二钼酸铵开采主要依赖钼矿资源，其中辉钼矿(MoS₂)是最重要的原料来源。开采过程通常从露天或地下矿山开始，需要重点关注矿体的品位(一般要求Mo含量0.1%以上)和规模，特别是大型斑岩型铜钼矿床往往具有较高经济价值。矿区首先进行地质勘探和取样分析，确定矿体边界和矿物分布特征。
实际采矿作业中，露天开采更常见于浅层矿床，采用爆破、装载和运输的常规流程。对于深层矿体则需采用地下开采方法，包括竖井开拓和巷道掘进。特别值得注意的是，辉钼矿常与黄铜矿、黄铁矿共生，因此在开采设计时要兼顾伴生金属的回收价值。矿石采出后需立即进行初步分选，剔除明显废石以降低运输成本。
选矿环节对二钼酸铵生产至关重要，通常采用多段破碎(至-200目)和浮选工艺。关键步骤包括粗选、扫选和多次精选，通过添加捕收剂(如煤油)和起泡剂(如松醇油)提高钼精矿品位(可达45-55%Mo)。需要特别控制铜等杂质的含量，因为后续焙烧工序中铜会形成难以处理的钼酸铜。现代选厂还会采用重选-浮选联合工艺处理复杂矿石，这对提高钼回收率(可达85-90%)有明显效果。
最终获得的钼精矿经过氧化焙烧(600-650℃)转化为三氧化钼，再通过氨浸、结晶等湿法冶金工序生产二钼酸铵。整个开采加工链中，环境管理是需要持续关注的要点，特别是对含重金属废水和尾矿的处理，现代矿山普遍采用回水利用系统和防渗尾矿库来降低生态影响。
