辉钼矿能被硝酸分解，更易被王水分解，生成硫酸及钼酸；它不溶于盐酸。钼的氧化矿物都溶于硝酸和盐酸。钼的硫化矿物和氧化矿物也都能被碱性熔剂如氢氧化钠、过氧化钠以及碳酸钠-硝酸钾所分解。也可用氧化钙或氧化锌烧结法分解。
（一）酸分解法
MoS2＋6HNO3→MoO3↓＋2H2SO4＋6NO↑＋H2O
辉钼矿被硝酸氧化为氧化钼，在蒸发时可结晶析出，但能复溶于过量的酸中生成钼酸。在分解试样时，最后应加入硫酸，并蒸发至冒浓烟使氧化钼完全溶解。这样分解试样可分离硅、铅、钨、铌和钽。但如果残渣中含有大量铅铁矾或钨酸时会被带下少量的钼。铜、铁和铋等离子进入溶液。
（二）碱溶融法
常用的熔剂有：氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化钠、氢氧化钠-过氧化钠和碳酸钠-过氧化钠等。溶融物以水浸提后，钼即成钼酸盐进入溶液，而铁、铜和铋等干扰元素则留在残渣中。
MoS2＋9Na2O2＋6H2O→Na2MoO4＋2Na2SO4＋12NaOH
MoO3＋2Na2O2＋H2O→Na2MoO4＋2NaOH＋O2↑
硅酸和铅则分别成硅酸钠和铅酸盐进入溶液，可加入过量硫酸并加热蒸发至冒浓烟后沉淀除去。
（三）烧结法
用2:1碳酸钠-氧化锌为烧结剂，在700°烧结1～1.5小时，烧结物用水浸提使钼以钼酸钠与钨、钒、砷和铬等一起进入溶液，铅、铋、锰、铁和铜等元素则成碳酸盐或氢氧化物留在沉淀中，大部分硅成硅酸锌状态留于沉淀。
用氧化钙（镁）-高锰酸钾为烧结剂，水浸提后钼以钼酸钙（镁）与铁、铅和锰等元素留在沉淀中，经过滤除去。被溶解的钼酸只有0.05～0.2毫克，主要用以测定钼精矿中的铼。
（四）钼精矿试样在分析前的处理
当钼精矿中含有浮选油及煤时，很难直接用酸分解试样。因此，钼精矿应预先在300°焙烧（钼和砷在300°以下并不挥发）。称取5克钼精矿放于已知重量的瓷坩埚内，在105～110°烘干30分钟，然后在300°焙烧1小时，称重。所失的重量为水份和浮选油的含量。焙烧温度应该逐渐升高至300°，以免易挥发的浮选油大量逸出时使试样崩贱。试样焙烧后再充分研细，然后保存于称量瓶内备用。
二、钼矿的分离方法
分离钼可用沉定法、萃取法和离子交换法。
（一）沉淀法
在酸性溶液中通入硫化氢，钼逐渐形成硫化钼而与铁、铝、铬、镍、钴、锌、锰和碱土元素等分离。由于硫化氢能还原六价钼，致使钼不能完全沉淀。需将溶液煮沸驱除硫化氢，加入过硫酸铵使钼氧化，然后再通入硫化氢沉淀一次。铅、铅、镉和铋与钼一起成硫化物沉淀 。若将硫化物沉淀用氢氧化钠-硫化钠溶液处理，则硫化钼被溶解而与铅、铜、镉和铋分离。有钨或钒存在时，向甲酸溶液或含有酒石酸的酸性溶液中通入硫化氢，可使钼成硫化钼沉淀而与钨分离；向含有酒石酸的氨性溶液中通入硫化氢，可使钼成硫化钼沉淀而与钒分离。
用氢氧化铵可以使铁（Ⅲ）、钛、铌、钽、铋、锡、锗和稀土金属与钼分离，在大量铁（Ⅲ）存在下，锑、钒、砷和磷亦同时被沉淀。如果有相当量的铅和钙存在与钼生成酸铅及钼酸钙留在沉淀内。用氨水沉淀分离时，应将含钼的酸性溶液慢慢地倒入氨水中，而不是将氨水加入溶液内。用氨氧化钠代替氢氧化铵，可以使钼与铁（Ⅲ）、钛、锆、铪、铌和钽等分离。
某些有机试剂，如α-安息香肟可于稀酸溶液中沉淀钼而与铁、钛、锆、铪、和铼分离。铌、钽、钨、铬（Ⅵ）和钒（Ⅴ）与钼一起沉淀。若事先将铬（Ⅵ）和钒（Ⅴ）还原为低价则不被沉淀。铜铁试剂在酸性溶液中亦可沉淀钼使与铝、铬、镍、钴、锰（Ⅱ）、锌、铼和碱土金属等分离。
用碳酸钠溶融，水提取，过滤后钼即与钒、锶和钙等元素分离。用硫酸加热冒烟，可使铅成硫酸铅沉淀与钼分离。
（二）萃取法
在稀盐酸溶液中，钼（Ⅵ）可被乙醚萃取而与铜、锰、镍、钴、铬和铝等分离。然后钼（Ⅵ）可用水反萃取。毫克量的钼（Ⅵ）可在6N硫酸溶液中用1:1乙酰丙铜一三氯甲烷萃取，部分铁同时被萃出。
此外，8-羟基喹啉钼在pH1.55的酸性介质中可被三氯甲烷萃取。α-安息香肟钼则在2M盐酸中被三氯甲烷萃取。硫氰酸钼可被乙醚、异丙醚、异戊醚、乙酸乙酯和乙酸丁酯溶剂萃取。
（三）离子交换法
钼（Ⅵ）与大量Fe（Ⅲ）的0.5M盐酸溶液通过阳离子交换树脂后，可用0.04M硫氰酸铵溶液淋洗钼（Ⅵ）。钙（Ⅵ）与铼的氢氧化钠溶液通过阴离子交换树脂后，可用1M草酸钾溶液淋洗钼（Ⅵ），再用7N盐酸淋洗铼。
