一种钼精矿两段式焙烧装置，包括一段回转窑，所述一段回转窑的出料端通过送料装置与二段回转窑的进料端连接，所述二段回转窑倾斜设置，且窑头高于窑尾，所述二段回转窑上设有供风系统，所述供风系统包括设置在二段回转窑进料端的第一出风口和设置在二段回转窑出料端的第一进风口，所述第一出风口和第一进风口与二段回转窑的内腔连通，所述二段回转窑的筒体设有热交换装置，用于带走二段回转窑内部过多的热量，通过设置二段回转窑，并在二段回转窑中通过电加热提供热量，并通过供风系统提供足量的氧气，使氧化钼深度氧化，从而提高氧化钼的可溶率，以减少直至取消在后续钼铁冶炼过程中工业硝酸钠的使用量，从而减少冶炼尾气中氮氧化物的含量。