二硫化钼是良好的固体润滑剂，广泛用于汽车工业和机械工业。不少钼化合物如钼酸、磷钼酸、钼酸铵、钼酸钠、三氧化钼等,呈白色至黄色或绿色,故可作金属电镀的着色剂或作颜料、涂料等。磷钼酸、钼酸铵、钼酸钠、三氧化钼等还可作石油工业、有机合成反应的催化剂。钼酸铵用于冶金工业中制钼条、钼丝、钼片、钼粉。钼酸铵、钼酸钠是农作物不可缺少的微量元素肥料，在工业水处理中是极好的缓蚀剂，称为钼系水质稳定剂。磷钼酸铵、二氧化钼可作催化剂，钼酸钡用于石脑油的脱硫。钼酸钙是制取钼钢、钼铁等的钼合金原料。钼酸锌可作涂料防腐剂。五氯化钼用于金属表面处理、合金焊接的助熔剂。六氟化钼是强氟化剂。

辉钼矿原矿品位很低,经选矿富集,可使钼含量提高到45%~50%，这样的原料常称钼精矿。钼精矿的化学加工主要有氧化焙烧法、氯化法。氯化法用于生产五氯化钼;氧化焙烧法用来制取钼酸铵，由钼酸铵再制取其他钼化合物(见图)，是钼矿化学加工的最主要方法。

钼矿化学加工

将钼精矿粉碎至 60~80目，于500~550℃下氧化焙烧6~8h，钼精矿中的二硫化钼氧化成三氧化钼及二氧化硫，反应式为:

2MoS2+7O2─→2MoO3+4SO2

将焙烧物料冷却后，放入装有氨水(相对密度为0.90~0.95)的搅拌反应器中，进行多次浸取，至浸取液的相对密度达1.20~1.24止,过滤后得钼酸铵溶液,反应式为:

MoO3+2NH4OH─→(NH4)2MoO4+H2O

也可以用氢氧化钠溶液浸取，过滤得到钼酸钠溶液。浸取液中含铜、铁、沿、锌等重金属离子，需加入氢硫化铵溶液，使它们生成硫化物沉淀除去。为制取纯度高的钼酸铵，可将上述净化液经蒸发除去部分氨得到仲钼酸铵沉淀，也可加适量硝酸得到四钼酸铵沉淀，或加足够量的硝酸生成钼酸沉淀;过滤、洗涤(进一步净化)后加入氨水，升温至80~90℃，使沉淀溶解成钼酸铵。用双氧水或活性炭脱色，经蒸发、结晶、干燥得固体钼酸铵。另外，在用氨水浸取三氧化钼时，控制三氧化钼和氨水(或氢氧化钠)的摩尔比可以得到一系列钼酸盐(铵盐或钠盐)，如正钼酸盐、重钼酸盐、仲钼酸盐，偏钼酸盐、十钼酸盐和十六钼酸盐等。

将辉钼矿在250~300℃下于氯化塔内通入氯气进行氯化，得到五氯化钼(MoCl),利用五氯化钼沸点低的特点，与其他杂质如铜、铁、锌、铅等分离。氯化过程系放热反应，要严格控制氯化反应温度。五氯化钼遇水或水蒸气析出钼酸。氯化法常用于处理贫矿和精选尾矿。将辉钼精矿粉与盐酸、氢氟酸作用除去对润滑不利的硅、铁等杂质，可直接得二硫化钼。该法的产品纯度只有98%左右，而且必须使用毒性大的氢氟酸，但收率高，流程短，经济效果好。