Foi investigado a redução hidrometalúrgica do minério de Mn (máximo de 40% m/m) com soluções de H2O2 e H2SO4, visando o beneficiamento deste minério. Utilizou-se o planejamento experimental Plackett- Burman para a seleção dos fatores: o volume da solução de H2SO4, o volume da solução de H2O2, o tempo de lixiviação (min) e a temperatura de lixiviação (°C), em dois níveis. As variáveis de resposta investigadas foram a recuperação de Manganês (Mn,% m/m) e a recuperação de Cobalto (Co,% m/m). A regressão linear múltipla (MLR) não gerou um bom modelo para prever o teor dos metais . Foi observado que as variáveis de resposta apresentaram distribuições bimodais, o que explica o fato de que os modelos de MLR não se mostrarem adequados. Posteriormente, foi utilizado o planejamento Box-Behnken para os mesmos fatores com três níveis. Foram misturados os ensaios destes planejamentos e aplicaram-se os modelos de regressão multivariada: MLR, máquina de vetor de suporte (SVM), polinomial por spline, florestas aleatórias (RF) e extreme gradiente boosting (XGBoost). O melhor modelo foi aquele obtido por RF para a recuperação do mangânes, enquanto que para a recuperação do cobalto o melhor foi o XGBoost. Os parâmetros de mérito foram R2 ajustado iguais a 0,900 e 0,810, RMSEP de 5,9% e 5,5% e MAE de 5,3% e 4,5% para a Mn, % m/m e Co, % m/m, respectivamente.