Géochimie élémentaire et isotopique du Zn, du Sr et du Pb dans les gaz volcaniques : méthodologies d'échantillonnage et apports à la compréhension des interactions fluides/solides

Adsorption of cs +, ni2 + and lanthanides onto a kaolinite and Na-montmorillonite up to 150°c : an experimental and modeling study

• Auteur / Autrice : Anthony Nonell
• Direction : Jean-Paul Toutain, Marguerite Munoz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie expérimentale
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transfert d'énergie

Absorption

Géochimie isotopique

Minéraux argileux

Gaz volcaniques

Mots clés libres

Gaz volcaniques

Panaches volcaniques

Isotopes stables

Isotopes radiogéniques

Zn

Sr

Pb

Fractionnements isotopiques

Sources

Mc-icp-ms

Tims

Icp-ms.

Volcanic gas

Volcanic plumes

Stable isotopes

Radiogenic isotopes

Zn

Sr

Pb

Isotopic fractionation

End-members

Mc-icp-ms

Tims

Icp-ms.

Résumé

L'objectif de cette étude est d'évaluer l'effet d'une augmentation de température sur les propriétés d'adsorption des minéraux argileux. La sorption et la désorption de Cs+, Ni2+ et Ln3+ sur une montmorillonite et une kaolinite ont été étudiées par des expériences '' batch '', de 25 à 150°C, et dans différentes conditions de pH et de forces ioniques. Des enthalpies de sorption comprises entre 0 et 80kJ/mol environ ont ainsi été calculées. Pour l'europium, des analyses spectroscopiques de surface ont confirmé que le mécanisme impliqué était bien un mécanisme d'adsorption, y compris à 150°C. De plus, par cette méthode nous avons pu caractériser qualitativement les équilibres d'adsorption mis en jeu. Une étude d'acido/basicité des surfaces des argiles a également été menée afin d'évaluer l'effet de la température sur la charge de surface de ces minéraux. Enfin, un modèle incluant sites de bordures et sites structuraux nous a permis d'interpréter à la fois les données de titrages acido/basiques et les données de sorption obtenues pour l'europium.

The motivation for this study is to assess the temperature effect on the clay minerals sorption properties. Sorption and desorption of Cs+, Ni2+ et Ln3+ onto a montmorillonite and a kaolinite were performed by batch experiments between 25 and 150°C, and in different pH and ionic strengths conditions. Sorption enthalpies varying between 0 and 80kJ/mol were then calculated. For europium, surface spectroscopic analyses confirmed that the mechanism involved is adsorption, including at 150°C. Moreover, this method allowed us to obtain qualitatively the different adsorption equilibrium occurring during the reaction. An acid/base study of the clay surfaces was performed in order to assess the temperature effect on the surface charge of these minerals. Then, a surface complexation model including edge sites and structural sites was proposed to interpret the acid/base data and the europium sorption data.