Albite (Na-feldspar) and orthoclase (K-feldspar) are the major feldspar minerals used in the production of glass and ceramics. They are found together with impurities like biotite, muscovite, quartz and rutile which are not desired for ceramics and glass industries. Therefore, these have to be removed to make the ore available for industrial use. In order to shed light on the actual feldspar ores, in this study / the flotation characteristics of albite, biotite, muscovite, orthoclase, quartz and rutile were investigated separately in their pure forms. In the investigation, the electrokinetic potential measurements and micro-flotation studies have been carried out to get information about their flotation characteristics under the effect of three different collectors, Aero 704, Aero 3000C and Aero 825, and the pH of the medium. The flotation recoveries were found to be pH dependent and the effective between the pH range of 7.0 and 11.5 in the presence of Aero 704. In the case of flotation with Aero 3000C, the recoveries reached up to 95.0% at certain concentrations and pH values and decreased sharply below pH 3.0 and above pH 9.5 for all the minerals tested. In the presence of Aero 825, the flotation recoveries of the minerals except for rutile, were found to be insufficient even with its highest concentration. In order to evaluate the adsorption mechanism of the collectors, Atomic Force Microscopy (AFM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyses were carried out. From the AFM results it might be deduced that the behavior of Aero 3000C and Aero 825 was found to be almost similar for biotite and muscovite as monolayer adsorption and for the remaining minerals, albite, orthoclase, quartz and rutile, as monolayer and bilayer adsorption together. In the case of Aero 704, for albite and orthoclase, the adsorption of the collector might be the reason for monolayer and bilayer formation on their surfaces. The strength of the interaction of the collectors on the mineral surfaces was followed by FTIR analyses before and after acetone washing. The interaction of all the collectors was found to be weak in the case of albite, orthoclase, quartz and rutile whereas the interaction of Aero 704 and Aero 3000C was found to be strong in the case of biotite and muscovite.

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Dans le cadre d’une action préventive, la mesure de la dose interne pulmonaire est plus pertinenteque la mesure de l’exposition atmosphérique car la dose interne est la quantité de toxique pouvantinteragir avec les cellules de l’épithélium respiratoire. En santé-travail, le dosage urinaire est fréquemmentutilisé mais il ne représente que le résultat final de l’épuration de multiples organes. Lecondensat d’air exhalé (EBC) est le liquide obtenu de façon non invasive après refroidissement del’air expiré d’un sujet au repos. Ce liquide est constitué de l’aérosolisation du liquide recouvrantl’épithélium respiratoire du compartiment alvéolaire et aussi du compartiment trachéobronchique oubronchique. Nous proposons d’utiliser l’EBC comme une approche alternative pour la surveillancebiologique des salariés. Les modèles cinétiques d’épuration pulmonaire actuels montrent que lesparticules déposées dans le compartiment alvéolaire ont une épuration très lente. Nous avons doncvoulu savoir si l’EBC était une matrice reflétant l’exposition pulmonaire en particules inhalées.Objectifs : 1) évaluer la faisabilité de la détection de particules minérales ou métalliques dans l’EBCde salariés exposés, 2) corréler la concentration de ces particules dans l’EBC avec les concentrations atmosphériques de ces particules obtenues pendant le poste de travail et avec les dosages urinaires.Matériel et Méthode : Nous avons analysé les EBC de salariés issus de trois secteurs d’activité professionnelle. La 1ère étude concernait un salarié d’une unité de broyage de muscovite atteint d’une infiltration pulmonaire diffuse. La 2ème étude était une étude « exposé/non-exposé »concernant un groupe de soudeurs utilisant la technique « metal inert gaz » (MIG). La 3ème étudeétait une étude « exposé/non-exposé » de salariés exposés à des composés solubles de bérylliumdans le secteur de l’aluminerie dans 2 entreprises différentes.Résultats Etude n°1 : L’analyse minéralogique de l’EBC a retrouvé des particules ayant le même profil spectral en spectrométrie Raman que les particules prélevées dans l’atmosphère de l’entreprise. L’analyse minéralogique du parenchyme pulmonaire a montré la présence d’une concentration élevée de particules compatibles avec des particules de muscovite.Etude n°2 : Les concentrations de manganèse et de nickel dans l’EBC (Mn-EBC, Ni-EBC) dosées par ICP-MS étaient significativement plus élevées chez les soudeurs que chez les témoins alors que cette différence n'était pas significative pour le Mn urinaire (Mn-U). Les concentrations de Mn-EBC et de Ni-EBC ne sont pas corrélées avec leur concentration respective dans l'urine. Les régressions linéaires ont trouvé des coefficients significativement positifs entre les concentrations de Mn-EBC,Ni-EBC, Ni-U et Cr-U et les indices d’exposition cumulée.Etude n°3 : Les concentrations de béryllium et d’aluminium dans l’EBC (Be-EBC, Al-EBC) étaient significativement plus élevées chez les sujets de l’entreprise n°1 que chez les témoins alors que leurs concentrations dans les urines ne l’étaient pas. Les régressions linéaires ont trouvé des coefficients significativement positifs entre les concentrations de Be-EBC et celle d’Al-EBC mais aussi entre les concentrations de Be-EBC et l’indice d’exposition cumulée. Les concentrations d’Al-EBC et Al-U étaient significativement plus élevées chez les sujets de l’entreprise n°2 que chez les témoins. [...] / Medical follow-up of employees in occupational medicine requires the use of biological exposure indices that are frequently measured in urine or blood and thus reflect the result of purification by multiple organs. It seems appropriate to evaluate the internal pulmonary dose of occupational toxins to detect their potential early impact. This internal dose could previously only be known after performing invasive techniques such as bronchoalveolar lavage. The exhaled breath condensate (EBC) is a liquid obtained non-invasively after cooling the exhaled air of a subject at rest. It consists of the aerosolization of the liquid that covers the respiratory epithelium of the alveolar compartment and the tracheobronchial or bronchial compartment. Many studies have investigated the markers of inflammation in this matrix but very few have studied the markers of exposure. The current clearance lung models show that the clearance of inhaled particles is variable depending on the region (tracheobronchial , bronchiolar or alveolar region) and a significant proportion of these particles has a slow clearance. Therefore, we hypothesize that EBC could be a matrix that should reflect the pulmonary exposure of inhaled particles during occupational exposure.AimsThe first aim of our study was to assess the feasibility to detect mineral or metallic particles in the EBC of exposed workers. The second objective was to correlate the EBC concentration of these particles with their atmospheric concentrations measured during work.We analyzed EBC from employees engaged in three occupational activities.The first study involved an employee of a milling unit of muscovite suffering from diffuse infiltrative lung disease who underwent a collection of condensate, a lung biopsy, and a dual-source, dual-energy computed tomography. A mineralogical analysis was performed on the EBC, lung tissue, and atmospheric dust collected at the plant.The second study was an exposed-unexposed study on a group of welders using a technique called "metal inert gas" (MIG) welding for assembling steel structures during the production of rail transport (in collaboration with the Association Santé Travail de l’Arrondissement de Valenciennes - ASTAV). Metals of interest in this study were manganese (Mn), nickel (Ni), iron (Fe), and chromium (Cr). Air samples were performed at the plant in order to calculate a cumulative exposure index for the week and thence the welding history for each metal of interest.The third study was a national exposed-unexposed study of workers exposed to soluble beryllium compounds in an aluminum smelter (in collaboration with the Institut National de Recherche et de Sécurité - INRS). The recruitment of exposed subjects was carried out in the electrolysis area production (Area “A”) and in the area of anodes repair (area “B”). Metals of interest in this study were the beryllium (Be), and aluminum (Al). A task-exposure matrix allowed us to calculate a cumulative exposure index of beryllium.Groups (exposed and control) of the second and third study underwent a collection of condensate, a urine collection (U), and pulmonary function tests (PFT) including measurement of exhaled NO. Cumulative exposure indices were correlated with metal concentrations in EBC.The use of new techniques was necessary for the determination of particles in the EBC as Raman spectroscopy for mineral muscovite particles (collaboration with EA 4490 Faculty of Dental Surgery) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP- MS) for the metal particles in the EBC (in collaboration with the Ultra Trace Analyse Aquitaine - UT2A ) and urine (in collaboration with the Centre Universitaire de Mesures et d’Analyses – CUMA, Lille 2 ). [...]

Pegmatites in the Spruce Pine district, North Carolina, are an example of muscovite class pegmatites that were derived from differentiation of a magma. There are eight granodiorite plutons in the Spruce Pine area ranging in size from 1 to 20 square kilometers that contain and are surrounded by hundreds of pegmatites. The granodiorite and the pegmatites are mineralogically and chemically identical, indicating that they formed from a common magma. The pegmatites appear to have formed in the granodiorite, becoming larger and more abundant near the margins of the plutons before intruding into the surrounding country rock. Major and trace element data from muscovite plotted on a map of the area reveal a systematic regional trend where either the highest or lowest concentrations occur along a central northeast-trending belt in the Spruce Pine district, with the concentration either decreasing or increasing, respectively, to the northwest and southeast. Similarly, more calcic plagioclase is located in the same central portion of the district, whereas more sodic plagioclase is found at the margins of the district. These regular variations in mineral chemistry are the result of fractionation of the pegmatites away from the core of a common magmatic source. K-feldspar, garnet, beryl and tourmaline also have similar regional trends. Although the chemical core of the area revealed by the mineral chemistry does not correspond to an exposure of granodiorite, it may correspond to the core of a larger plutonic body that has not been completely exposed by erosion. Variations in granodiorite texture may reflect zoning within this larger magmatic body. The systematic regional variations in the major and trace element chemistry of minerals as well as the relationship between the granodiorite and the pegmatites support the conclusion that the Spruce Pine pegmatites were derived from differentiation of the granodiorite magma. / Master of Science

Nous avons étudié la structure de la surface de mica muscovite clivée à l?air par diffraction d?électrons lents en mode oscillant. Cette nouvelle méthode d?analyse structurale, que nous avons développée à partir d?un système optique standard de résolution conventionnelle, possède une grande sensibilité. En outre, elle permet de former des images de diffraction entières sans procéder, comme le font les autres diffractomètres à haute résolution, à une reconstitution ligne par ligne. Cette caractéristique permet aussi de réaliser des acquisitions d?image qui sont corrélées temporellement avec une excitation extérieure, ce qui rend possible toute une gamme d?expériences nouvelles, notamment dans le cadre de la réponse thermodynamique d?une surface au voisinage d?une transition de phase. Notre étude de la surface du mica muscovite par diffraction d?électrons lents en mode oscillant a permis pour la première fois de mettre en évidence la nanostructuration de sa couche superficielle. Notre interprétation est que lors du clivage, la surface du mica s?auto-organise pour former un arrangement d?îlots à l?intérieur desquels les atomes de potassium occupent les sites réguliers du cristal. Les îlots sont soit de taille définie soit séparés par une distance définie. Dans les zones interstitielles qui les séparent, les ions potassium, en concentration beaucoup plus faible, formeraient une couche amorphe.

De nos jours le développement durable et les mesures de protection pour l'environnement se développent avec des conséquences importantes pour la gestion des ressources naturelles. Les aménagements du territoire, et particulièrement les travaux de terrassements, sont directement concernés par ces nouvelles directives avec un objectif de " zéro apport-zéro déchet " de matériaux. Cependant les sols naturels, et notamment les sols argileux, ne satisfont pas les critères géotechniques. Plusieurs chantiers de terrassements dans le Nord-Ouest de la France rencontrent des difficultés avec des sols fins résultants de l'altération de sédiments du massif Armoricain ne satisfaisant pas les exigences mécaniques et de stabilité, même traités classiquement avec de la chaux et / ou des liants hydrauliques. L'approche multi-échelle mise en œuvre dans ce travail nous a mené à caractériser la forte sensibilité à l'eau de ces matériaux, propriété critique pour la réalisation de déblais notamment. Un effet composite entre les minéraux de kaolinite et de muscovite à l'origine de cette sensibilité à l'eau a été mis en évidence par l'étude des interactions en suspension de ces deux minéraux. Les gains de cohésion des matériaux développés lors de leur traitement à la chaux permettent d'envisager leur valorisation sur chantier en respectant quelques précautions. La discussion de la nature des différentes forces de cohésion dans les matériaux naturels et traités permet de proposer plusieurs hypothèses pour expliquer l'évolution particulière des performances mécaniques de ces matériaux par rapport aux sols développant classiquement de bonnes performances.

La chaîne pyrénéenne présente des structures de déformation bien exposées et des roches sédimentaires syntectoniquesbien conservées qui en font un objet idéal pour étudier les failles. En effet, les textures, structures, compositions chimiques etisotopiques enregistrées par le coeur de la faille chevauchante peuvent renseigner sur les conditions et mécanismes de ladéformation et aussi contraindre dans le temps l’activité de la faille étudiée. Dans la présente thèse, trois chevauchements duversant sud Pyrénéen ont été étudiés pour mieux appréhender le comportement mécanique, chimique et isotopique desphyllosilicates dans des roches sédimentaires déformées. Ces roches sont d'âge éocène à triasique et sont impliquées dans degrand chevauchements (zone cisaillantes) à vergence sud. Ce travail combine observation pétrographique, analyse chimique,modélisation thermodynamique et technique de datation radiométrique 40Ar/39Ar sur des minéraux de moscovite/illite et dechlorite. La première faille étudiée est le chevauchement du Pic de Port Vieux (PPV), chevauchement de second ordre lié auchevauchement majeur de Gavarnie dans le sud-ouest de la Zone Axiale Pyrénéenne. Des mécanismes de pression-dissolutionet recristallisation, accompagnés d’interactions avec un fluide très réducteur sont les principaux paramètres responsables deschangements minéralogiques/chimiques observés dans la zone centrale de la faille. L'indice Kübler de la moscovite et lesdonnées thermométrique sur chlorite suggèrent des températures de 285°C ± 28°C pour l'activité de PPV. De plus, la datation40Ar/39Ar de la moscovite syn-cinématique indique que la faille a fonctionné il y a 36.9 ± 0.2 Ma, ce qui coïncide avec l’âge del'activité du chevauchement de Gavarnie. Les deux autres failles étudiées sont le chevauchement de Lakora qui est situé sur lebord sud de la zone Nord Pyrénéenne et celui de Monte Perdido (au niveau de Torla) situé dans la partie ouest de la zone Sud-Pyrénéenne. Ces deux chevauchements ont été affectés (déformés) par la mise en place de chevauchement de Gavarnie. Lesobservations pétrographiques et les analyses microstructurales ont démontré que la déformation est marquée par du plissement,du boudinage, par le développement d'une schistosité intense, de surfaces de cisaillement, de veines et par un enrichissement enphyllosilicates au coeur de la zone de faille des deux chevauchements. De manière similaire au chevauchement du Pic de PPV,les mécanismes de pression-dissolution et recristallisation sont les principaux mécanismes qui contrôlent la déformation et ilssont à l’origine de l'enrichissement en phyllosilicates néoformés dans les zones de failles des deux chevauchements. En se basantsur les mesures de l'indice de Kübler, il apparait que la déformation de Lakora et Torla s'est produite dans des conditions detempérature plus basse que celles enregistrées pour le chevauchement du PPV. Par ailleurs, es âges les plus jeunes obtenus parla technique 40Ar/39Ar ne peuvent être rattachés à l'âge de la déformation car ils sont plus vieux que les âges des sédimentsimpliqués dans les zones de faille. D'autres hypothèses sont proposées à la fin de cette thèse afin de comprendre les raisons decette incohérence dans les âges et afin de dater la déformation de Lakora et Torla. Ainsi l'ensemble des résultats de cette thèsemontrent que les minéraux phyllosilicatés peuvent être des outils thermochronologiques fiables permettant de dater avecprécision l'activité des failles lorsqu'ils ont été combinés avec des préparations d'échantillons précises et caractérisation détailléedes échantillons. / The Pyrenees belt features well-exposed deformation structures and well preserved syntectonic sedimentary rocksthat make it ideally suited to study thrust faults. The texture, structure and chemical-isotopic compositions of synkinematicphyllosilicates are widely used to estimate the deformation conditions-mechanisms and timing of fault activities. Therefore, inthe present thesis, three thrusts from the Pyrenean orogen have been studied to better understand the mechanical, chemical andisotopic behavior of phyllosilicates from deformed sediments of Eocene-Triassic age that have been involved in large southvergingshear zones. This work combined petrographic observation, chemical analyses, and thermodynamic modeling with40Ar/39Ar geochronology on muscovite/illite and chlorite. The first studied fault is the Pic de Port Vieux thrust (PPVT), a secondorderthrust related to the major Gavarnie thrust (GT) in the south-western part of the Pyrenees Axial Zone. The dissolutionrecrystallization,pressure solution mechanisms, and interaction with highly reductive fluids are the main parameters responsiblefor the mineralogical and chemical changes in the fault core zone. The Kübler index and chlorite thermometry suggest upperanchizoneto epizone conditions with a temperature of 285°C ± 28°C for the PPVT activity. Moreover, the 40Ar/39Ar step-heatingdating of synkinematic muscovite indicates that the fault activity occurred at 36.9 ± 0.2 Ma which coincides with the activity ofthe GT. The two other faults are: Lakora thrust that is located on the southern edge of the North Pyrenean Zone, and the MontePerdido thrust (Torla location) situated on the western part of the South Pyrenean Zone. The two thrust are affected (deformed)by the emplacement of the Gavarnie thrust. The petrographic-microstructural analyses on these faults demonstrated thatdeformation is marked by folding, boudinage, intense cleavage, shear surfaces/veins and enrichment of phyllosilicates in thefault zone of both thrusts. Similar to the PPVT, pressure-solution and dissolution-recrystallization mechanisms are the mainmechanisms that control deformation and enhanced the enrichment of the newly-formed phyllosilicates in the fault zones ofboth thrusts. Based on the Kübler index measurements, the deformation in the Lakora and Torla faults occurred at relativelylower temperature compared to the PPVT. The youngest total gas ages obtained by the 40Ar/39Ar technique are very old for theactivity time of both thrusts as they are older than the depositional ages of the sediments in the fault zones. Further investigationsare proposed at the end of this dissertation in order to better understand this anomaly in age and to successfully obtain the rightage of the two thrusts activity.Based on the results of this thesis, phyllosilicate minerals proved to be reliable thermochronological tools for fault activity atlow-grade metamorphism, when such tools are combined with careful sample preparations and detailed sample characterization.

Orientador: Sandro Guedes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-31T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LixandraoFilho_ArnaldoLuis_M.pdf: 11489211 bytes, checksum: 0e5e2fdcd3551b722c60d418964284ee (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: O trabalho consistiu em estudar a muscovita como termocronômetro. Por ter pequena quantidade de urânio, abaixo de 5 partes por milhão, a utilização direta é inviável. Dessa forma, irradiamos placas de muscovita com íons de $^{238}U$ moderados por folhas de alumínio (resultando em diferentes energias) e com diferentes ângulos de incidência, com a finalidade de analisar o comportamento da muscovita com traços de íons e também para que esses íons criassem canais com o objetivo de revelar maior quantidade de traços fósseis. Realizamos planejamento utilizando algorítimo D-ótimo para realizar tratamentos térmicos com diferentes tempos e temperaturas, a fim de obter dados de ''annealing'' para a muscovita. Medimos o comprimento dos traços de íons projetados com as seguintes dependências: massa do íon, tempo de ''annealing'', temperatura de ''annealing'', energia de incidência e ângulo de incidência. Os parâmetros energia de incidência, ângulo de incidência e características do íon, não são considerados em nenhum dos modelos disponíveis na literatura. Assim sendo, formulamos um novo modelo empírico para a cinética de ''annealing'': $l = l_0 + a*energia - e^{\left(\frac{temperatura}{b + c*log(tempo)}\right)}$, $l$ sendo comprimento do traço com ''annealing'' e $l_0$ o comprimento sem ''annealing'' e, as constantes $a$, $b$ e $c$ ajustadas a partir dos dados experimentais. As constantes $a$ e $L_0$ são as variáveis relativas ao ângulo de incidência, tipo do íon e energia. Este modelo, além de ter um número menor de parâmetros, com uma simples modificação, $\frac{L}{L_0} = 1 + A.e^{\frac{T}{b}},\ b = B+C.ln(t)$, pode ser aplicado também para traços de fissão confinados. Nesse caso são apenas 3 parâmetros, $A$, $B$ e $C$ e o modelo ajustado possibilita a análise térmica em qualquer mineral que possuir dados experimentais. Neste trabalho mostramos o ajuste para os seguintes minerais: apatita, zircão, epídoto e muscovita. A partir dos traços de íons que sofreram ''annealing'' conseguimos ajustar parâmetros e obtivemos resultados consistentes com trabalhos anteriores. Um deles foi a previsão de \citeauthor{Bigazzi1967} que, possivelmente, utilizou amostras de superfície à 303K. Com esse resultado, validamos que traços de íons podem gerar bons resultados no estudo de ''annealing'' em laboratório e em tempos geológicos. Por fim, desenvolvemos um aplicativo que contempla: o ajuste dos parâmetros do modelo aos dados experimentais de modo automático, a obtenção de índices térmicos (temperatura de fechamento e zona de ''annealing parcial'') independente do mineral e a reconstrução de histórias térmicas para múltiplos minerais a partir de vínculos geológicos, da idade e de uma lista de comprimento de traços confinados. Além dessas características, a inédita ferramenta utiliza interface ''web'' que pode ser utilizada em qualquer plataforma e sistema operacional. Por fim, os resultados significativos foram: novos dados de ''annealing'' de traços de íons em mica muscovita, novo modelo empírico para abordar a cinética do ''annealing'' para traços de íons ou fissão e um aplicativo para tratamento de dados, ajuste, obtenção de índices térmicos e histórias térmicas / Abstract: In this work we studied muscovite as a thermocronometer. Muscovite have low amount of uranium, below 5 parts per million. Because of that it is impractical to be used as thermocronometer. Thus irradiating it with swift heavy ions of $ ^ {238} U $, moderated by aluminum foil (resulting in different energies) and with different angles of incidence is one way to analyze the behavior of muscovite ion tracks. These tracks can act like channels to the acid, chemical etching, revealing more fossil traces. We carry out experimental planning using D-optimal algorithm do thermal treatments at different times and temperatures in order anneal muscovite tracks. We measured the length of the ion tracks created with the following dependencies: ion mass, annealing time and temperature, impact energy and angle of incidence. The incidence of energy parameters, angle of incidence and ion characteristics are not considered in any of the models available in the literature. Therefore, we have developed a new empirical model for the kinetics of annealing: $l = l_0 + a*energia - e^{\left(\frac{temperatura}{b + c*log(tempo)}\right)}$, $l$ annealed fission track length and $l_0$ fission track length and the constants $a$, $b$ and $c$ adjusted from the experimental data . The constants $a$ and $L_0$ are related to the angle of incidence, type of ion and energy. This model, besides having fewer parameters, with a simple modification, $\frac{L}{L_0} = 1 + A.e^{\frac{T}{b}},\ b = B+C.ln(t)$ may also be applied to confined fission tracks. The adjusted model , with only 3 parameters, $A$, $B$ and $C$, enables thermal analysis in any mineral that has experimental data. We show fitting for the following minerals: apatite, zircon, epidote and muscovite. From the annealed ion tracks we fit the data to get all parameters and obtained results consistent with previous work. One was that we predict that \citeauthor{Bigazzi1967}, possibly, used surface samples with 303 K. With this result, we validate that ions tracks can generate good results using annealing laboratory data extrapolated to geological time. Finally, we developed an application with the following features: automatic model fitting to experimental data, simulation of thermal index (closure temperature and partial annealing) independent of the mineral and the reconstruction of thermal histories for multiple minerals from geological. In addition to these features, the application has web interface and can be used on any platform and operating system. Finally, the most significant results of this work were: new experimental annealing data of ion tracks in muscovite, new empirical model to increase the knowledge of the ion or fission tracks annealing kinetics and an application for data processing, fit and simulation of thermal index and thermal histories reconstruction / Mestrado / Física / Mestre em Física

The Master’s Thesis aims to laboratory test the possibilities of utilization mica separate, which arises during the process of floating kaolin as a by-product together with sand. Mica and sand are then separated by flotation or vibration. The mica separate thus formed was subjected to analysis. XRD and heating microscopy methods were used for analysis. Subsequently, experiments with mica separation as a filler in composites based on epoxy resins were set up and performed. Furthermore, the separate was tested as a part of plasters and visual building elements. Last but not least, the separate was mixed into the ceramic, which was then subjected to firing in the selected mode. The diploma thesis provides a comprehensive overview of the above-mentioned possibilities of using mica separation, which is based on a sufficient amount of experimental data.

Die sichere Endlagerung hochradioaktiver Stoffe ist weltweit eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Der abgebrannte Kernbrennstoff ist hoch-radiotoxisch und stellt somit eine Gefährdung für Mensch und Umwelt dar. Daher muss der radioaktive Abfall für bis zu einer Million Jahre von der Umwelt isoliert werden. International wird dafür die Endlagerung in tiefengeologischen Formationen favorisiert. Für ein solches Endlager für radioaktive Abfälle kommen in Deutschland Salz-, Ton- und Kristallinformationen in Frage, welche aufgrund der verschiedenen mineralogischen und geochemischen Bedingungen Radionuklide (RN) unterschiedlich stark immobilisieren. Wesentliche Prozesse sind dabei Ausfällung, Einbau in Festphasen und Sorption an Mineraloberflächen. Für eine belastbare Risikobewertung möglicher Endlagerstandorte sind geeignete Transportmodelle notwendig, welche auf umfangreiche thermodynamische Daten angewiesen sind. Hierfür sind insbesondere Studien zu Wechselwirkungen (WW) von RN mit Mineralphasen im Kristallingestein, d.h. Quarz, Feldspäten, Glimmern, nicht ausreichend verfügbar. Die minoren Actinide Am und Cm liegen in wässriger Lösung grundsätzlich im dreiwertigen Oxidationszustand vor. Außerdem werden unter den zu erwarteten reduzierenden Bedingungen in einem Endlager auch Np zu einem geringen und Pu zu einem nennenswerten Teil dreiwertig vorliegen. Daher beschäftigt sich der erste Teil der Arbeit mit den WW dreiwertiger Actiniden (An(III) = Am, Cm) mit Feldspäten. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss von Elektrolyten auf die Rückhaltung von Actiniden an Mineraloberflächen. Dabei wurde zum einen der Einfluss des natürlich häufig auftretenden, anorganischen Liganden Sulfat auf die Sorption von An(III) an das Schichtsilikat (Glimmer) Muskovit untersucht, sowie in einem weiteren Beispiel der Einfluss der Elektrolytzusammensetzung auf die Sorption des Actinids Thorium an Muskovit untersucht. Th liegt in wässriger Lösung ausschließlich vierwertig vor und wird stark hydrolysiert, wodurch die Bildung polynuklearer Spezies begünstigt ist. Methodisch kommen in diesem Teil der Arbeit neben Oberflächenröntgenbeugung (SXRD) auch Alphaspektrometrie und Rasterkraftmikroskopie (AFM) zum Einsatz. Die Ergebnisse der Arbeit leisten einen signifikanten Beitrag zur realistischen Abschätzung der Mobilität drei- und vierwertiger Actiniden im Kristallingestein. Die Ergebnisse der Arbeit werden in Zukunft Simulationen des reaktiven Transports und somit die Auswahl eines geeigneten Standorts für ein Endlager für radioaktiven Abfall unterstützen.