石煤中钒的赋存特性及其提取工艺研I进?矿业114|?/title> <meta name="renderer" content="webkit|ie-comp|ie-stand" /> <meta name="keywords" content="快三单双大小不输方法技巧,赌博压大小单双技巧,快三骰子作弊" /> <meta name="description" content="ҺάͶ޹˾玩转彩票之大小单双技巧网上三分快三大小单双技巧北京pk拾大小单双技巧时时彩猜必出号码怎样买大小单双技巧彩票大小单双有规律嘛怎么玩大发单双大小技巧三个骰子大小开点规律" /> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=yes" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1" /> <!-- medicom style --> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="/resource/website/article/Content/css/flexslider.css" /> <link href="/resource/website/article/Content/css/style.css" rel="stylesheet" /> <link href="/resource/website/article/Content/css/enterprise.css" rel="stylesheet" /> <script src="/library/JavaScriptOpt.js"></script> <script src="/website_template/edition3/content/js/download.js"></script> <script src="/library/jquery/js/jquery-1.9.1.js"></script> <script src="/library/jquery/js/jquery-ui-1.10.3.custom.min.js"></script> <script 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src="/website/include/FABED9CE04664969B6B296DF11386194.html"></iframe> <!-- 文章 start--> <div class="container"> <div class="enterprise-info-box"> <div class="enterprise-info-category-descr"> <img src="/resource/website/article/Content/img/enterprise-info-category-descr.jpg" /> <a href="/index.html">首页</a> >> <a href="">中矿癄</a> >> <a href="/website/article/1418/index.html">选矿试验及工?/a> >> <a href="/website/article/141815/index.html">选矿新工艺新技?/a> >> 正文 </div> <div class="enterprise-info-mainbody"> <span id="id" style="display: none;">0D7937D1A04C4292A449EA5799B2C779</span> <div class="title">石煤中钒的赋存特性及其提取工艺研I进?/div> <div class="sub-title">2018-09-20</div> <!-- D start --> <div class="introduction"> 为构建钒在石煤中的赋存特性与其提取行Z间的关系,q一步完善提钒机?ȝ 分析了我国近q来石煤中钒的赋存状态及其提取工艺研I的相关文献。分析结果指?石煤中钒 的赋存状态是选择提钒工艺的重要依?含钒石煤的基因矿物学Ҏ研I是提钒的重要研I方向? </div> <!-- D start --> <!-- 正文 --> <div class="mainbody"> <div style="display:none">AhutCMS:HiddenContent</div> <span id="SwfFileUrl" style="display: none;"></span> <div 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</sup>。目前,我国提钒的主要原料主要有钒钛铁ѝ石煤和含钒废催化剂{,其中Q石煤属我国独有的一U提钒原料,是除钒钛铁矿之外的一U优劉K资源Q遍及我?0多个省,目前全国探明含钒石煤储量618.8亿吨Q已探明工业储量39亿吨Q其中V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>含量大于0.5%的储量ؓ77707.5万吨Q由于其可开采储量大于钒钛磁铁矿<sup>[2]</sup>。因此,从石煤中提钒成ؓ了我国利用钒资源的一个重要研I方向?/p> <p>我国?0世纪70q代起就开始开展石煤提钒的研究和工业生?sup>[3]</sup>Q在提钒工艺技术研发方面取得较大进展,形成了以钠化焙烧-水浸工艺Z?sup>[4]</sup>Qƈ衍生出复合添加剂焙烧<sup>[5-6]</sup>、钙化焙?sup>[7]</sup>、空白焙?sup>[8]</sup>、硫酸化焙烧加水、酸或浸的新工艺技?sup>[9-10]</sup>Q以及通过d含氟助浸剂直接酸工?sup>[11]</sup>Q等{。在提钒机理研究斚wQ研I了钒氧化、{化和q移规律以及石煤钒矿中主要矿物的相变规律{,q对不同方式的焙烧和出q程的热力学、动力学q行了系l研IӞ形成了一pd理论成果Qؓ我国石煤钒矿资源的开发利用提供了一定的技术支?sup>[12]</sup>。M来看Q对钒在石煤中赋存特性这一基因矿物学特征研I相对较且很不pȝ。一般情况下Q不同地区石煤钒矿究竟采用何U提钒工艺,主要是由石煤中钒的赋存状态、矿物组成、含钒矿物晶体化学特性等军_的,其中钒赋存状态是选择提钒工艺的前提和基础Q是最重要的基因矿物学Ҏ,充分了解此信息不但对石煤提钒工艺的选择和优化具有重要的指导意义Q而且为提钒机理研I提供重要理论支撑?/p> <p>本论文较为系lȝ了近些年来石煤钒矿中有关钒的赋存Ҏ与其提取行为有关的文献Q以期从有限的信息中发现规律QƈҎ目前研究现状Q提出几点今后研I的方向?/p> <p>1石煤中钒h研I现?/p> <p>钒原子的L子结构ؓ3d<sup>3</sup>4s<sup>2</sup>Q五个h电子都可以参加成键,Ҏ得失的电子数不同Q钒h不同的h态,从而呈现出多种氧化态的Ҏ。自然界中的钒有四种h,分别为V<sup>2+</sup>、V<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>Q其中以V<sup>+5</sup>的化合物较稳定。目前研I发玎ͼ我国各地区的石煤矿中一般只存在V<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>QV<sup>2+</sup>的存在暂未发现。许国镇<sup>[13]</sup>{h曑֯百余U有关钒矿物及含钒矿物钒h存在状况作了较为系l考查Q结果证明钒都是以单一的或以相ȝ两种h存在于矿石中,未发现有三U钒h共存于同一矿物中,q主要是因ؓ不相ȝ或者h态差大于1的Q何两U钒d彼此都会发生氧化q原反应Q因此,在同一矿物中只有相MU钒h共存。由于石煤多形成于还原性环境中Q受成矿q程中外界还原性环境气氛的影响Q低LV<sup>3+</sup>和V<sup>4+</sup>为钒在石煤中的主要存在Ş态。从国内许多典型的石煤钒矿来?sup>[14]</sup>QMl计U?0%~80%的钒都是以V<sup>3+</sup>和V<sup>4+</sup>形态存在,只有在长期暴露于大气中风化的矿石表层Q钒才能~慢氧化成V<sup>5+</sup>?/p> <p>邢学?sup>[15]</sup>{h采用多种分析试手段Q对甘肃酒泉某石煤矿中钒的h态进行了研究Q结果表明,该石煤矿中钒主要以三价和四h形式存在Q以五h形式存在的很,只占2.22%。吴惠玲<sup>[16]</sup>{h利用电子探针、岩相分析等多种方法,研究了四川广旺含钒高石煤中钒的赋存状态,l果表明Q该地区石煤中钒主要以三价Ş式类质同象替换存在于云母cȝ物晶体结构中。刘?sup>[17]</sup>{h借助钒的h分析、化学物相分析、能谱分析和晶体l构化学分析{分析测试手D,Ҏ北某地石煤矿q行了工艺矿物学研究Q结果表明,该石煤中的钒以三价ؓ主,分布率占79%Q四价钒含量较少Q不含五价钒?/p> <p>2 石煤中钒赋存状态研I现?/p> <p>Ҏ已有的研IӞ大致可将我国石煤中钒的赋存状态分为四c:一是钒以类质同象Ş态赋存于矿物的晶体结构中Q二是钒以吸附态Ş式存在;三是钒以独立矿物形式存在Q四是钒赋存在有中?/p> <p>2.1 钒以c质同象形式存在</p> <p>c质同象是指晶体l构中某U质点(原子、离子或分子Qؓ其他U类DҎ代替Q仅使晶格常数发生不大的变化Q而结构型式ƈ不改变。地壳中有许多元素本w很或Ҏ不Ş成独立矿物,而主要是以类质同象؜入物的Ş式赋存于与之性质怼的常量元素所l成的矿物晶g<sup>[18]</sup>Q石煤中钒的存在形式便是一个很好的例子?/p> <p>目前研究发现Q钒在矿石中以类质同象存在主要有两种cdQ一是钒取代酸盐或铝硅酸盐矿物中的铝存在于其晶<sup>[19]</sup>Q此部分含钒矿物主要有白云母、伊利石{粘土矿物;二是钒取代铁氧化物中的铁q入其晶g<sup>[20]</sup>。其中,l大多数钒以W一UŞ态存在,即以V<sup>3+</sup>存在于云母、伊利石{硅酸盐矿物中,呈类质同象Ş式部分取代四ơ配位的氧四面体“复|层”和六次配位的铝氧八面体“单|层”中的Al<sup>3+</sup>、Fe<sup>3+</sup>{而进入矿物晶根{比如含钒伊利石晶体化学式ؓQ{K} (AQV) [SiAl]O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub>Q整个结构由两层层状氧四面体与中间氧(O<sup>2-</sup>)和羟?OH<sup>-</sup>)形成的二八面体组成。硅氧四面体中有1/4Si被Al取代构成骨架QV<sup>3+</sup>取代二八面体中的Al<sup>3+[21]</sup>。另外,矿物中离子或原子半径的相对大是军_晶体l构的重要因素,要ɾc质同象代替不导致晶格类型发生重大变化,从几何角度来看,要求怺代替的离子或原子半径的大不能相差过大。如白云母,其硅氧骨q通式AB<sub>2</sub>[AlSi<sub>3</sub>O<sub>10</sub>](OH)<sub>2</sub>中,A代表K<sup>+</sup>QNa<sup>+</sup>QBl离子大变化范围ؓ0.061(Al<sup>3+</sup>)~0.080nm(Mg<sup>2+</sup>)Q外来离子易取代Bl离子进入云母的晶格中。在白云母晶gQB处是配位Cؓ六的铝,q与氧Ş成铝氧八面体l构Q而钒的离子Ş态中QV<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>的离子半径分别ؓ0.072Q?.067Q?.044nmQ根据晶体学理论Q正负离子半径比?.414~0.732范围内时Q正d方可被允许存在于配位Cؓ六的八面体中Q基于V<sup>3+</sup>QV<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>d半径与氧的负d半径比分别ؓ0.57Q?.53?.35Q理Z判断除V<sup>5+</sup>以外QV<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>都可能存在于八面体中。因此,可以初步判定V<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>能够以类质同象的形式取代铝进入白云母的铝氧八面体晶格中,而V<sup>5+</sup>却难以进入白云母晶格中?/p> <p>文献<sup>[22]</sup>针对陕西某石煤钒矿,l合扫描电镜考查Q认为矿石中l大部分钒呈c质同象分布于硅酸盐矿物中,主要以绢云母和伊利石Z要蝲体,钒分布率?8.02%Q还发现?%的钒呈类质同象分布于褐铁矿中。罗?sup>[23]</sup>{针Ҏ石煤钒矿Q采用扫描电镜、电子探针分析等手段Q发现矿石中钒主要以c质同象的Ş式赋存在方解矟뀁石q各主要造岩矿物中,以类质同象Ş式存在的钒占总钒?3.04%。文?sup>[24]</sup>针对湖南某石煤钒矿开展了研究Q查明该矿石中钒主要呈类质同象Ş式赋存于伊利石矿物中Q矿石中钒的h以Q?sup>3+</sup>Z?/p> <p>2.2 钒以吔R态Ş式存?/p> <p>大多数学者认为,此类型的钒主要以V<sup>4 +</sup>、V<sup>5+</sup>吔R在石煤中的有机物、铁氧化物以及黏土类矿物的表面,另外q有部分钒有时以l阴d形式呈吸附Ş态存在于针铁ѝ褐铁矿、高岭石、碳酸盐矿物中。在q些矿物中,钒多生体或微l粒包裹体,所以多数情况下UCZU؜入物?/p> <p>文献<sup>[25]</sup> 针对湖北郧县大柳钒矿开展了pȝ研究Q发现部分钒以钒酸络阴离子被_土矿物吔R而存在于矿石中。文?sup>[26]</sup>研究发现湖北通山、江西皈大、四川广Z及陕襉K分地区的石煤中四价钒较多Q这些高价钒( V<sup>4 +</sup>、V<sup>5 + </sup>) 一般以吔R的方式赋存于黏土矿物、铁氧化物中Q是钒的主要存在形式。李ƣ等<sup>[27]</sup>Ҏ沉积泥质岩型含磷钒矿q行了研IӞ发现其中的钒主要以吸附Ş式赋存于胶状褐铁矿和泥质岩中?/p> <p>2.3 钒以独立矿物或独立氧化物形式存在</p> <p>大量研究发现Q石煤中的钒q可形成钒云母、钛钒榴矟뀁钙钒榴矟뀁变钒铀ѝ榍石等独立钒矿物,q些单矿物理论含钒量很高Q是石煤中钒最集中的矿物成分。但从矿物晶体结构上分析Q严格意义上_钒的独立矿物也应U得上钒是以c质同象形式存在Q比如榍矻I也可用解释ؓ钒取代了钛而生成了新的矿物?/p> <p>文献<sup>[22]</sup>报道Q某石煤钒矿中除含有c质同象钒外Q还有一部分钒以独立矿物钒钛氧化物Ş式存在,其分布率?.2%Q另外还含有量钒酸盐等。文?sup>[23]</sup>研究发现Q有部分钒以独立矿物的Ş式赋存在含钒金红石中。于z等<sup>[25]</sup>在对湖北郧县大柳钒矿研究中发玎ͼ有部分钡钒云母单矿物存在。还有学者针Ҏ北某石煤中钒的赋存状态研IӞ发现原矿中存在有钙钒榴石和钒榍石{含钒矿物,独立氧化物主要是V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>或结晶态的钒酸盐(xM<sub>2</sub>O·yV<sub>2</sub>O<sub>5</sub>Q等<sup>[28]</sup>。李荣<sup>[29]</sup>{ؓ了给湖北某石煤型钒矿石中钒的回收工艺选择提供支撑Q研I了钒的赋存特征Q发现矿石中q存在一定量的水钒铁ѝ羟钒铜ѝ钒钡铜矿等独立矿物?</p> <p>2.4 钒赋存在有机质中</p> <p>有关q方面的研究q不太成熟,相关文献报道也较,M认ؓ钒主要赋存在沥青和卟啉等有机质化合物中。有学者以四川q旺地区石煤为研I对?sup>[21]</sup>Q发现矿石中实有少部分钒呈钒卟啉络合物的Ş式存。文?sup>[23]</sup>在研I的石煤钒矿中除c质同相和独立矿物存在外Q也发现有少量钒以吸附状态存在于中。于z等<sup>[25]</sup>研究也发玎ͼ石煤中有部分钒扑啉{呈金属有机l合物存在的形式。张׃<sup>[30]</sup>{hҎ家堡含钒石煤q行了分析,同样发现部分钒赋存在卟啉化合物中Q另有少讔Rq以金属有机l合物Ş式存在?/p> <p>3不同赋存Ҏ钒的提钒工艺研I现?/p> <p align="left">通常情况下,回收元素的赋存状态决定利用工艺的选择。以c质同相存在的钒很难直接被硫酸浸出,一般采用焙?出工艺q行提钒Q焙烧工艺的原理是在高温条g下,破坏含钒矿物的晶体结构,佉K释放出来Q然后将V<sup>3+</sup>、V<sup>4+</sup>氧化为V<sup>5+</sup>Q之和矿石中的钾、钠、铁、钙{金属离子Ş成钒酸盐和偏钒酸盐,形成的钠盐、钾盐等可溶于水Q而Ş成的钙盐、铁盐等不溶于水Q但可溶于酸生成VO<sub>2</sub><sup>+</sup>E_存在。长期以来,国内外科研h员在焙烧工艺上开展了大量的研I工作,研发Z较ؓ成熟的钠化焙烧工?sup>[31]</sup>Q但׃该工艺在焙烧q程中生氯气、氯化氢和二氧化等气体Q对环境污染严重Q目前已被强制淘汰。ؓ避免钠化焙烧工艺造成对环境的污染Q在此基上,逐渐研发ZI白焙烧工艺<sup>[32]</sup>、复合添加剂焙烧工艺<sup>[33]</sup>、钙化焙烧工艺等<sup>[34]</sup>Q等{。另外,q今q研发的以氟化物为助剂的直接酸工艺取得了非常好的出效果<sup>[11]</sup>Q主要是因ؓF<sup>Q?/sup> 能与出液中的H<sup>+</sup> l合生成HFQHF 能有效地破坏酸盐的矿物l构Q包裹在硅酸盐矿物中钒暴露出来Q从而能被浸出?/p> <p>对于以吸附状态存在的五h钒或四h钒,则可以用水、酸或碱来溶?sup>[35]</sup>。例如粉砂质矌{含钒矿物属非晶态,矿物中钒属于吔R态,易被酸直接出Q氧化型含钒矿物褐铁矿的晶体完整度不高,且钒主要以离子型吔R状态存在,该类矿物中钒也容易被酸出<sup> [15]</sup>?/p> <p>׃钒独立矿物和赋存在有中钒量在矿石中占比较,U研工作者均未作为研I点,因此Q这两种cd钒的提取未见有文献报道。仅开展有量的预富集研究Q文?sup>[36]</sup>研究某石煤钒矿中钙钒榴石的富集,׃钙钒榴石h一定的性,因此在浸出或焙烧之前Q采用一定手D选矿预富集含钒矿物,首先通过选预富集含钒云母Q然后通过强磁选预富集含钒褐铁矿和钙钒榴石{,从而减后l矿石的处理量,使下一步提取钒的品位大大提高,但由于绝大部分石煤中的钒状态分散、赋存复杂,石煤选矿预富集在我国虽然早有研究Q但见工业应用报道?/p> <p>4 存在问题及今后工作展?/p> <p>4.1存在问题分析</p> <p>Q?Q石煤中钒赋存状态研I的q不够系l,一般以化学分析、电子探针等形式定各含钒矿物中钒的含量Q而对于含钒矿物中钒h态和存在形式~Z深入研究。比如,钒在伊利石中的赋存,目前公认的结论是钒主要以c质同相形式存在Q但对于伊利石中钒h态是多少、伊利石表面和层间是否有吔R钒存在、钒在伊利石晶格中占位等问题未有研究Q过多是推断性结论?/p> <p>Q?Q不同h态钒的浸为研I不够具体,目前主要研究的是含钒矿物的晶体结构破坏和钒从低h到高L氧化q程Q而对提钒q程中不同h态钒的{化行为研I较,其对焙烧过E中的相变规律更是缺深入研IӞ致在解释提钒机理时理由不充分?/p> <p>Q?Q关于石煤工艺矿物学Ҏ及其与提钒的关pȝI不pȝQ对于矿石中存在的黄铁矿、方解石、长矟뀁白云石{常见矿物对钒提取的影响鲜有报道。笔者在有关研究中发玎ͼ在石煤空白焙烧过E黄铁矿的存在对钒的提取有较强的“抑制”作用,具体机理q有待于q一步研I?/p> <p>Q?Q目前研I主要集中在占多数的c质同相存在的钒Q而对于其他矿物中钒的提取基本未见有报道,致对分析媄响钒提取的因素不够全面?/p> <p>4.2 今后工作展望</p> <p>Q?Q应加强石煤钒矿基因矿物学特性研I。具体包括石煤钒矿的矿床成因和类型,矿石的结构构造,矿物l成Q嵌布特性,l晶_度Q解ȝ性等Qƈ构徏石煤钒矿的基因矿物学Ҏ与提钒工艺之间的关pR?/p> <p>Q?Q进行石煤中钒赋存状态深层次研究。重点开展钒在云母、伊利石{矿物晶体结构中取代位置研究Q判定钒是取代了云母中硅氧四面体中的或铝、Ş成了钒氧四面体,q取代了铝氧八面体中的铝、Ş成了钒氧八面体,q设法测定钒在四面体和八面体中的取代E度如何及各占多大的量?/p> <p> Q?Q进一步加强石煤提钒的机理研究Q尤其应Ҏ钒过E钒氧化和{化对q移规律的媄响进行系l研I?/p> <p>5l语</p> <p>石煤是我国一U低品位的含钒资源,储量十分巨大Q但׃技术、环保等多方面的原因Q开发利用进展缓慢。大量的研究l果表明Q目前石煤中主要存在V<sup>3+</sup> 、V<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>三种不同h的钒;钒的h与赋存状态关pd切,V<sup>3+</sup>多以c质同象的Ş式存在于酸盐矿物的晶格中,V<sup>4+</sup>和V<sup>5+</sup>主要是以吔R态存在,另外q存在钒的独立矿物等。研I还发现Q一个矿床中钒的赋存状态ƈ不是单一的,一般是多种赋存状态共存。赋存状态又军_了钒提取工艺Q高价钒一般采用简单的水浸或酸工艺即可浸出,以类质同象存在的低h钒要采用焙烧或特D的出方式才能提取出钒。最后提出,加强石煤钒矿的基因矿物学Ҏ和提钒机理研究是石煤钒矿研究的主要方向?/p> <br> <p></p> <p> </p> <br> <p></p> <p>作者:张成? 初福栋(中国地质U学院郑州矿产综合利用研I所Q本文发表于《现代矿业?018q第7?/p> <p style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: 宋体; font-size: 12px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; text-align: left;"><a href="http://www.gchcwr.icu/website/article/1110/79EAC4F990F0441A80D70506ECFB1620.html" target="_blank" style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box; background: rgb(255, 255, 255); text-decoration: none; transition: all 0.3s ease-in-out 0s; color: rgb(0, 0, 0); font-family: K�K�, K�K�, SimSun; font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px;"><strong style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box; font-weight: bold;"><font style="margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box; color: rgb(0, 51, 102);">览全文误论文频道搜烦《石煤中钒的赋存Ҏ及其提取工艺研I进展?/font></strong></a></p> <br class="Apple-interchange-newline"> <br> <p></p> </div> </div> <div class='content-keyword'><span style='color: red'>标签:  </span><a target='_blank' href='/website/article/1117/index.html?tp=0&tl=&ah=&un=&nt=&kw=%u77F3%u7164&pg=1&sc=Article&ti=2AA0FC1963F7438E96508DA8ECE712CC&tc=&si=4F7AFBED28F54C8CA75B3AD068C46E25' style='color: black'>石煤</a> <a target='_blank' href='/website/article/1117/index.html?tp=0&tl=&ah=&un=&nt=&kw=%u9492&pg=1&sc=Article&ti=2AA0FC1963F7438E96508DA8ECE712CC&tc=&si=4F7AFBED28F54C8CA75B3AD068C46E25' style='color: black'>?/a> </div> </div> <!--<div class="file-box"> <ul class="list-unstyled"> <li>中矿传媒与您共徏矿业文档分nq_</li> <li> <a href="javascript:onDownload();"> AhutCMS:DownloadImg </a> </li> </ul> </div>--> <iframe scrolling="no" frameborder="0" style="width: 800px; height: 800px; border-style: none; border: 0px solid #fff;" src="/website/include/F544EA586D024B5B8F417453E204DF2D.html"></iframe> </div> <!-- 侧栏 start --> <iframe id="iframepage" scrolling="no" frameborder="0" style="float: right; margin-left: 27px; width: 223px; height: 1720px; border-style: none; border: 0px solid #fff;" src="/website/include/B634F0B5746E4E8488B44D3C02527526.html"></iframe> </div> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="/website_template/edition3/include/topstyle.css" /> <div class="aboutUs"> <div class="container"> <center> <ul> <li><a 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