從礦石中提煉出核純的緻密狀金屬釷的工藝過程。所用礦石有數種類型，加工處理方法也有多種，但歸納起來可分為四個階段（見圖）。
礦石準備 任務是分離掉脈石和其他礦物，提高礦石釷的品位，並使礦石粒度符合分解工序的要求。
獨居石是提取釷的主要原料。其他原料還有含釷鈾礦石提鈾後的溶液、含釷稀土礦物（如氟碳鈰鈣礦、氟碳鈰鑭礦、鈦鈮鈣鈰礦和綠層矽鈰鈦礦）和鈾釷礦等。礦石經過破碎、磨細、選礦（重力選礦或磁力選礦）等工序，產出精礦。釷的品位得到提高。例如，某些獨居石礦床含獨居石0.1％～0.4％，個別高達2％～3％，處理後的精礦中獨居石含量可達95％～99％。
釷濃縮物制備 目的是初步分離掉大量的稀土、鈾和其他雜質，制備有一定純度的釷濃縮物，分兩步進行：
礦石分解 通過酸法浸取、堿法分解、氯化焙燒和硫酸鹽化焙燒等方法，將釷、稀土、鈾和其他雜質分離。酸浸法常用的酸有硫酸和硝酸，釷、稀土、鈾形成可溶性的硫酸鹽、硝酸鹽而與其他雜質分離。堿法分解又分濕法和幹法兩種：濕法是將磨細的精礦與氫氧化鈉溶液在130～150℃反應；幹法是將精礦與氫氧化鈉或碳酸鈉一起熔融；然後用水稀釋（溶解），釷、稀土、鈾以氫氧化物沉淀的形式與其他雜質分離。氯化焙燒、硫酸鹽化焙燒使釷等形成氯化物、硫酸鹽，殘留於焙砂中，再用水浸出而與其他雜質分離。
工業上獨居石精礦常用濃硫酸浸取或50％氫氧化鈉溶液分解；含釷鈾礦石采用稀硫酸浸取；鈾釷礦精礦采用60％硝酸浸取；含釷稀土礦物可用酸法浸取，氯化、硫酸鹽化焙燒，以及氫氧化鈉或碳酸鈉熔融分解。
釷濃縮物制備 將釷與鈾、稀土和其他雜質分離的過程，采用的方法有溶劑萃取、離子交換、沉淀等法。常用的萃取劑有中性磷萃取劑，如 TBP（磷酸三丁酯）、環己基膦酸二仲丁酯、正戊基膦酸二正戊酯、甲基膦酸二庚酯等和胺類萃取劑，如伯胺、叔胺等。根據分離對象的不同，可選用上述各種方法的不同組合類型。例如，處理釷、鈾、稀土的混合硫酸鹽溶液，可加入氫氧化銨或焦磷酸鈉，選擇地沉淀釷，然後將沉淀溶解於硝酸中，用TBP萃取，可得純的硝酸釷；處理混合氫氧化物時，可用鹽酸在 pH3.5時優先溶解稀土，再用硝酸溶解釷、鈾，然後用中性磷萃取劑分離鈾、釷。
核純釷化合物制備 釷化合物的核純標準是：鈾、釤、釓、銪、鏑均小於0.05ppm，含水量小於0.1％；化合物形態能滿足制備金屬釷的需要，主要形態有：二氧化釷、氯化物及氟化物。
二氧化釷 制備方法簡單，高溫下煅燒硝酸釷、草酸釷、堿式碳酸釷或氫氧化釷即得；溫度低於650℃時煅燒，可得活性二氧化釷。
四氯化釷 制備方法主要是幹法，以草酸釷或活性二氧化釷為原料，氯化劑有氯氣和四氯化碳。氯化草酸釷的反應如下：
四氟化釷 制備方法有幹法和濕法。幹法以活性二氧化釷為原料，氟化劑有無水HF、NH4F、NH4F·HF和氟利昂等。氟化反應如下：
濕法以硝酸釷為原料，氟化劑有氫氟酸、NH4F和KF等。氟化反應如下：
金屬釷制備 制備金屬釷主要有金屬熱還原和溶鹽電解兩種方法。金屬熱還原法常用鈣在氯化鈣的存在下還原二氧化釷，反應在1000℃的惰性氣氛中進行；也可用鈣在氯化鋅存在下還原四氟化釷(660℃)。還原產物為釷鋅合金，經真空蒸餾脫鋅得金屬釷。熔鹽電解所采用的熔鹽一般為鹵化物，如NaCl、NaCl-KCl或KCl-LiCl；釷鹽采用ThCl4、ThF4、KThF5、NaCl-ThCl4混合物或ThO2。由於釷的熔點高，從化合物制備金屬釷，一般隻得粉末狀或海綿狀釷，還必須經過壓型、燒結等真空冶金過程或采用電弧爐熔煉，加工成致密狀釷。另外，碘化釷ThI4熱分解法也可制得高純釷，但隻用於生產少量供研究用的純釷。