硝酸铀酰-硝酸钍混合物，其成分可用化学式 UO₂(NO₃)₂Th(NO₃)₄ 表示，在化学反应釜或大型化学反应釜中由硫酸铀酰-硫酸钍混合物溶解于硝酸而反应生成，反应需要最低 MV 级电压（120 EU/t）发生，未超频状态下每生成 26 个硝酸铀酰-硝酸钍混合物耗时 6 秒，作为晶质铀矿粉处理流程的中间产物出现。反应方程式：

[UO₂SO₄ + ThO₂] + 6 HNO₃ = [UO₂(NO₃)₂ + Th(NO₃)₄] + 2 H₂O + H₂SO₄

硝酸铀酰-硝酸钍混合物也可通过利用硫酸来对烧绿石粉作酸浸处理而产出的硫酸稀土溶液与硝酸在化学反应釜或大型化学反应釜中反应析出，反应同时形成硝酸稀土溶液并返还硫酸以供循环利用，反应需要最低 HV 级电压（480 EU/t）发生，未超频状态下每生成 26 个硝酸铀酰-硝酸钍混合物耗时 8 秒。

硝酸铀酰-硝酸钍混合物可在工业高炉中与氢在 500 K 的高温环境下作还原处理，得到氧化铀-硝酸钍混合物以作进一步反应处理，同时回收硝酸以供循环利用。