸化ナトリウム濃度は５重量％と１５重量
％とした。２０３６合金と７００３合金では温度は両濃
度で１００°Ｆ、１４０°Ｆ及び１８０°Ｆとした。３
００３合金は異なる２つの温度で処理し、５７５４合金
と６０２２合金は５％水酸化ナトリウム濃度では１温度
で処理した。５７５４合金は１５％水酸化ナトリウム濃
度では３つの温度全てで処理し、６０２２合金は１５％
水酸化ナトリウム濃度で高温側の２つの温度で処理し
た。温度上昇と水酸化ナトリウム濃度上昇でエッチング
剤は２０３６、３００３及び７００３合金に対して活性
が高くなる。水酸化ナトリウムは５７５４と６００２合
金には殆んど影響しなかった。試料は湿り状態乾燥又は
オーブン乾燥状態の如何にかかわらず分別できる。乾燥
の効果は色調又は色度を変るが、乾燥は選別性には影響
しない。図４の色調は室温で数週間ねかした試料のもの
である。苛性化合物でエッチングした直後に試料を濯ぐ
ことが好ましい。
【００２７】実施例５ 図５は、室温で酸性溶液を用いて処理したあとの苛性に
反撥性のある５７５４合金試料と６００２合金試料を示
す。塩酸濃度と硫酸銅濃度を０．１％と１％の範囲でそ
れぞれ変えた。１％／１％処理が一番活性があるが、こ
の濃度では低塩酸濃度のときと同様にこの２種の合金試
料は識別できなかった。
反撥性のある５７５４合金試料と６００２合金試料を示
す。塩酸濃度と硫酸銅濃度を０．１％と１％の範囲でそ
れぞれ変えた。１％／１％処理が一番活性があるが、こ
の濃度では低塩酸濃度のときと同様にこの２種の合金試
料は識別できなかった。
【００２８】キナリザリン染料はマグネシウム含有合金
の分別に有効であることが判った。或る種の遷移金属に
対して特定のキレート分子がこれらの或る種の金属との
錯形成反応で有用であり、本発明の方法の目的で有用な
分別剤であることは当業者の理解する所である。
の分別に有効であることが判った。或る種の遷移金属に
対して特定のキレート分子がこれらの或る種の金属との
錯形成反応で有用であり、本発明の方法の目的で有用な
分別剤であることは当業者の理解する所である。
【００２９】５×××系列を識別するためのリサイクル
済み金属確認及び試験ハンドブック（ニューヨーク州ニ
ューヨーク市のナショナルリサイクル産業協会（Nation
alAssociation of Recycling Iudustries)」で推奨する
酢酸浸漬法では何等着色が得られなかった。更に、モリ
ブテン酸塩はケイ酸塩の存在下で黄変し、５×××合金
と６×××合金とではケイ素分に差があるので、モリブ
デン酸塩溶液浸漬法でこれら２種の合金が識別できると
考えられたが、この試験も失敗であった。
済み金属確認及び試験ハンドブック（ニューヨーク州ニ
ューヨーク市のナショナルリサイクル産業協会（Nation
alAssociation of Recycling Iudustries)」で推奨する
酢酸浸漬法では何等着色が得られなかった。更に、モリ
ブテン酸塩はケイ酸塩の存在下で黄変し、５×××合金
と６×××合金とではケイ素分に差があるので、モリブ
デン酸塩溶液浸漬法でこれら２種の合金が識別できると
考えられたが、この試験も失敗であった。
【図１】苛性エッチング剤処理後のいろいろの色度を示
す３種のアルミニウム合金試料の光学的写真である。
す３種のアルミニウム合金試料の光学的写真である。
【図２】酸性エッチング剤処理後のいろいろな色度を示
す３種のアルミニウム合金試料の光学的写真である。
す３種のアルミニウム合金試料の光学的写真である。
【図３】二段階処理後のいろいろな色度を示す５種の異
なる合金群の７種の試料の光学的写真である。
なる合金群の７種の試料の光学的写真である。
【図４】苛性エッチング剤の濃度と濃度を変えて処理し
た試料のいろいろな色度を示す光学的写真である。
た試料のいろいろな色度を示す光学的写真である。
【図５】酸性エッチング剤の濃度を変えて処理した試料
の光学的写真である。
の光学的写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レベッカ ケイ．ウイス アメリカ合衆国ペンシルバニア州，アルコ ア センター，テクニカル ドライブ 100，アルコア テクニカル センター
Claims (22)
- 【請求項１】 鍛練済みアルミニウム合金群系列及び鍛
練済みアルミニウム合金の主要構成部材を表面色で分別
する、鍛練済みアルミニウム合金分別方法。 - 【請求項２】 鍛練済みアルミニウム合金が２×××、
３×××、４×××、５×××、６×××、７×××、
８×××及びこれらの組合せ物から成る群から選ばれた
ものである、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 鍛練済みアルミニウム合金群系列と主要
構成成分部材がスクラップアルミニウム合金である、請
求項１記載の方法。 - 【請求項４】 鍛練済みアルミニウム合金群系列及び主
要構成成分部材を鍛練されるアルミニウム合金としてリ
サイクルする、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 苛性化合物、酸、酸化剤、染料及びこれ
らの組合せ物から成る群から選ばれた処理を含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項６】 マグネシウム、ケイ素、鉄、クロム、亜
鉛、銅、マンガン及びこれらの組合せ物から成る群から
選ばれた主要構成成分から成る、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 鍛練済みアルミニウム合金の再製鍛練さ
れるアルミニウム合金への取込み率を向上させる、請求
項１記載の方法。 - 【請求項８】 水酸化物を用いる処理を含む、請求項１
記載の方法。 - 【請求項９】 水酸化ナトリウムの約０．００１Ｍから
飽和溶液までの水酸化ナトリウムを用いる処理を含む、
請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 硫酸、リン酸及び塩酸から成る群から
選ばれた酸を約０．００１Ｎから飽和までの濃度で用い
る処理を含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 鍛練済みアルミニウム合金はラッカー
除去される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 鍛練済みアルミニウム合金は剥離処理
される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 光学的センサーを用いる、請求項１記
載の方法。 - 【請求項１４】 加熱器を用いる、請求項１記載の方
法。 - 【請求項１５】 鍛練済みアルミニウム合金がアルミニ
ウム協会の系列２０３６、６０２２、７００３、５７５
４、３００３及びこれらの組合せ物から成る群から選ば
れる、請求項１記載の方法。 - 【請求項１６】 硫酸銅を用いる処理を含む、請求項１
記載の方法。 - 【請求項１７】 湿式化学法を用いる処理を含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項１８】 単一又は複数の処理を含む、請求項１
記載の方法。 - 【請求項１９】 表面色が酸化物の厚さ由来のものであ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項２０】 染料が鍛練済みアルミニウム合金上に
吸着される、請求項１記載の方法。 - 【請求項２１】 鋳造済みアルミニウム合金群系列及び
アルミニウム合金の主要構成成分部材を表面色で分別す
る、アルミニウム合金分別方法。 - 【請求項２２】 鋳造済みアルミニウム合金が１××
×、２×××、３×××、４×××、５×××、７××
×、８×××及びこれらの組合せ物から成る群から選ば
れる、請求項２１記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US025978 | 1987-03-16 | ||
| US038968 | 1993-03-29 | ||
| US3896897P | 1997-02-24 | 1997-02-24 | |
| US09/025,978 US6100487A (en) | 1997-02-24 | 1998-02-19 | Chemical treatment of aluminum alloys to enable alloy separation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328620A true JPH10328620A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=26700556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8486498A Pending JPH10328620A (ja) | 1997-02-24 | 1998-02-24 | アルミ合金分別を可能にするためのアルミ合金の化学処理 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6100487A (ja) |
| EP (1) | EP0861910B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10328620A (ja) |
| DE (1) | DE69801693T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541585A (ja) * | 2006-06-23 | 2009-11-26 | アルカン レナリュ | 航空機産業に由来するアルミニウム合金製のスクラップのリサイクル方法 |
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| US6412642B2 (en) | 1999-11-15 | 2002-07-02 | Alcan International Limited | Method of applying marking to metal sheet for scrap sorting purposes |
| DE10002368C2 (de) * | 2000-01-20 | 2001-11-29 | Steinert Gmbh Elektromagnetbau | NE-Metall Sortierung |
| KR100428669B1 (ko) * | 2000-11-02 | 2004-04-30 | 홍인화 | 알루미늄합금선별시약세트 |
| WO2005033651A2 (en) * | 2002-03-06 | 2005-04-14 | Durham Maples | Method of separation by altering molecular structures |
| US10722922B2 (en) | 2015-07-16 | 2020-07-28 | UHV Technologies, Inc. | Sorting cast and wrought aluminum |
| US11278937B2 (en) | 2015-07-16 | 2022-03-22 | Sortera Alloys, Inc. | Multiple stage sorting |
| US11964304B2 (en) | 2015-07-16 | 2024-04-23 | Sortera Technologies, Inc. | Sorting between metal alloys |
| US10625304B2 (en) | 2017-04-26 | 2020-04-21 | UHV Technologies, Inc. | Recycling coins from scrap |
| PL3322544T3 (pl) | 2015-07-16 | 2022-08-29 | Sortera Technologies, Inc. | Układ sortujący materiały |
| US11969764B2 (en) | 2016-07-18 | 2024-04-30 | Sortera Technologies, Inc. | Sorting of plastics |
| US10710119B2 (en) | 2016-07-18 | 2020-07-14 | UHV Technologies, Inc. | Material sorting using a vision system |
| CN104988441B (zh) * | 2015-07-28 | 2016-10-05 | 大力神铝业股份有限公司 | 一种消除5754铝合金板表面吕德斯带的制造方法 |
| WO2017024035A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | UHV Technologies, Inc. | Metal analysis during pharmaceutical manufacturing |
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CA944845A (en) * | 1970-11-05 | 1974-04-02 | Colonial Sugar Refining Company Limited (The) | High speed sorting |
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| US4330090A (en) * | 1980-04-14 | 1982-05-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method for wrought and cast aluminum separation |
| DE3718672A1 (de) * | 1987-06-04 | 1988-12-15 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur analyse von metallteilchen |
| US5085325A (en) * | 1988-03-08 | 1992-02-04 | Simco/Ramic Corporation | Color sorting system and method |
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1998
- 1998-02-19 US US09/025,978 patent/US6100487A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-24 JP JP8486498A patent/JPH10328620A/ja active Pending
- 1998-02-24 EP EP19980301331 patent/EP0861910B1/en not_active Revoked
- 1998-02-24 DE DE1998601693 patent/DE69801693T2/de not_active Revoked
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541585A (ja) * | 2006-06-23 | 2009-11-26 | アルカン レナリュ | 航空機産業に由来するアルミニウム合金製のスクラップのリサイクル方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69801693T2 (de) | 2002-07-04 |
| DE69801693D1 (de) | 2001-10-25 |
| EP0861910B1 (en) | 2001-09-19 |
| EP0861910A3 (en) | 1998-09-23 |
| EP0861910A2 (en) | 1998-09-02 |
| US6100487A (en) | 2000-08-08 |
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