Processus de traitement du minerai et de concentration de l’or

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PRESENTATION DE LA MINE DE GORA

Contexte géologique

Géologie régionale

Le Crato Ouest Africain est une partie de croute métamorphisée et fortement déformée qui est devenue stable aux environs de 1,9 Ga (Bessoles, 1977). Il est constitué d’un noyau Archéen dans sa partie Sud-Ouest, contre lequel se juxtaposent des séries de ceintures de roches vertes d’âge Paléoprotérozoïque. Il couvre la majeure partie de l’Afrique de l’Ouest. Dans ce craton, trois unités structurales ont été identifiées :
-La Dorsale de Réguibat au Nord qui s’étend sur la Mauritanie et une partie de l’Algérie. Elle comprend le domaine de l’Amsaga qui est Archeen à l’Ouest et le domaine Paléoprotérozoïque de Yéti El Eglab à l‘Est.
-La Dorsale de Léo Man au Sud couvre la Guinée, la Cote d’Ivoire, le Burkina Faso, le Niger, le Ghana, le Libéria et la Sierra Léone. Elle comprend le domaine Kanéma Mam Archeen à l’Ouest et le domaine Baoulé Mossi Paléoprotérozoïque à l’Est. Ces deux domaines sont séparés par la faille de Sassandra de direction subméridienne localisée en Côte d’Ivoire.
-Les boutonniers de Kédougou Kéniéba (à cheval sur le Sénégal et le Mali) et de Kayes au Mali sont essentiellement Paléoprotérozoïques.
La BKK, représentant le Birimien au Sénégal, est constituée de formations Paléoprotérozoïques mises en place durant l’orogénèse éburnéenne aux environs de 2,2 à 2 Ga (Abouchami et al, 1991). Du point de vue lithostratigraphique, Bassot (1987) divise le Birimien au Sénégal en deux super-groupes :
-Le super-groupe de Mako : situé à l’Ouest de la BKK, est datée d’environ 2,2 Ga. Il est constitué essentiellement de formations volcaniques. En 1966, Bassot propose la succession suivante de bas vers le haut : des roches épi-métamorphiques d’origine volcanique avec un domaine basaltique à l’Ouest et un domaine andésitique à l’Est, des roches flyschoides épi-métamorphiques d’origine sédimentaire et des granitoïdes intrusifs recoupant les formations sus-jacentes.
-Les super groupes de Dialé-Daléma : situés à l’Ouest de la BKK, ils sont séparés par le batholite syntectonique de Saraya qui a été daté à 2079 Ma (Hirdes et Devis, 2002, U-Pb sur zircon). Les formations de Dialé sont constituées à la base par des calcaires et des marbres dolomitiques, suivis de grauwackes, de grès et de pélites. Celles de la Daléma sont composées de quartzites, de grauwackes, schistes et marbres interstratifiés contenant parfois des brèches (Bassot, 1966).
Du point de vue structural, la limite entre ces deux super-groupes est marquée par une faille régionale, la MTZ (Main Transcurrent Zone). Cette faille est orientée NE-SW et change de direction N-S en traversant la Falémé (Milesi et al, 1989). Les principales structures tectoniques sont la MTZ, la faille sénégalo-malienne (SMF) orientée NS et la faille de Sabodala.

Le permis de Sounkounkoun

Le permis de Sounkounkoun est situé à 30 km du site d’exploitation d’or de Sabodala dans le Super-groupe de Mako. Il est limité au Nord par le fleuve Falémé et le permis d’Hérémakono, à l’Est par le permis de Dembala Bérola et de Madina, au Sud par le permis de Niamia et enfin à l’Ouest par le permis de Bouroubourou. Ce permis a été octroyé par arrêté ministériel N°006229/MEM/ DMG du 13 Septembre 2006 à la société AXMIN pour la recherche minière pour l’or et substances connexes. Il couvre une superficie de 223 km2 et a été renouvelé deux fois en septembre 2008 et en Octobre 2013.
Du point de vue géologique, la zone est essentiellement recouverte de roches sédimentaires turbiditiques du supergroupe de Dialé-Dialéma. Les principales séquences lithologiques de la zone incluent une épaisse séquence de grès, de siltite et d’argile litée. Le gisement de Gora présente un pendage SE modéré à fort, avec une séquence de grès, siltites et argilites turbiditiques de direction N-S localement déversée et orientée au Sud-Est. Le massif sédimentaire contenant les filons est intrudé et délimité à l’Est et à l’Ouest par des granodiorites. Les sédiments encaissants ont été affectés par un métamorphisme du faciès Schistes verts avec une paragenèse à biotites et porphyroblastes aluminosilicatés, probablement dans l’auréole de métamorphisme des intrusions environnantes. La profondeur d’oxydation et très variable, mais s’étend généralement de 10 m à 100 m.
Selon Stephenson et al (2010), quatre principaux filons ont été identifiés dans la zone de Gora. Les deux filons importants sont orientés NNE sur plus de 1000 m, sub-parallèles et se chevauchent. Les travaux d’exploration ont montré que l’or est présent essentiellement sous forme de grains libres en bordure des cristaux de quartz et se trouve parfois inclus dans la pyrite.

Caractéristiques du gisement

Le gisement de Gora est typique des gisements aurifères birimiens avec une chronologie de la minéralisation tardive par rapport à l’orogénèse éburnéenne, un contrôle structural et une localisation en bordure des ceintures volcaniques. Selon la classification proposée par Milési et al. (1987), basée sur la nature des roches encaissantes et du type de structure hôte, le gisement de Gora correspond au type 5 (Minéralisation quartzeuses discordantes à Or natif et sulfures ou polymétalliques). Ce style de minéralisation est semblable aux gisements de Poura au Burkina Faso, de Kalana au Mali et de Sabodala au Sénégal. Gora est de type mésothermal correspondant à la phase 3 (tardi-orogénique post-pics D2/D3) de Milési et al. (1992).
L’analyse du tableau (3) montre que le gisement de Gora se classe dans la catégorie des gisements de faible tonnage et de haute teneur d’où sa particularité.

Caractéristiques de la mine

La mine de Gora est une mine satellite de SGO. Elle est conçue comme une extension des opérations minières courantes de la mine de Sabodola. L’exploitation de la mine de Gora se base uniquement sur le processus d’extraction physique au sein d’une carrière à ciel ouvert. La taille réduite du gisement de Gora fait que la construction d’une unité de traitement sur le site ne serait pas économiquement viable.

Fosse minière

Par définition, on appelle fosse minière (Pit) la carrière où est extrait le minerai (figures 7 et 8). La stabilité de la fosse dans une exploitation à ciel ouvert est d’une importance capitale au cours de l’exploitation et après la fermeture de la mine. Elle permet d’assurer la sécurité du personnel et des engins, d’éviter l’effondrement des blocs et l’utilisation future de la fosse après la réhabilitation. Ainsi la mine de Gora est exploitée avec la méthode de taux de découverture décroissant. La fosse minière est conçue avec des gradins de 10 m dans les zones de stériles les plus larges et de 5 m dans les zones les plus proches des zones minéralisées. Les rampes sont de 24 m (rampes à double sens) avec une pente de 10%. Cette largeur de 24 m permet le passage des véhicules en mouvement et intègre un espace suffisant pour l’aménagement des merlons de sécurité et des systèmes de drainage. Les rampes en fond de mine sont plus étroites (rampe à sens unique de 16 m).

Halde à stériles

Les roches stériles, extraites du sous -sol pour atteindre les zones minéralisées d’une exploitation minière, sont des matériaux grossiers à granularité très étalées (CU = D60 /D10 ≥ 20, où Di représente le diamètre des particules dont le pourcentage passant est i sur la courbe granulométrique), comportant surtout des particules de la taille des sables et des graviers. Elles sont habituellement entreposées en surface sous forme d’empilement, communément appelé halde à stérile. Cependant le choix du site de stockage des stériles tient compte de plusieurs facteurs parmi lesquels :
– les formations géographiques existantes (puits ou flancs de colline) pour réduire l’impact visuel ;
– le contexte hydrographique de la zone environnante (cours d’eau et nappe phréatique) afin d’éviter les risques d’inondation et de contamination ;
– les données météoriques (précipitation) afin de minimiser les infiltrations dans la halde à stériles.
– le potentiel économique de la zone. Il faut en effet éviter que la halde à stériles ne repose pas sur un futur gisement ;
– l’itinéraire de transport qui doit être le plus court possible afin de réduire le coût et la durée du transport ;
– les communautés locales, biodiversité, pour le respect de leur intégrité ;
– les terres arables ;
– et enfin l’utilisation post-minière / impact.
La halde à stériles de Gora suit une conception basée sur deux bancs de 20 m de hauteur, 5 m de largeur de baquette entre les bancs et une rampe d’accès de 30 m présentant une pente de 8% permettant la circulation des engins (figures 9 et 10). Pour assurer une stabilité générale, la pente globale est inférieure à 25° majorée d’un facteur de sécurité de 1,5.

Extraction et transport du minerai

La technique d’extraction du minerai utilisée est la suivante : exploitation à ciel ouvert, forage et minage, avec prises par camions et pelles. Des chargeuses en buttes sont utilisées pour charger les camions communément appelés Dump trucks, lesquels transportent le minerai et les stériles jusqu’aux verses à stériles et la plateforme de stockage du minerai brut (figure 11). Le minerai est temporairement stocké sur la plateforme en fonction de leur teneur avant d’être transporté par camions benne à l’installation de traitement de Sabodala. Les opérations de transport utilisent la route minière de Gora qui comprend deux tronçons. Un premier préexistant qui relie l’usine de traitement de Sabodala à la nationale N 271, d’environ 4 km de long. Et un second tronçon de 23 km de long qui relie la N 271 à la plateforme de stockage de minerai de Gora.

Processus de traitement du minerai et de concentration de l’or

Le traitement du minerai de Gora se fait niveau de l’usine de traitement de Sabodala située à 27 Km de Gora. L’opération de traitement comprend : le concassage, le broyage, la lixiviation, l’adsorption, l’élution et l’extraction électrolytique.

Concassage

Le concassage est l’opération qui permet la réduction granulométrique des matériaux, autrement dit la diminution de la taille des éléments qui constituent les matériaux en cours d’élaboration. A Sabodala, le concassage est assuré par deux concasseurs à mâchoires, grizzlys (cribles qui permettent de séparer le matériau en fonction de leur taille) et un concasseur secondaire. Le schéma de la figure (12) résume l’opération de concassage avec un matériau de sorti de granulométrie inférieure à 38 mm.

Broyage

Le broyage est une opération mécanique visant à réduire d’avantage la taille des particules après le concassage. A Sabodala trois types de broyeurs sont utilisés : deux broyeurs semi-autogènes et un broyeur à corps broyant. Le schéma de la figure (13) résume le processus de broyage et le résultat est un matériau à granulométrie comprise entre 5 à 6 mm.

Processus de concentration de l’or

La récupération de l’or est un processus très complexe qui peut se faire suivant trois méthodes : la gravimétrie (procédé physique), l’amalgamation (procédé chimique utilisant le mercure) ou cyanuration (procédé chimique utilisant le cyanure). Cette dernière est utilisée pour extraire l’or à Sabodala. Le principe de la cyanuration repose sur le fait que les ions cyanures forment des complexes très stables avec l’or suivant la réaction suivante :

Infrastructures minières

La zone totale couverte par la mine est environ 600 ha pour l’ensemble des éléments de la mine qui sont les suivants : une fosse minière (Pit), une halde à stériles (WRD), zones de stockage du minerai en fonction de la teneur, zone de stockage de terre végétale, bureaux, zone de maintenance des engins et la route de transport du minerai (figure 14).

VEILLE LEGALE, REGLEMENTAIRE ET DES BONNES PRATIQUES

Réglementation et législation

Politique et directives internationales

Le Sénégal est signataire de la quasi-totalité des conventions internationales sur l’environnement. Entre autres conventions, le Sénégal a ratifié :
 La convention sur la biodiversité (Rio de Janeiro 1992, entrée en vigueur en en 1993), elle a pour but de promouvoir la préservation de la biodiversité et l’utilisation durable de ses ressources.
 La convention des Nations Unies sur la lutte contre la désertification ratifiée en Mars 1995.
 La convention cadre sur les modifications climatiques (New York 1992, entrée en vigueur 1994), elle a pour but de stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère à un niveau permettant d’éviter une « interférence dangereuse avec le système climatique ».
 La convention africaine sur la conservation de la Nature et des Ressources Naturelles, adoptée à Alger le 15 Mars 1968 ratifiée en 1971.
 La convention pour la protection de la couche d’ozone (Vienne 1985, entrée en vigueur en 1988) avec le Protocole de Montréal relatif à des substances qui appauvrissent la couche d’ozone (Montréal 1995), elle a pour but de réduire et d’éliminer les émissions de substances qui attaquent la couche d’ozone et de contrôler les autres activités néfastes.
 La convention sur le contrôle des mouvements transfrontières des déchets dangereux et de leur élimination (Bale 1989, entrée en vigueur en 1992). Elle a pour but de contrôler et de réduire les mouvements transfrontières de déchets dangereux et d’aider les pays en développement à gérer leurs déchets dangereux d’une manière qui soit compatible avec la protection de l’environnement.
 Le Protocole de Cartagena sur la protection des risques biotechniques relatifs à la convention sur la diversité biologique (complète la convention sur la diversité biologique signée à Montréal le 29 Janvier 2000).
Sur le plan régional, les entreprises minières sont tenues de respecter un certain nombre de lois et règlements. Parmi ces lois, on peut citer :
 La loi N° 18/2003/CM/UEMOA du 23 Décembre 2003 portant l’adoption du code minier communautaire de l’UEMOA.
 Adoption par le conseil des Ministres de la CEDEAO, le 27 Mai 2009, de la Directive C/Dir3/D5/D9 portant sur l’harmonisation des principes directeurs et des politiques dans le secteur minier.
 La signature par les chefs d’Etat et de Gouvernement de la CEDEAO, le 17 Avril 2012, de l’acte additionnel A/SA.16/02/12 portant l’adoption de la politique de Développement des Ressources Minérales de la CEDEAO (PDRMC).
 L’adoption en Février 2009, de la Vision du Régime Minier de l’Afrique (VMA) ou « Africa Mining Vision » par les chefs d’Etat et de Gouvernement de l’Union Africaine.
 La loi N°2003-12 du 28 Mai 2003 autorisant le Président de la République à ratifier l’instrument juridique de la Charte des Eaux du fleuve Sénégal, adoptée à Nouakchott le 28 Mai 2002 suivant la résolution N°005/CCEG.

Législation nationale

Le droit à un environnement sain est garanti par la constitution sénégalaise. Outre des dispositions du code minier, les titulaires de titres miniers ou d’autorisation sont également soumis aux dispositions et règlementations relatives au code de l’environnement, au code forestier, au code de l’eau et un certain nombre de décrets.
 La loi N° 2016-32 du 28 Novembre 2016 portant le code minier du Sénégal et son
Décret d’application N°2017-459 fixant les modalités d’application :
Article 72 : L’exploitation, le traitement et la valorisation, en vue de leur utilisation, des masses constituées par les terrils, les haldes de mines et les rejets d’exploitation de carrières sont soumis à l’autorisation préalable délivrée par arrêté du Ministère chargé des Mines.
Article 73 : Les terrils et les haldes de mines, ainsi que les rejets d’exploitation de carrières sont soumises au régime minier ou au régime de carrière selon leur utilisation. Article 100 : Démarrage et Fermeture
Toute décision de démarrage ou de fermeture de travaux de recherche ou d’exploitation de substances minérales doit être déclarée au préalable au Ministère chargé des Mines. Article 102 : Etude d’impact environnemental
Tout demandeur de permis d’exploitation minière, d’autorisation d’ouverture et d’exploitation de carrière ou d’autorisation d’exploitation de petite mine doit, préalablement au démarrage de ses activités, réaliser, à ses frais, une étude d’impact sur l’environnement et la mise en œuvre d’un plan de gestion environnemental, conformément au code de l’environnement et aux décrets et arrêtés y afférents.
Tout titulaire d’un titre minier procède obligatoirement à la réhabilitation des sites couverts par son titre minier.
Nonobstant les obligations découlant de l’article 103 du présent code, tout titulaire de permis de recherche, d’autorisation d’ouverture et d’exploitation de carrière permanente, d’autorisation d’exploitation de petite mine, de permis d’exploitation minière et de contrat de partage de production, est tenu d’ouvrir et d’alimenter un compte fiduciaire auprès d’un établissement public spécialisé désigné par l’Etat.
Ce compte est destiné à la constitution d’un fonds pour couvrir les coûts de la mise en œuvre du plan de gestion environnemental.
Les modalités d’opération et d’alimentation de ce fonds sont fixées par décret. Article 105 : Exploitation minière en forêts classées
Les titres délivrés en zone de forêts classées en application du présent code doivent respecter les dispositions du code forestier.
 La loi N° 2001-01 du 15 Janvier 2001 portant code de l’environnement et son décret d’application N°2001-282 du 12 Avril 2001
 La loi N°98-03 du 08 Janvier 1998 portant code forestier et son décret d’application N°98-164 du 20 Fevrier1998
 La loi N°81-13 du 4 Mars 1981 portant code de l’eau.
 Le décret N° 2009-1335 en date du 30 Janvier 2009, portant création et fixant les modalités d’alimentation et de fonctionnement du Fonds de Réhabilitation des Sites Miniers (FRSM) (voir annexe 4).
 La norme sénégalaise NS 05 – 061 sur les rejets.

Bonnes Pratiques

Concepts techniques fondamentaux

o Environnement
L’ensemble des éléments naturels et artificiels ainsi que des facteurs économiques, sociaux et culturels qui favorisent l’existence, la transformation et le développement du milieu, des organismes vivants et des activités humaines (Code de l’environnement).
Milieu dans lesquels les organismes fonctionnent, incluant l’air, l’eau le sol, les ressources naturelles, la flore, la faune, les êtres vivants et leurs interactions (Norme ISO140001 version 2004).
L’ensemble des éléments (biotiques ou abiotiques) qui entourent un individu ou une espèce et dont certains contribuent directement à subvenir à ses besoins.
o Mine
Les gites de substances minérales ou fossiles qui ne sont pas classés comme carrières. Les substances minérales classées en régime mine sont dites substances minières (code minier). Une mine comprend tous les aménagements, ouvrages et équipements d’extraction, installation de traitement de minerai, espaces de stockage provisionnel et permanent de matériaux et/ou de résidus nécessaire pour l’exploitation et la valorisation d’un gisement.
o Minerai
Agrégat minéral contenant un ou plusieurs composants de valeur en proportion suffisante pour son extraction industrielle.
o Restauration – Réhabilitation
Selon l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) et « Society for Ecology Restoration (SER) », la restauration est un procédé qui permet d’assister le rétablissement d’un écosystème qui a été dégradé, endommagé ou détruit. Elle désigne selon le « National Research Council US (1992) » la remise dans un état initial défini, considéré comme naturel, d’un système perturbé par l’activité humaine.
La Réhabilitation est un processus utilisé pour réparer les impacts de l’exploitation minière sur l’environnement. Il s’agit de la création d’un écosystème alternatif, écologiquement viable, éventuellement différent en terme de structure, de composition, de fonctionnement de l’écosystème avant dégradation, et présentant une certaine valeur d’usage et pour la biodiversité. Elle est aussi définie comme une opération visant à pallier les effets environnementaux de l’exploitation minière et à remettre le site minier dans un état satisfaisant et compatible avec l’usage futur du site.
Cependant la différence entre la restauration et la réhabilitation, réside sur les objectifs. La restauration a un objectif plus ambitieux qui est de rétablir la structure et la fonction de l’écosystème en faisant en sorte que ceux-ci soient similaires à ceux du terrain avant la perturbation ou identiquement à celles de l’écosystème d’origine. Ceci constitue un défi scientifique et économique. N’est-il pas plus essentiel de créer un écosystème qui répond aux besoins socio-économiques de la population que d’établir l’écosystème d’origine ?
o Atténuation – Compensation
L’atténuation fait généralement référence aux mesures prises pour éviter, minimiser, réhabiliter ou contrebalancer les atteintes directes ou indirectes à l’environnement.
Par contre, les compensations écologiques sont des mesures qui fournissent des avantages pour l’environnement et qui contrebalancent les impacts environnementaux résiduels significatifs d’un projet ou d’une activité.
La seule différence entre ces deux concepts se trouve sur le lieu d’application. Les mesures d’atténuation ont lieu sur le site dans le cadre d’un projet et en réduisant les impacts directs. A l’inverse les compensations s’effectuent en dehors de la zone du projet et contrebalancent les impacts résiduels significatifs.
o Développement Durable (DD)
La définition la plus communément acceptée du DD a été avancée par la commission mondiale sur l’environnement et le développement dans son rapport de Brundtland (1987) intitulé « Notre avenir à tous (our common future) ». Le développement durable y est défini comme celui répondant aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs (figure 15).
Cette définition qui repose sur un double principe d’équité, à l’intérieur d’une génération et entre générations, est-elle applicable dans une activité industrielle qui repose sur l’exploitation des ressources non renouvelables? En d’autre terme, cet inéluctable épuisement de la ressource est-il compatible avec le DD ?
Ainsi la réponse à ces interrogations a permis une conceptualisation et une réinterprétation de ce concept dans le secteur minier. Il est admis que dans le secteur des ressources minérales, le DD signifie que les investissements dans les projets miniers devraient être financièrement rentables, techniquement appropriés, écologiquement sains et socialement responsables. Cette dernière définition est en phase avec l’adoption le 27 Septembre 2015 par l’Assemblée générale des Nations Unies de dix-sept (17) objectifs de DD et de leurs cent soixante-neuf 169 cibles pour le Programme de développement des Nations Unies pour l’après 2015 (annexe 5). Ces objectifs de portée universelle, remplacent les objectifs du Millénaire pour le Développement.

Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre I : Présentation de l’état initial
1. Localisation
2. Géomorphologie et climat
2.1. Géomorphologie
2.2. Pédologie
2.3. Climat
3. Biodiversité
3.1. Faune
3.2. Flore
4. Réseau hydrographique et hydrogéologie
4.1. Réseau hydrographique
4.2. Hydrogéologie
4.3. Qualité de l’eau
5. Population et activités économiques
5.1. Population
5.2 Activités socio-économiques
Chapitre ll- Présentation de la mine de Gora
1 Contexte géologique
1.1. Géologie régionale
1.2. Le permis de Sounkounkoun
2. Caractéristiques du gisement
3. Caractéristiques de la mine
3.1. Fosse minière
3.2. Halde à stériles
3.3. Extraction et transport du minerai
4. Processus de traitement du minerai et de concentration de l’or
4.1. Concassage
4.2. Broyage
4.3. Processus de concentration de l’or
5. Infrastructures minières
Chapitre III : Veille légale, réglementaire et des bonnes pratiques
1. Réglementation et législation
1.1. Politique et directives internationales
1.2. Législation nationale
2. Bonnes Pratiques
2.1. Concepts techniques fondamentaux
2.2. Présentation du concept de « Mining for Rehabilitation »
3. Autres bonnes pratiques
Chapitre IV : Résultats du programme de caractérisation des stériles
1. Généralités sur le Drainage Minier Acide
1.1. Définitions
1.2. Formation du drainage minier acide
1.3. Prédiction de la nature géochimique du drainage minier
1.4. Prévention de DMA
2. Caractérisation des matériaux
2.1. Programme d’échantillonnage
2.2. Analyses de prédiction du DMA
3. Présentation des résultats
3.1. Résultats du ABA et NAG des stériles
3.2. Résultats du ABA et NAG du minerai
3.3. Minéralogie
3.4. Géotechnique
Chapitre V : Stratégies de fermeture et optimisation du volume des stériles
1. Stratégies et hypothèses de fermeture de mine de Gora
1.1. Au niveau de la fosse minière
1.2. Au niveau de la halde à stériles
2. Optimisation du volume des stériles
2.1. Influence de l’angle de talus
2.2. Autoremblayage
2.3. Taille des stériles
3. Valorisation des stériles
Chapitre VI. Mesures de réhabilitation postérieures à la fermeture de la mine
1. Revégétalisation
1.1. Choix des espèces
1.1.1. Systèmatique
1.1.2. Essais de réhabilitation de la halde à stériles
1.2. Intérêts socio-économiques et environnementaux
1.3. Techniques de revégétalisation
2. Apiculture
2.1. Systématique
2.2. Techniques apicoles
2.3. Intérêts socio-économiques de l’apiculture
Conclusion
Recommandations
Références bibliographiques

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